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En este capítulo encontrará algunas de las preguntas más frecuentes relativas a tecnología RF, módulos, redes WIFI,. y sus correspondientes respuestas. También se analizan nuestros equipos.

Importancia de la antenaVolver a Índice de FAQ

Existen muchos tipos de antenas con características muy diferentes y cada una de ellas responde a una necesidad específica. Además, su coste, resulta a menudo proporcional a sus prestaciones.

Las características principales son:

  • El diagrama de radiación: Antenas Omnidireccionales, Bidireccionales, Directivas, etc. 
  • Ganancia : Las antenas directivas poseen generalmente más ganancia que las omnidireccionales, 
  • Ancho de banda : Las antenas de banda estrecha tienen generalmente una ganancia más importante que las antenas de banda ancha, 
  • La polarización : Rectilínea (Horizontal, Vertical, etc.) o Circular (Derecha o Izquierda)

Su elección depende entonces de numerosos factores y se convierte en tarea de especialistas.

Las antenas directivas, además de que su ganancia es interesante, permiten evitar perturbaciones de ruido entre ella y otras antenas gracias a la estrechez de su diagrama de radiación, aunque se limite la potencia necesaria para un enlace determinado.

La polarización vertical resulta interesante en pueblos o en edificios, ya que favorece las reflexiones entre las estructuras que los rodean.

La polarización horizontal se usa preferiblemente en enlaces que requieran grandes distancias.

En cuanto a la polarización circular, es útil en enlaces con estaciones en movimiento (vehículos, aeronaves, etc.)

Instalación

Independientemente del tipo de antena utilizada, es importante efectuar la instalación con precisión. El lugar escogido para su emplazamiento debe fijarse lógicamente en relación a otras estaciones de la misma red, de una buena separación con fuentes que puedan provocar perturbaciones y alejar la antena de otras redes cercanas.

La antena deberá alejarse de cualquier masa o estructura que pueda ser susceptible de modificar sus características y su funcionamiento. Se aconseja una distancia mínima de dos a tres veces su longitud de onda.

Es preferible perder algunos dB utilizando un cable un poco más largo, que descuidar la instalación de la antena misma.

Importancia de la antena

En un producto R.F, la antena juega un rol primordial: es el eslabón más importante de la cadena.

* Una antena de 1/4 de onda sin plano de emplazamiento correcto se comportaría prácticamente como un hilo, pero si es el ajustado, su eficacia será máxima.

* La antena debe situarse en una zona alta y alejada al máximo de cualquier obstáculo metálico.

* El cable de la antena resulta otro elemento que no puede olvidarse. En función del tipo de cable utilizado, la pérdida será más o menos grande. Para longitudes superiores a 3m se recomienda utilizar cable tipo CFP10 (diámetro 10mm).

Posición de la antena: grado de afectación a la comunicaciónVolver a Índice de FAQ

El posicionamiento de la antena afecta de un modo primordial para un funcionamiento óptimo: es imperativo que las antenas estén ubicadas a más de 1 metro de distancia de cualquier objeto metálico.

Se ubicarán preferentemente en una zona elevada (mínimo 2m de altura) y a ser posible que se vean.

¿Qué es un Radio Modem?Volver a Índice de FAQ

Un Radio Modem transmite datos a varios kilómetros de distancia vía ondas hertzianas (trasmisión por aire y sin cable) hasta otro Radio Modem, en lo que se conoce como un enlace punto a punto o entre varios Radio Modem (enlaces multipunto).

Los Radio Modems son independientes de las líneas operadoras de telefonía móvil, así como de las redes de satélites, por lo que no hay coste alguno asociado a esta transferencia de datos.

Las redes privadas de radio pueden de esta forma emplear varias bandas de frecuencia libres de pago y autorizadas dentro del espectro ISM (Industrial Scientific and Medical Bands) según las Directivas Europeas reglamentarias.

Las bandas publicadas, de frecuencia ISM públicas son:

  • 6,765 - 6,795 MHz (6,78 MHz ± 15,0 kHz)
  • 13,553 - 13,567 MHz (13,56 MHz ± 7,0 kHz))
  • 26,957 - 27,283 MHz (27,12 MHz ± 163,0 kHz))
  • 40,660 - 40,700 MHz (40,68 MHz ± 20,0 kHz))
  • 433,05 - 434,79 MHz (433,920 MHz ± 0.2%))
  • 868 - 870 MHz (869,000 MHz ± 1,0 MHz))
  • 902 - 928 MHz (915 MHz ± 13,0 MHz))
  • 2,4 - 2,5 GHz (2,450 GHz ± 50,0 MHz))
  • 5,725 - 5,875 GHz (5,800 GHz ± 75,0 MHz))
  • 24 - 24,25 GHz (24,125 GHz ± 125,0 MHz))
  • 61 - 61,5 GHz (61,25 GHz ± 250,0 MHz))
  • 122 - 123 GHz (122,50 GHz ± 500,0 MHz))
  • 244 - 246 GHz (245,00 GHz ± 1,0 GHz))

Relación entre mW y dBmVolver a Índice de FAQ

dBm es la potencia de radio expresada en dB referida a 1mW. En España la potencia máxima permitida de emisión para la banda ISM (2,4GHz) es de 100mW.

Esta potencia de emisión es el resultado de sumar la potencia de salida del equipo WIFI, con la ganancia de la antena y teniendo en cuenta las perdidas del cable y conectores.

Para convertir mW a dBm, tenemos que multiplicar por 10 el logaritmo de la potencia expresada en mW. Por ejemplo, si la potencia máxima son 100mW:

10 x log 100mW = 20 dBm

La potencia máxima legal de emisión es de 100mW o 20 dBm.

La mayoría de los dispositivos Wireless emiten en un rango de 20 a 50mW: 10 x log 50mW = 17 dBm

Lo que quiere decir que podemos utilizar una antena de hasta 3 dBm máximo para estar dentro de la legalidad.

Por ejemplo, la serie WIMSEHS emite a +20 dBm, si suponemos que utilizamos una antena de +2 dBm de ganancia y tenemos unas pérdidas en el cable de -3 dBm, estaremos emitiendo:

+20 + 2 - 3 = 19 dBm (79,4 mW)

Inferior al máximo establecido legalmente.

Tabla para la conversión rápida de dBm a mWattVolver a Índice de FAQ

Tabla de conversión rápida de dBm a mWatt

Propagación de las ondas de RadioVolver a Índice de FAQ

Propagación de las ondas de Radio

Es necesario tener una mínima cultura sobre la propagación de las ondas hertzianas con el fin de poder preparar una arquitectura o una red de equipos sin cables, así como saber cómo disponer de las zonas de acceso (point d'accès) para conseguir una conexión óptima.

Las ondas radio (llamadas RF por Radio Frecuencia) se propagan en línea recta en todas las direcciones. La velocidad de propagación de las ondas en el vacio es de 3.108 m/s.

En cualquier otro medio, la señal sufre debilitamientos debidos a los fenómenos de:

  • Reflexión
  • Refracción
  • Difracción
  • Absorción

Absorción de las ondas de radio

En el momento en que una onda de radio encuentra un obstáculo, una parte de su onda es absorbida y transformada en energía, una parte continua propagándose de forma debilitada y una parte puede eventualmente ser reflejada.

Se conoce como atenuación de una señal la reducción de la potencia de la misma en el transcurso de una transmisión. La atenuación se mide en Bels (su símbolo es la B) y es igual al logaritmo en base 10 de la potencia a la salida del medio de transmisión, dividido por la potencia de entrada. Generalmente se usan los decibelios (su símbolo es la dB) correspondiente a una décima parte del valor en Bels. De esta manera un Bel representa 10 decibelios y la fórmula resulta:

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

Si R resulta positivo se habla de amplificación; si es negativo se habla de atenuación.

En el caso de las transmisiones sin cable, se da más a menudo las atenuaciones.

Gráfico Atenuación

La atenuación aumenta con el aumento de la frecuencia o la distancia. En el momento de la colisión con un obstáculo, el valor de la atenuación depende del material del obstáculo. Generalmente los obstáculos metálicos provocan una fuerte reflexión, mientras que el agua absorbe la señal.

Reflexión de las ondas de radio

En el momento en que una onda de radio encuentra un obstáculo, toda o parte de la onda se refleja, con una pérdida de potencia. La reflexión es tal que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Reflexión ondas de radio

Por definición una onda de radio es susceptible de propagarse en todas direcciones. Por reflexiones sucesivas una señal puede redireccionarse hacia una estación o punto de acceso llegando por caminos múltiples (se habla en inglés de multipath o en françés cheminements multiples).

Propagación ondas de radio en todas direcciones

La diferencia de tiempos de propagación (conocido por retraso de propagación) entre dos señales que hayan tomado caminos diferentes puede provocar interferencias a nivel del receptor ya que los datos recibidos se distorsionan.

Estas interferencias son más importantes cuando la velocidad de transmisión aumenta, ya que los intervalos de tiempos entre los datos son más cortos. Los múltiples caminos de propagación limitan la velocidad de transmisión en las redes sin cables.

Para remediar este problema las cartas Wi-Fi y puntos de acceso disponen de dos antenas por emisor. De esta forma, gracias a la actuación del AGC (Aquisition Gain Controller), que conmuta inmediatamente de una antena a la otra en función de la potencia de las señales, el punto de acceso es capaz de distinguir dos señales provenientes de la misma estación. Las señales recibidas por estas dos antenas se conocen como independientes estando separadas por Lambda/2 (6,25 cm a 2.4GHz).

Propiedades de los medios

El debilitamiento de la potencia de la señal, se debe en gran parte a las propiedades de los medios que atraviesa la onda. En la siguiente tabla se dan los niveles de atenuación para diferentes materiales:

Material
Debilitamiento
Ejemplos
Aire Ninguno Espacio abierto, zonas interiores
Madera Poco Puerta, pisos, mamparas
Plástico Poco Mamparas
Cristal Poco Cristales no tintados
Cristal tintado Medio Cristales tintados
Agua Medio Aquarium, fuentes
Seres vivientes Medio Fauna, animales, humanos, vegetación
Briques Medio Muros
Plâtre Medio Mamparas
Cerámica Elevado Baldosas
Papel Elevado Rollos de papel
Béton Elevado Muros separadores, pisos, columnas
Cristal blindado Elevado Cristales antibalas
Metal Muy elevado Hormigón armado, cristales, armarios metálicos, ascensor

¿Se puede utilizar cualquier alimentación?Volver a Índice de FAQ

La tensión de alimentación es muy importante en radio: es necesario respetar por completo el margen de tensión establecido (normalmente: 10 a 30Vcc). La tensión de alimentación lado H.F. debe ser muy precisa y cualquier tipo de variación puede ocasionar pérdidas de transmisión.

Cuidado con tensiones no estabilizadas, ya que pueden ser causa de problemas.

¿Se puede trabajar en ambientes industriales severos?Volver a Índice de FAQ

Si, todos los Radio Modems de la Serie WIM. Están diseñados para el funcionamiento en condiciones difíciles y severas: grúas, cintas transportadoras, puentes grúa, polipastos,.industria en general es susceptible de usar estos equipos.

Además la tecnología cubre un espectro que fue inicialmente desarrollado para fines militares, por lo que presenta gran robustez en cuanto a perturvaciones e interferencias.

Se han efectuado numerosas instalaciones en zonas con muchas interferncias : existen puntos de acceso sin cable Serie WIMSEHS junto a hornos siderúrgicos, puentes grúa, y sistemas embarcados, entre otros.

Aspectos reglamentarios comunicación WIFIVolver a Índice de FAQ

Banda frecuencia 2,4 GHz (802.11b/g)

El wifi en la banda de frecuencia 2.4GHz es una frecuencia libre de uso tanto en interior como en exterior, existiendo únicamente una limitación en cuanto a potencia por parte del emisor:

  • En interior:
    100mW de PIRE (Potencia isótropa radiada equivalente) en toda la banda (es decir 20 dBm)
  • En exterior:
    100mW de PIRE (es decir 20 dBm) en la banda 2400-2454MHz (canales 1 a 7) 10mW de PIRE (es decir 2 dBm) en la banda 2454-2483.5MHz (canales 8 a 13)

Banda frecuencia 5 GHz (802.11a)

El wifi en la banda de frecuencia 5GHz es una frecuencia libre de uso tanto en interior y en algunas zonas de exterior, existiendo una limitación en cuanto a potencia por parte del emisor, así como algunos condicionantes técnicos particulares a respetar:

  • En interior:
    200mW de PIRE (sobre 23 dBm aprox.) en la banda 5150-5350MHz (canales 36 a 64) 1000mW de PIRE (30 dBm) en la banda 5470-5725MHz (canales 100 a 140). Prohibido en el ancho de banda 5725-5825MHz (canales 149 a 161).
  • En exterior:
    Prohibido en la banda 5150-5350MHz (canales 36 a 64). 1000mW de PIRE (30 dBm) en el ancho de banda 5470-5725MHz (canales 100 a 140). Prohibido en el ancho 5725-5825MHz (canales 149 a 161).
  • Limitaciones particulares:
    Para los anchos de banda 5250-5350MHz (canales 36 a 64) y 5470-5725MHz (canales 100 a 140), tanto en el interior como en exterior:
    • Es obligatorio un mecanismo de Selección Dinámica de Frecuencias (DFS). Los productos compatibles con 802.11h la tienen.
    • Se recomienda disponer de un mecanismo de Control de Potencia del Emisor que permite reducir la potencia del emisor en 3 dB ( no es el CPE y sí el TPC-Transmiter Power Control). Si no existiera, el PIRE máximo autorizado disminuye en 3 dB (por ejemplo, 27 dBm en lugar de 30 dBm, es decir 500 mW en lugar de 1000 mW). Los productos compatibles con la 802.11h ya usan este mecanismo, por ejemplo el WIMSEHS5

¿Las ondas WiFi son peligrosas para la salud?Volver a Índice de FAQ

"Una conexión clásica WiFi tiene una potencia isótropa máxima de 100 mWatts. Es del mismo orden de magnitud que la base de un teléfono doméstico sin cables (DECT), y diez mil veces menor a la potencia que irradia un horno microondas, que utiliza la misma frecuencia"
Mr. Gilles Dixsaut, Jefe de la unidad nuevas tecnologías (Afsset)

Si nos encontramos a 20 cms.de una conexión WiFi, la exposición resulta ser de 0,2 W/m2, es decir la ventésima parte del valor límite.

A 50 cm, pasaría a ser de 0,03 W/m2, un valor muy alejado del límite de exposición. "Por comparativa, una base doméstica de teléfono sin cable nos expone a una radiación permanente ya que la frecuencia está más próxima".

Y contrariamente a los móviles, "la frecuencia utilizada por WiFi es del todo conocida, habiéndose estudiado en profundidad desde hace más de 20 años, debido a su uso en microondas. Fuente: LCI-TF1

¿Se pueden colocar Radio Modems en red?Volver a Índice de FAQ

Sí, se pueden colocar Radio Modems en red.

Su funcionamiento es totalmente transparente.

De igual manera, se puede mezclar una red cableada RS485 con Radio Modems de la Serie WIM.

ATENCIÓN: En modo transparente, el reconocimiento de la dirección debe efectuarse por el sistema así como el protocolo de comunicación.

Los radio modems WIM pueden igualmente funcionar como esclavos ModBus o en modo seguro.

Dar tensión al WIMS-42E y los 2 leds del conector RJ45 quedan fijos y el equipo no conecta, ¿qué hacer?Volver a Índice de FAQ

Esto indica que el equipo conectado al WIMS42E no utiliza la velocidad adecuada, en efecto el WIMS42E puede trabajar a una velocidad máxima de 10Mbps y esta situación pasaría si el equipo recibiera tramas a 100Mbps por ejemplo. En este caso, bastaría con fijar la velocidad del otro equipo a conectar al WIMS42E a 10Mbps o en automático.

Para un PC, sólo se requiere colocar la velocidad de la carta de red en AUTO.

No se puede acceder al modem o no se conectaVolver a Índice de FAQ

Inicialmente, la dirección IP del Radio Modem es 192.168.0.20.
Para acceder a su configuración por páginas web internas y alinear el canal de radio, el equipo al que se conecta debe ser configurado en la misma clase de direcciones IP.

CONFIGURACIÓN WINDOWS XP: Panel de Configuración > Conexiones Red > Conexión a red local > Carpeta General > Propiedades > Protocolo Internet (TCP/IP) > Propiedades > Dirección IP.

Esquema configuración módem con WINDOWS XP

CONFIGURACIÓN WINDOWS VISTA: Panel de configuración > Centro de red y partición > Conexión a red local > Propiedades > Carpeta General > Protocolo Internet versión 4(TCP/IP v4) > Propiedades > Dirección IP.

Si no se puede acceder, verificar la existencia de un FireWall que bloquee la comunicación ( Panel de Configuración > Fire Wall ) y asegurarse de que ésta no se redirija eventualmente hacia otra carta de red (carta Wifi por ejemplo, la cual puede desactivarse( Panel de configuración > Conexión a red inalámbrica).

Esquema configuración módem con WINDOWS VISTA

Qué hacer en el caso de querer establecer una comunicación entre dos redes con clases de IP's diferentes?Volver a Índice de FAQ

Para acceder a su configuración por páginas web internas y alinear el canal de radio, los equipos a conectar deben ser configurados en la misma clase de direcciones IP.

En el caso de un enlace entre dos redes con clases de IP diferentes, será necesario modificar la máscara de subred del modem (el modem no puede estar como función router).

Esquema configuración para la comunicación entre dos redes con clases de IP's diferentes

Esto tiene igualmente la ventaja de filtrar una categoría de direcciones IP y de no sobrecargar el canal de radio o incluso de definir una zona de cobertura asociado a una clase de direcciones específicas(ver Dibujo). Para realizar una transparencia completa entre dos clases de redes diferentes o desconocidas (por ejemplo internet) también es posible de colocar la máscara de subred a 0.0.0.0.

Comunicación UNITELWAY sin cablesVolver a Índice de FAQ

El protocolo Unitelway se utiliza para enlaces series permitiendo la comunicación entre un equipo maestro y uno o más esclavos. El diálogo siempre empieza por el maestro y ningún equipo esclavo puede decidir hablar sin que el maestro le haya dado permiso. El maestro interroga cíclicamente a cada esclavo con el fin de permitir un tiempo de habla. Si el esclavo no responde a este tipo de petición, el maestro pasa la palabra al siguiente siguiendo un Timeout predefinido. En el caso de que se realice una comunicación por enlace vía radio mediante un WIMS42E, sería necesario aumentar el Timeout fijado lado maestro para permitir los retrasos por transmisión de los modems radio. Como medida de seguridad se aconseja fijar un parámetro de 100ms.

Ejemplo de parametrización del Timeout de un autómata TSX Micro maestro por software PL7-PRO:

Ejemplo de parametrización del Timeout de un autómata TSX Micro maestro por software PL7-PRO

Parametrización del Timeout para Unitelway
NOTA : Para establecer un enlace a 9600bps, 8 bits, paridad impar y 1 bit de stop en protocolo Unitelway, se aconseja utilizar un enlace radio a 9600 bps o tener en cuenta los tiempos de retorno/buffering de mensajes si el mismo se requiere para velocidades superiores.

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