Repetidores Pasivos

[sushisan]

De: http://www.furelos.org/reflector

Una estructura en el medio de la nada (http://www.furelos.org/reflector)
No hace mucho explorando las cimas de unos montes en el norte de Galicia nos encontramos con una enorme estructura metalica literalmente "en el medio de la nada"... Se asemejaba a un enorme cartel de publicidad, cosa que descartamos rapidamente debido a su aislamiento: desde la carretera mas cercana apenas era un punto en la cima de una montaña.

http://www.furelos.org/?q=image/view/20
Se puede apreciar su tamaño si lo comparamos con nuestro colega Buran :-)
¿Qua creais que puede ser esta estructura?
Tratandose de una estructura situada en la cima de una montaña la relacionamos directamente con en mundo de la radio telecomunicación, y nuestra intuición no nos fallaba. Se trataba de un "Repetidor pasivo" de señales de radio VHF/UHF, tambian conocido como "Reflector Pasivo". Hay muchisimos como estos instalados a lo largo de la geografia mundial para permitir transportar de un lugar a otro toda clase de información por radio cuando hay algon tipo de obstaculo en medio.


http://www.furelos.org/?q=image/view/26
Para optimizar la comunicación por radio (en calidad de recepción y distancia) se suelen utilizan radio-enlaces direccionales. Esto es, que atravas de un tipo especial de antena, la radiación electromagnatica se transmite concentrando toda su energia en una onica dirección espacial. En la foto de la izquierda podemos ver una torre de comunicaciones con diversos tipos de antenas direccionales.
El problema de estas comunicaciones direccionales es que necesitan visión directa entre emisor y receptor. A veces aparece algon obstaculo natural entre estos (como una montaña), y es aqui donde entran en juego estas extrañas estructuras que aparecen en el medio de la nada: Simples superficies planas donde rebotan las señales. El angulo de rebote es el mismo que el angulo de incidencia sobre la superficie.

Las señales de radio mientras se propagan, y en función de su frecuencia pueden rebotar (http://www.qsl.net/vu2msy/IONOS.htm) contra ciertos materiales. Mientras que las señales de baja frecuencia (muy pocos KHz.) suelen atravesar cualquier material, segon aumentamos la frecuencia de la señal, parte de esta (la que no es absorbida) comienza a rebotar: En las telecomunicaciones por radio son populares los rebotes en las diversas capas de la atmósfera ionizadas por la radiación solar o afectadas por los cambios de temperatura, los rebotes lunares (http://www.vhfdx.net/jt65bintro_e.htm), los rebotes en los rastros de polvo creados por las lluvias de meteoritos. Existen otros mecanismos de rebote activos artificiales creados por el hombre: Los repetidores y los satalites.
Aqui tenais información variada sobre este tema:http://www.qsl.net/vu2msy/propagation.htm


http://www.furelos.org/?q=image/view/25


http://www.furelos.org/?q=image/view/24
En el siguiente folleto comercial de un fabricante de este tipo de reflectores se puede visualizar un ejemplo de diversos radioenlaces en los cuales se hace uso de estos elementos. Fijaros que la señal de radio rebota hasta tres veces antes de llegar a su destino a varias millas de distancia. Como este folleto indica, ahorran bastantes costes frente al uso de repetidores activos. Estos oltimos requieren un equipamiento muy caro, mantenimiento y ademas necesitan ser alimentados con lineas elactricas.

http://www.furelos.org/?q=image/view/23

[sushisan]

De: http://guadawireless.net/modules.php?op=modload&name=phpWiki&file=index&pagename=RepetidoresPasivos

Repetidores Pasivos (http://guadawireless.net/modules.php?op=modload&name=phpWiki&file=index&pagename=BackLinks&page=RepetidoresPasivos)



A raiz de que una necesidad surgida en nuestra comunidad y a cuestiones planteadas por otras personas, me puse a buscar información en Internet relativa a la teoria de los repetidores pasivos.
Por desgracia, parece que no son muchos los atrevidos que se han aventurado a experimentar con estos simples e ingeniosos artefactos que, en principio, pueden conseguir que nuestras ondas 'tomen curvas'.
Antes de lanzarme a la calle, latas en ristre, con la sana intención de realizar alguna prueba de campo, me senta en el sillón y trata de pensar un poco... ¿hasta qua punto se puede confiar en que semejantes ingenios funcionen?
Aqui esta el resultado de mis divagaciones, a las que espero podais echar un vistazo y aportar todo aquello que creais oportuno. Estoy convencido de que las conclusiones que obtengamos podran ser de utilidad a mas de uno, y a mas de dos...


Los hechos:

El viaje a travas del espacio atenoa las ondas... :P jiji Yaaaaa, ya sa que suena a perogrullada, pero tiene su por qua. La pregunta interesante que se desprende de lo anterior es: ¿existe una fórmula matematica que especifique cuanto se atenoan las ondas en el espacio libre en función de la distancia que recorren? Las respuesta es, como cabria esperar, afirmativa :) Es sabido que:

FSL_2.4GHz = 100 + 20log(d_Km)

Donde FSL_2.4GHz es la pardida de señal en dBs en el espacio a 2.4GHz, y 'd' la distancia del enlace en kilómetros.


Un enlace tipico:

Supongamos ahora que disponemos de dos transceptores inalambricos tipicos, A y B, ambos con una potencia de salida de 16dBm y una sensibilidad -para enlaces a 11Mbps- de -85dBm.

Imaginemos ahora que ambos montan antenas con una ganancia de 21dBi, y estan separados por una distancia de un kilómetro y medio -no involucramos otros factores, como pardidas en cables, conectores y demas por mantener la claridad en el planteamiento-.

Conociendo onicamente la distancia que les separa sabremos, de antemano, la atenuación que va a sufrir la señal en el trayecto:

FSL_2.4GHz = 100 + 20log(d_Km)
FSL_2.4GHz = 100 + 20log(1.5)
FSL_2.4GHz = 103.5 dB

Teniendo en cuenta este dato y los parametros en los que operan las estaciones, podemos tambian estimar qua nivel de señal llegara de la una a la otra de forma sencilla:

Señal_recepción_B = Potencia_A + Ganancia_antena_A - FSL_2.4GHz + Ganancia_antena_B Señal_recepción_B
Señal_recepción_B = 16dBm + 21dBi - 103.5dB + 21dBi
Señal_recepción_B = -45dBm

Lo que representa una señal de excelente nivel, muy por encima del umbral de recepción de nuestro equipo (recordemos que era de -85dBm).
Puesto que el problema es simatrico (las condiciones de A y B son idanticas) podemos asegurar que, en cualquier situación, Señal_recepción_A = Señal_recepción_B.


Complicando el problema:

Hasta ahora, A y B comunican estupendamente porque reciben señal de sobra... Demasiado facil; pongamoslo algo mas dificil:

Imaginemos por un momento que hay un obstaculo en la linea de visión entre A y B. Se encuentra a mitad de distancia de ambos, y se trata un enorme y denso edificio de hormigón, infranqueable para nuestras pequeñas e indefensas ondas... :))

Un edificio semejante puede, facilmente, multiplicar en varios órdenes de magnitud la atenuación de las ondas, haciendo inviable un enlace directo. Esto es facil de comprender si suponemos que el comportamiento de las ondas a 2.4GHz es muy parecido al de la luz... El aire es 'transparente' para ellas, pero con el hormigón se pegan de bruces y alli se quedan, estampadas cual sello de correos :)


Una aproximación pasiva al problema.

Vaya, pues si que lo pintan crudo... Ojala pudiaramos 'torcer' las ondas para dar un rodeo. La pregunta: ¿podemos? La respuesta: hasta cierto punto, si.
Replanteemos la situación anterior

Dado que en nuestro problema el onico punto que tiene linea de visión directa de A y de B simultaneamente es lo alto del edificio, tendremos que colocar un repetir alli, pero no vamos a colocar otro AP ni nada semejante, no...
Lo primero que vamos a hacer es colocar una antena con ganancia 21dB en lo alto del edificio apuntando hacia A, luego:

FSL_2.4GHz(desde_A_hasta_edificio) = 100 + 20log(0.75)
FSL_2.4GHz(desde_A_hasta_edificio) = 97.5dB

Señal_recepción_edificio_desde_A = 16dBm + 21dBi - 97.5dB + 21dBi
Señal_recepción_edificio_desde_A = -39.5dBm

Ahora sabemos que en el rabito de cable que salga de la antena del edificio tenemos la misma señal que en A, pero con un nivel de señal de -39.5dBm, lo cual es muy poquito pero... ¿qua nos impide 'retransmitir' esa señal? Ummm... nada :) Ese es el principio de los repetidores pasivos.

Conectemos, por curiosidad, otra antena al rabito de cable, tambian de 21dBi, apuntando hacia B:

FSL_2.4GHz(desde_B_hasta_edificio) = 100 + 20log(0.75)
FSL_2.4GHz(desde_B_hasta_edificio) = 97.5dB

Señal_recepción_B_desde_edificio = -39.5dBm + 21dBi -97.5dB + 21dBi
Señal_recepción_B_desde_edificio = -95dBm

¡Uyyyyyy! Caramba, no llegamos por los pelos... pero casi, casi :)

Tengamos en cuenta que hemos planteado el problema para una distancia kilomatrica. Si hablasemos de centenares de metros, y al precio que estan las parabolas de rejilla hoy dia, podemos concluir que la construcción de un enlace pasivo es perfectamente viable.

¿Alguien se atreve? :)
Un saludote,
Paladdin