Qual a relação entre o Sinal e o Ruído ?

Postado em 23/out/2013 em Wireless

Na maioria das redes Wireless que encontramos, podemos perceber uma variação, que em telecomunicações é denominada de flutuação. Esta flutuação pode ocorrer por diversos fatores, reflexão de sinais, interferências, instabilidade física da antena, ruído, potência, entre outros fatores. Mas quando temos uma necessidade de banda, ou mais velocidade, isto pode se agravar. Em um planejamento, é preciso prever o crescimento de uma rede, sendo necessário, ter a macro visão, junto do conhecimento do fabricante que está sendo utilizado para o hardware escolhido.

Um dos principais fatores para este planejamento, é entender um pouco de propagação de sinais e o que poderemos entender é que, quanto mais banda precisarmos, mas amplitude de sinal (largura de canal) será requirido.

Claude Shannon, tanto matemático como também engenheiro, fez uso de alguns fatores para que pudéssemos chegar a uma equação que provasse a necessidade do sinal, de se obter uma certa distância do ruído para se obter os resultados desejados.  Portanto, neste ponto, começaremos a perceber que não basta atribuir potência a um determinado equipamento ou enlace, seja em rede outdoor de muitos quilometros, ou de um rede indoor de poucos metros.

A relação entre o sinal e o ruído é descrita pela nomenclatura SNR – Signal to noise ratio‎, ssim como a própria sigla já se auto justifica, todo sinal recebido será proveniente de um ruído referenciado, ou seja, onde há sinal, há ruido. A grande questão é o quanto de diferença de sinal eu preciso ter para considerar minha rede dentro do padrão adequado. Por exemplo, se tivemos um ruido recebido (no receptor) de -95 dBm, qual seria o sinal adequado ? Bem, isto dependerá de outros tópicos importantes também, mas o principal deles é, qual o tipo de modulação escolhida. A modulação poderá implicar diretamente no valor de SNR exigido, mas falando em extremos. Este é outro fator decisivo para nosso projeto, pois eu obterie bandas altas, geralmente se partir para a tecnologia IEEE 802.11n, onde já é possível fazer uso de protocolos específicos para aprimorar e otimizar a relação global do enlace, tal como o MIMO, TDMA, PHY, etc. Tratando de tecnologias MIMO, será necessário e possível utilizar larguras de canais maiores que é justamente neste ponto que será necessário o SNR maior. A relação é, quanto maior o canal, maior o esforço necessário para se chegar no objetivo (receptor).

Quando utilizamos um esquema de modulação e combinação de sinais o MCS temos diversas opções que dependerão do modulador utilizado. Em equipamentos mais simples, como Intelbrás, Ubiquiti, já possuem estes recursos, um tanto limitados, mas já são bem úteis. No caso de MikroTik, Alvarion, Ruckus, etc., já é possível perceber mais recursos avançados para estas configurações.

Então, conforme o exemplo do rúido dado anteriormente de -95dBm, se utilizarmos um MCS 15 padrão de vários fabricantes,  precisaremos de um SNR de pelo menos 30 a 33 dBm, mesmo assim isto dependerá do fabricante. Agora se utilizarmos um MCS 0 (zero) esta relação diminuirá para até 15 dBm em certos fabricantes, mas outro fator primordial é a largura do canal, que nestes exemplos estamos utilizando a referência de 40MHz. Se utilizarmos canais de 5 MHz, estas relações diminuirão mais ainda, chegando a cair até para SNR=15 dBm em MCS 15.

Estas regras ajudam e muito no controle de flutuação de sinais, portanto são vitais a uma rede sem fio de pequeno porte ou de grande porte.

Sugerimos que antes de planejar, projetar ou configurar enlaces e redes Wireless, que façam uso deste conhecimento assim como de outros tópicos importantíssimos, para se obter o melhor resultado e estabilidade, tanto em sinal quanto em velocidade.

Para usuário de equipamentos Ubiquiti, a ENTELCO terá uma série de cursos com certificação Oficial pelo Brasil neste final de ano e podem ser vistos pelo link http://www.entelco.com.br/cursos/?id=51

No caso de usuários MikroTik, podem obter este conhecimento nos equipamentos do fabricante, através do link  http://www.entelco.com.br/cursos/?id=28

 

Por

Rogério Barion

ENTELCO TELECOM