Propagación de las ondas de radio (802.11)

Julio 2015

Propagación de ondas de radio

Para instalar una red inalámbrica y, en particular, ubicar los puntos de acceso a fin de obtener el máximo alcance posible, se deben conocer algunos datos con respecto a la propagación de las ondas de radio.

Las ondas de radio (se abrevia RF por Radio Frequency) se propagan en línea recta en varias direcciones al mismo tiempo. En vacío, las ondas de radio se propagan a 3,108 m/s.

En cualquier otro medio, la señal se vuelve más débil debido a

  • la reflexión
  • la refracción
  • la difracción
  • la absorción

Absorción de ondas de radio

Cuando una onda de radio se topa con un obstáculo, parte de su energía se absorbe y se convierte en otro tipo de energía, mientras que otra parte se atenúa y sigue propagándose. Es posible que otra parte se refleje.

La atenuación se da cuando la energía de una señal se reduce en el momento de la transmisión. La atenuación se mide en belios (símbolo: B) y equivale al logaritmo de base 10 de la intensidad de salida de la transmisión, dividida por la intensidad de entrada. Por lo general, se suelen usar los decibelios (símbolo: dB) como unidad de medida. Cada decibelio es un décimo de belio. Siendo un belio 10 decibelios, la fórmula sería:

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

Cuando R es positivo, se denomina amplificación, y cuando es negativo se denomina atenuación. En los casos de transmisiones inalámbricas, la atenuación es más común.

Atenuación de la señal

La atenuación aumenta cuando sube la frecuencia o se aumenta la distancia. Asimismo, cuando la señal choca con un obstáculo, el valor de atenuación depende considerablemente del tipo de material del obstáculo. Los obstáculos metálicos tienden a reflejar una señal, en tanto que el agua la absorbe.

Reflexión de ondas de radio

Cuando una onda de radio choca con un obstáculo, parte o la totalidad de la onda se refleja y se observa una pérdida de la intensidad. La reflexión es tal que el ángulo de incidencia equivale al ángulo de reflexión.

Reflexiones de una onda de radio

Por definición, una onda de radio es susceptible de propagarse en varias direcciones. Después de reflejarse varias veces, una señal de origen puede llegar a una estación o punto de acceso después de tomar muchas rutas diferentes (llamadas multirutas).

Multiruta

La diferencia temporal en la propagación (llamada retraso de propagación) entre dos señales que toman diferentes rutas puede interferir en la recepción, ya que los flujos de datos que se reciben se superponen entre sí.

Esta interferencia se incrementa a medida que aumenta la velocidad de transmisión, ya que los intervalos de recepción de los flujos de datos se hacen cada vez más cortos. Por lo tanto, la multiruta limita la velocidad de transmisión en redes inalámbricas.

Para superar este problema, las tarjetas Wi-Fi y los puntos de acceso usan dos antenas por emisor. Mediante un controlador automático de ganancia (AGC), que cambia inmediatamente de una antena a otra según la fuerza de la señal, el punto de acceso puede distinguir dos señales que vienen de la misma estación. Se dice que las señales que reciben estas dos antenas no están correlacionadas (son independientes) si un hay una diferencia de Lambda/2 (6,25 cm a 2,4 GHz).

Las propiedades de los medios

El debilitamiento de la señal se debe en gran parte a las propiedades del medio que atraviesa la onda. La tabla siguiente muestra los niveles de atenuación para diferentes materiales:

MaterialesGrado de atenuaciónEjemplos
AireNingunoAire libre, patio interno
MaderaBajoPuerta, piso, medianera
PlásticoBajoMedianera
VidrioBajoVentanas sin teñir
Vidrio teñidoMedioVentanas teñidas
AguaMedioAcuario, fuente
Seres vivientesMedioMultitud, animales, personas, plantas
LadrillosMedioParedes
YesoMedioMedianeras
CerámicaAltoTejas
PapelAltoBobinas de papel
ConcretoAltoMuros de carga, pisos, columnas
Vidrio a prueba de balasAltoVentanas a prueba de balas
MetalMuy altoConcreto reforzado, espejos, armarios metálicos, cabina del ascensor
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