Puissance et Radio Fréquence ccnp_cch ccnp_cch

Sommaire • Introduction • Niveau de puissance • Antennes • PIRE (Puissance Isotropique Rayonnée Effective) • Perte sur le chemin • Estimation de la portée en extérieur • Estimation de la portée en intérieur ccnp_cch

Introduction Niveau de puissance ccnp_cch Ce document définit les niveaux de puissance RF et la plus commune des unités de me- sure, le dB. Ce document a aussi pour but de fournir au lecteur une bonne compréhen- sion des mesures réalisées sur les équipements radio (Aironet,...). Niveau de puissance Le décibel (dB) mesure la puissance d'un signal comme la fonction d'un rapport entre le signal et une valeur de référence. Des indices sont ajoutés au symbole dB pour indi- quer quelles unités sont comparées. Par exemple le symbole dBm dans lequel "m" si- gnifie que la valeur de référence est 1 mW et dBw dans lequel "w" signifie que la valeur de référence est 1 Watt. Par exemple: Puissance (en dB) = 10.log10(Signal/Référence) • Signal = Puissance du signal (par exemple 50 mW) • Référence = Puissance de référence (par exemple 1 mW) En prenant les valeurs citées ci-dessus: Puissance en (dB) = 10.log10(50/1) = 10. log1050 = 10.1,7 = 17 dBm Comme les décibels sont des rapports de niveaux de puissance, on peut utiliser des relations mathématiques simples pour les manipuler afin de concevoir et construire des réseaux. Puissance en (dB) = 10.log10(50/1) = 10. log10(5.10) = (10. log105)+(10. log1010) = 7+ 10 = 17 dBm Valeurs caractéristiques: Accroissement de: Diminution de: Résultat produit 3dB Double la puissance transmise 3 dB Divise la puissance transmise par deux 10dB Multiplie la puissance transmise par 10 Divise la puissance transmise par 10 30dB Multiplie la puissance transmise par 1000 ccnp_cch

ccnp_cch Tableau de correspondance dBm et mW. dBm mW 0dBm 1mW 1dBm Par exemple: 1. Si 0dB = 1 mW alors 14dB = 25mW 2. Si 0dB = 1 mW alors 10dB = 10mW et 20dB = 100mW 3. Soustraire 2dB de 100mW pour diviser la puissance par deux (17dB = 50mW), soustraire de nouveau 3dB pour baisser la puissance de 50% (14dB = 25mW). ccnp_cch

Antennes La notation dB peut être aussi utilisée pour décrire l'évaluation du niveau de puissance des antennes: dBi pour l'utilisation d'antennes isotropiques (antennes théoriques qui transmettent la même densité de puissance dans toutes les directions) et dBd lorsque l'on fait référence à des antennes de type dipôle. Les antennes sont comparées à ces mesures idéales et tous les calculs de la FCC utilisent ces unités de mesure (dBi). Les antennes de type dipôle sont plus proches du monde réel des antennes. Tandis que quelques antennes sont évaluées en dBd, la majorité utilise le dBi. La différence d'éva- luation entre dBd et dBi est un rapport d'environ 2,2; 0dBd = 2,2 dBi. Par conséquent une antenne évaluée à 3dBd est évaluée par le FCC et Cisco à 5,2 dBi. Puissance Isotropique Rayonnée Effective (PIRE) La puissance rayonnée (transmise) est exprimée en dBm ou en Watts. La puissance émise par une antenne est mesurée comme la Puissance Isotropique Rayonnée Effective (PIRE). Le PIRE est la valeur que les agences de réglementation telles que la FCC et l'ETSI (European Telecommunications Standard Institute) utilisent pour déterminer et mesurer les limites de puissance dans des applications telles que les équipements sans-fil à 2,4 Ghz. Le PIRE est calculé en ajoutant la puissance du transmetteur (en dBm) au gain de l'antenne (en dBi) et en retirant toutes pertes dues au câble (en dB). Exemple: Equipement Référence Cisco Puissance Bridge Cisco Aironet AIR-BR350-A-K9 20 dBm avec un câble de 15m AIR-CAB050LL-R Perte 3,35dBm Antenne type Parabole AIR-ANT3338 Gain 21 dBi Le PIRE est 37,65 dBm Perte sur le chemin La distance à laquelle un signal peut être transmis dépend de plusieurs facteurs. Les principaux facteurs matériels sont: • Puissance du transmetteur • Perte dans les câbles entre le transmetteur et son antenne • Gain de l'antenne du transmetteur • Localisation des deux antennes ( distance et obstacles entre les antennes) • Gain de l'antenne réceptrice • Perte dans les câbles entre l'antenne et le récepteur • Sensibilité du récepteur La sensibilité du récepteur est définie comme la puissance minimale du signal reçu (en dBm ou mW) pour que le récepteur décode ce signal très précisément. Le niveau de puissance 0 dBm est un niveau de puissance relatif. ccnp_cch

Estimation de la portée en extérieur Tableau de valeurs de sensibilité d'un récepteur dBm mW 10dBm 10mW 3dBm 2mW 0dBm 1mW -3dBm 0,5mW -10dBm 0,1mW -20dBm 0,01mW -30dBm 0,001mW -40dBm 0,0001mW -50dBm 0,00001mW -60dBm 0,000001mW -70dBm 0,0000001mW - La sensibilité du receveur dans les produits radio Cisco Aironet est de -84 dBm ou 0,000000004 mW Estimation de la portée en extérieur Cisco a un utilitaire de calcul d'antenne extérieure pour aider à déterminer ce à quoi s'attendre d'une liaison radio en extérieur. Comme les résultats donnés par l'utilitaire sont théoriques, il est utiles d'avoir quelques éléments pour aider à compenser les facteurs externes. • Pour tout accroissement de 6 dB, la distance de couverture double. • Pour toute diminution de 6 dB, la distance de couverture est divisée par deux. Vous pouvez faire ces ajustements en utilisant des antennes avec différents gains ou en utilisant des câbles de liaison avec les antennes plus ou moins longs. Etant donné qu'une paire de Bridges BR350 (câble de 1,5 m de connexion avec une antenne de type parabole) a une couverture de 27 kms (18 miles), vous pouvez modifier la portée théorique de cette installation en: • En remplaçant les câbles existants par des câbles de 3 m ( ajout de 3dB de perte à chaque extrémité), la portée est réduite à 13 Kms. • En remplaçant les antennes paraboliques par des antennes Yagi de 13,5dBi (réduc- tion totale du gain de 14 dBi), la portée est réduite à 6 Kms. ccnp_cch

Estimation de la portée en intérieur Il n'y pas d'utilitaire de calcul les liaisons radio en intérieur. La propagation RF en inté- rieur est différente de la propagation en extérieur. Cependant il existe des calculs rapi- des pour estimer les performances. • Pour tout accroissement de 9 dB, la distance de couverture double. • Pour toute diminution de 9 dB, la distance de couverture est divisée par deux. Si on considère l'installation type d'un point d'accès AP340 antenne dipôle type rubber ducky 2,2 dBi. En remplaçant l'AP340 par un AP350 et l'antenne par une antenne à grand gain évaluée à 5,2 dBi, la portée est doublée. (La puissance est accrue de +5dBi avec un AP350 et de + 3dBi avec la nouvelle antenne, ce qui donne 8dBi. Résultat proche des 9dBi requis pour doubler la portée. ccnp_cch