Física de la Radio. Materiales de apoyo para entrenadores en redes inalámbricas

Transcripción

1 Física de la Radio Materiales de apoyo para entrenadores en redes inalámbricas

2 Metas Introducir los conceptos fundamentales de las ondas electromagnéticas (frecuencia, amplitud, velocidad de propagación, polarización y fase) mostrar el lugar que ocupa WiFi dentro de la amplia gama de frecuencias utilizadas en telecomunicaciones comprender aspectos más relevantes de la propagación de las ondas de radio en el medio (absorción, reflexión, difracción, refracción e

3 Qué es una onda

4 Ondas Electromagnéticas Longitud de onda, frecuencia y amplitud No requieren de la existencia de un medio físico para su desplazamiento Ejemplos: la luz, los rayos x, y las ondas de radio

5 Revisión de los símbolos del Sistema internacional de medidas símbolos y potencias de diez Nano Micro Milli Centi Kilo Mega Giga / n 1/ µ 1/1000 m 1/100 c k M G

6 Longitud de onda y frecuencia c = f * λ c = velocidad (metros/ segundo) f = frecuencia (ciclos por segundo, o Hz) λ = longitud de onda (metros) Si una onda viaja a 1 m/s y oscila 5 veces por segundo, cada onda tendrá una longitud de 20 cm: 1 metro/segundo = 5 ciclos/segundo * λ λ = 1 / 5 metros

7 Longitud de onda y frecuencia Puesto que la velocidad de propagación de la luz (y de todas las ondas electromagnéticas) es de aproximadamente 3 x 10 8 m/s, podemos calcular la longitud de onda a cualquier frecuencia. Por ejemplo, la frecuencia de las ondas de las redes inalámbricas b/g es: f = 2.4 GHz = 2,400,000,000 ciclos / segundo longitud de onda (λ) = c / f = 3 * 10 8 m/s / 2.4 * 10 9 s -1 = 1.25 * 10-1 m = 12.5 cm or lo tanto, la longitud de onda de b/g es de

8 Espectro Electromagnético Rango de las frecuencias WiFi

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10 de onda WiFi Estándar Frecuencia Longitud onda b/g/n 2.4 GHz 12.5 cm 2.4 GHz 5 GHz a/n 5.x GHz 5 a 6 c

11 radio ay unas reglas simples que son de gran ayuda en a planificación inicial de una red inalámbrica: Mientras más larga la longitud de onda, mayor alcance Mientras más larga la longitud de onda, atravesará mejor los obstáculos y los rodeará Mientras más corta la longitud de onda, podrá transportar mayor cantidad de datos odas estas simples reglas son fáciles de entender ediante ejemplos.

12 radio as ondas de radio no se mueven estrictamente en ínea recta. En su trayectoria desde el punto A asta el punto B, las ondas estarán sujetas a: Absorción Reflexión Difracción Refracción

13 Absorción uando una onda electromagnética atraviesa algún aterial, generalmente se verá debilitada o atenuada. os materiales que absorben energía incluyen: Metal.. Los electrones se mueven libremente en un metal, y por lo tanto se moverán al compás de la onda que lo atraviesa absorbiendo su energía. Agua. Las moléculas de agua se agitan en presencia de ondas de radio y de esta manera absorben parte de la energía Los árboles y la madera absorben energía en proporción a la cantidad de agua que contienen Los Humanos somos principalmente agua:

14 Reflexión as reglas para reflexión son muy simples: el ángulo on el que una onda incide en una superficie es el ismo ángulo con el cual es reflejada. El metal y el gua son excelentes reflectores para las ondas de adio.

15 Difracción ebido al efecto de difracción las ondas dan vuelta n las esquinas o cambian de dirección en la bertura de una barrera.

16 Refracción La refracción es el cambio de dirección de una onda cuando se encuentra con un material de carcterísticas diferentes. Cuando una onda se mueve de un medio a otro, cambia su velocidad y por ende su dirección al entrar en el nuevo medio.

17 de las ondas stas propiedades son también importantes cuando samos las ondas electromagnéticas para omunicaciones. s. Fase Polarización Zona de Fresnel

18 fase de una onda es la Fase cción de un ciclo en que la da está desplazada de un nto de referencia. Es una edida relativa que puede presarse de diferentes aneras (radianes, ciclos, ados rcentaje). s ondas que tienen la misma cuencia y diferente fase nen una diferencia de fase, e dicen que las ondas están

19 Interferencia uando dos ondas de la misma frecuencia, amplitud ase se encuentran, el resultado es interferencia onstructiva: : la amplitud se dobla. uando dos ondas de la misma frecuencia, amplitud ase opuesta se encuentran, el resultado es nterferencia destructiva: : la onda se anula.

20 Polarización Las ondas electromagnéticas tienen componentes eléctricos y magnéticos. Los componentes eléctricos y magnéticos oscilan perpendicularmente entre sí y con la dirección de propagación.

21 Línea de vista y Zonas de Fresnel nea de vista libre NO ES LO MISMO QUE una Zona de Fresnel li

22 Conclusiones Las ondas de radio tienen una longitud de onda, frecuencia y amplitud características que afecta la manera como se propagan en el espacio. WiFi usa una minúscula fracción del espectro electromagnético Las frecuencias más bajas llegan más lejos, pero a expensas del caudal Las ondas de radio ocupan un volumen en el espacio, la zona de Fresnel, la cual no debe ser obstruida para alcanzar recepción óptima.

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