Propagação das ondas de rádio

É necessário ter uma cultura mínima sobre a propagação das ondas hertzianas a fim de poder instalar uma arquitectura rede sem fios, e nomeadamente dispor os limites de acesso (ponto de acesso) de maneira a obter um alcance óptimo.

As ondas de rádio (notadas RF para Radio Frequency) propagam-se em linha recta em várias direções. A velocidade de propagação das ondas no vazio é de 3.108 m/s.

Em qualquer outro meio, o sinal sofre um enfraquecimento devido

• à reflexão
• à réfração
• à difração
• à absorção

Absorção das ondas de rádio

Quando uma onda de rádio encontra um obstáculo, uma parte da sua energia é absorvida e transformada em energia, uma parte continua a propagar-se de maneira atenuada e uma parte pode eventualmente ser reflectida.

Chama-se atenuação de um sinal à redução da potência deste aquando de uma transmissão. O enfranquecimento é medido em bels (cujo símbolo é B) e equivale ao logaritmo base 10 da potência à saída do suporte de transmissão, dividido pela potência à entrada. Prefere-se geralmente utilizar o decibel (cujo símbolo é dB) que corresponde a um décimo do valor Bels. Sendo que Bel representa 10 decibéis a fórmula passa a ser :

R (dB) = (10) * log (P2/P1)

Quando R é positivo, trata-se de amplificação, quando é negativo trata-se de atenuação. No caso das transmissões sem fios trata-se geralmente de atenuações.

A atenuação aumenta com o aumento da frequência ou a distância. Aquando da colisão com um obstáculo, o valor da atenuação depende muito do material que compõe o obstáculo. Geralmente, os obstáculos metálicos provocam uma forte reflexão, enquanto a água absorve o sinal.

Reflexão das ondas de rádio

Quando uma onda rádio encontra um obstáculo, a totalidade ou parte da onda é reflectida, com uma perda de potência. A reflexão é tal quanto o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Por definição, uma onda de rádio pode propagar-se em várias direcções. Por reflexões sucessivas, um sinal fonte pode ser levado a atingir uma estação ou um ponto de acesso seguindo caminhos múltiplos (fala-se de multipath).

A diferença de tempo de propagação (o chamado prazo de propagação) entre dois sinais que seguiram caminhos diferentes pode provocar interferências a nível do receptor, porque os dados recebidos sobrepõem-se.

Estas interferências tornam-se cada vez mais importantes quando a velocidade de transmissão aumenta porque os intervalos de tempo entre os dados são cada vez mais curtos. Os caminhos de propagações múltiplos limitam assim a velocidade de transmissão nas redes sem fios.

Para remediar este problema as placas Wi-Fi e pontos de acesso integram duas antenas por emissor. Assim, graças à acção do AGC (Aquisition Gain Controller), que comuta imediatamente de uma antena à outra segundo a potência dos sinais, o ponto de acesso é capaz de distinguir dois sinais que provêm da mesma estação. Os sinais recebidos por estas duas antenas não estão correlacionados (são independentes) se forem separados de Lambda/2 (6,25 cm a 2.4GHz).

Propriedades dos meios

O enfraquecimento da potência do sinal deve-se em grande parte às propriedades dos meios atravessados pela onda. Eis um quadro que dá os níveis de atenuação para diferentes materiais: