Diferència entre revisions de la pàgina «A2. Sense fils»

Revisió del 17:43, 10 oct 2018

torna M7 - Planificació i administració de xarxes

Mitjans Sense Fils

Els mitjans inalàmbrics utilitzen la propagació d’ones electromagnètiques a l’aire per comunicar-se. No necessita cap cablejat entre emissor i receptor.

Les lleis de la física estableixen que hi ha una relació entre la freqüència i la longitud d'ona que indica que són inversament proporcionals. També entre la freqüència i l'energia, que són directament proporcionals.

Per tant les ones d'alta freqüència són més energètiques i tenen una longitud d'ona petita, mentre que les ones de baixa freqüència tenen menys energia i una longitud d'ona major.

Segons les propietats físiques de les ones, les longitud d'ona llargues (freqüències curtes, poc energètiques) poden viatjar més lluny i travessar obstacles més fàcilment. En canvi les ones de longitud petita (freqüències altes, molt energètiques) es degraden més fàcilment, o sigui que perden molta energia quan travessen obstacles.

Les ones electromagnètiques si tenen diferent freqüència poden concórrer en espai i temps sense interferir-se.

Segons la freqüència de les ones trobem diferents utilitats.

Ones Radio: 3 Hz a 300 Ghz (Aprox)

   • Ona mitjana (o freqüència mitjana): 300 Khz a 3MHz. Per exemple radio AM. Longitud d'ona 1 km a 100 m.
   • Ona curta (o Alta freqüència): 3 a 30 Mhz. Reboten a l'atmosfera i es poden propagar a tot el mon
   • Molt alta freqüència (VHF): 30 Mhz a 300 Mhz. Longitud d'ona 10m a 1m.
   • Ultra alta freqüència (UHF): 300 Mhz a 3 Ghz. Longitud d'ona 1m a 100mm.

Microones : 1 Ghz a 300 Ghz (Aprox)

Per tant les microones i les ones de radio encavalquen just en el punt on treballen els dispositius de xarxa típicament a la zona europea, a les ones de radio d'ultra alta freqüència (UHF). Per això a vegades s'utilitza indistintament els termes ones de radio o microones per referir-se a les tecnologies de xarxa sense fils.

Bluetooth : 2,4 Ghz (10^9 Hz) WiFi: 2,4 Ghz o 5 GHz (10^9 Hz)

Quan es diu que la senyal WiFi funciona amb ones de ràdio, en realitat significa que la senyal portadora emet en aquesta freqüència. La informació o les dades s'afegeixen a aquesta senyal portadora modificant-la lleugerament de tal manera que el receptor sigui capaç de detectar la modificació per extreure'n la informació, això s'anomena modulació.

Ones de ràdio : Fàcils de generar, viatgen llargues distàncies en totes direccions i poden travessar obstacles (Això genera greus problemes de seguretat).

• Bluetooth, funciona en la mateixa freqüència (Xarxes més petites 10m, menor velocitat 1 Mbps). Les versions actuals permeten la coexistència amb Wi-Fi sense interferències.

Microones : Viatgen en línea recta (Ex. Satèl·lits) i es poden enfocar direccionalment, l’emissor i el receptor han d’estar ben enfocats (Això les diferència de les ones de ràdio). Utilitzen freqüències entre 1 i 10 Ghz. Per comunicacions via satèl·lit es produeixen retards que no les fan aptes per transmetre dades.

Infrarojos : Per comunicacions de curt abast (controls remots). Alguns ordinadors portàtils utilitzen ports de comunicació infraroja. No travessen edificis ni es poden usar a l’exterior (El sol genera molta radiació infraroja), això pot ser una avantatge en relació a la seguretat. Tecnologia Infrared Data Association (IrDA)

Ones de llum : Comunicació mitjançant un làser (Llum molt polaritzada) o un LED (més econòmic, abast més curt) entre un emissor i un receptor a través de l’aire. (Per exemple dos edificis amb emissors i receptors al terrat, tecnologia LiFi). S’obtenen velocitats altes, però és delicat d’instal·lar i no travessa obstacles i té problemes d’interferències (aire calent, pluja)

Per què s'utilitzen ones d'alta freqüència per transmetre informació?

Alta freqüència implica més cicles per segon, la informació es codifica en els cicles, per exemple simplificant a cada cicle es podria transmetre un 1 o un 0. El problema és que com es degraden fàcilment, cal que tinguin més potència (més energia) i això significa un cost major en antenes, equipaments, electricitat ...

A més alhora poden coincideix en freqüència amb d'alguns dispositius, per això a vegades es comenta per exemple que els forns microones poden generar interferències amb les xarxes Wi-Fi.

Actualment els estàndards WiFi 802.11n i 802.11ac admeten les dues bandes de freqüència: 2,4GHz i 5GHz.

• Aquestes dues bandes són incompatibles entre elles, però alhora no s'interfereixen tampoc. De fet aquests nous estàndards aprofiten el fet que no interfereixen per transmetre dades simultàniament a les dues bandes i multiplicar la velocitat (multiplexació).

Això es relaciona amb mecanismes MIMO (Multiple Input Multiple Output) i MU-MIMO.

La banda dels 2,4 Ghz és una banda de freqüència oberta i d’ús públic, actualment saturada de senyals, sobretot en entorns urbans.

En general la banda dels 5GHz està molt més neta i podria ser una bona alternativa als espais d'alta densitat de senyals WiFi, tot i que a data d'avui encara molts clients tenen dispositius només compatibles 2.4GHz.

Modulació de les ones.

Els aparells electrònics generen senyals de dades (elèctriques) i els transmissors inalàmbrics les converteixen en senyals de ràdio. El receptor fa el procés invers.

Les ones de ràdio són de baixa freqüència (baixa potència) i s’atenuen ràpidament, per tant per poder transportar-les s’utilitza la modulació.

La modulació consisteix en una senyal forta (senyal portadora) que és alterada per la senyal amb les dades que es volen transmetre. Aquesta senyal portadora que és de gran potència ens assegura que les nostres dades arribaran al receptor, i aquest s’encarregarà de separar les dues senyal per obtenir la informació.

Existeixen tres formes bàsiques de modulació:

AM (Amplitud modulada) : Altera l’amplitud de la senyal portadora.

FM (Freqüència modulada) : Altera la freqüència de la senyal portadora

PM (Modulació de fase): Altera la fase de la senyal portadora. Aquesta és la que s’utilitza en les xarxes WLAN. (Un 0 manté la fase i un 1 la canvia).

http://www.etti.unibw.de/labalive/

https://www.etti.unibw.de/labalive/app/digitalModulation/

https://howwirelessworks.com/resource/wits-wi-fi-channel-simulator/