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    Bilan de Liaison Wifi Ist 2010

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    Ben Aziza Salah

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    Bilan de Liaison Wifi Ist 2010

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    BILAN-DE-LIAISON-WIFI-IST-2010

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    sur 12

    Calcul du

    Bilan de Liaison Radio

    1
    Objectifs
    • D'être capable d'identifier et d'évaluer tous les éléments de gain ou
    de perte de puissance
    • De savoir prédire si un lien radio va fonctionner ou pas
    • De pouvoir ajuster les équipements en fonction des besoins du
    projet
    • D'utiliser des outils plus ou moins automatiques

    2
    Les éléments d'un bilan de puissance

    • Bilan de liaison Qu'est-ce que c'est ?

    Il s'agit d'additionner tous les éléments de gain (augmentation) ou de perte


    (diminution) dans la puissance du signal radio entre chaque extrémité, du genre:

    “Je gagne 10 ici, le perd 5 là, je gagne encore 2 ici et je perd 30 dans le câble
    final ...”

    • Puis évaluer si ce qui reste entre le départ et l'arrivée est suffisant.

    ELEMENTS DE BILAN DE LIAISON

    3
    Eléments d'un bilan de puissance

    • On calcule en dB (linéaire)

    • PIRE (Puissance Isotropique Rayonée effectivement):

    TX power [dBm] - (cable + connecteur) [dB] + amplificateur [dB] +


    gain antenne [dBi]

    • Air libre: Free space loss [dB]

    • Réception effective et sensibilité: Gain antenne [dBi] +


    amplification [dB] – perte câble [dB] – sensibilité du récepteur
    [dBm]

    Il n'y a pas de problèmes a ajouter des dBm, dBi, dB


    • Les valeurs ajoutées sont des gains
    • Les valeurs soustraites sont des pertes
    • Attention à la sensibilité (-85dBm)...
    • Avoir une idée d'ordre de grandeur des différents éléments (pas de TX de
    100dBm !)

    Transmit (TX) power


    • La puissance à la sortie de la carte radio
    • Dépends de la régulation: Wifi = 100mW maxi
    • Certains fabriquant n'atteignent pas le maxi
    (Vérifier la puissance sur la notice !!)

    Perte dans le Câble


    • Règle n°1: Le câble radio doit être le plus court possible (mettre la l'AP sur le
    toit !!)
    • Linéaire en dB (2m = double perte), typiquement 0,1dB/m à 1dB/m

    Connecteurs et parafoudre
    4
    • Chaque connecteur ajoute une perte de –0.25 dB dans le bilan : à limiter !
    • Surveiller la qualité des connecteurs, attention à l'eau, le sable, la rouille...
    • Un parafoudre perd environ 1dB (mais peux sauver des millions !)

    Amplificateurs
    • Optionnel dans une liaison radio, en général utilisé dans des cas particuliers
    pour compenser les pertes de câbles.
    • Les bons amplis coutent très cher (attention au bas de gamme qui peux
    s'avérer plus néfaste)
    • Les ampli augmentent aussi le bruit radio
    • Une bonne planification permet d'éviter d'utiliser un ampli

    Gain d'Antenne
    • Typiquement : 2 dBi (dipole simple omnidirectionnel) 5 dBi (omni outdoors)
    jusqu'à 25-30 dBi (paraboles) => 30dBi = 1000x
    • Attention à l'orientation et l'inclinaison...

    Free Space Loss


    • La perte de puissance dans l’espace libre est proportionnelle au carré de la
    distance et est aussi proportionnelle au carré de la fréquence radio en dB :
    FSL [dB]= C + 20 * Log(D) + 20 * Log(F)
    D distance et F frquence [MHz].
    • La constante C est 32.5 si D est en kilomètres
    • 2.4GHz: 100 dB dans le premier Km, 6dB chaque doublement

    FSL et zones de Fresnel


    • r = 17.33 sqrt (d1*d2/f*d) rayon (m) de la première zone (60%)
    d1, d2 distances de l'obstacle à chacune des extrémités, d (Km) la distance
    entre l'émetteur et le récepteur, f la fréquence (GHz)
    • Si d1 = d2 ( => obstacle au milieu)

    5
    r = 17.33 sqrt (d / 4*f)

    Free Space Propagation: Fresnel zones

    Free Space Propagation: Fresnel zones – values

    6
    Les obstacles
    • En théorie: changement de médium = nouveau calcul de FSL
    • En pratique:
    – 1 mur en brique/ciment/armé = -10dB
    – Un “petit” arbre feuillet/mur simple = -5dB
    • En cas de doute, faire un test...
    – > netstumbler ou wavemon

    Gain d'antenne en réception


    Idem que pour l'émission: 2 à 30dBi

    Il en ait de même pour les câbles & connecteurs ainsi que les amplis au niveau
    de la réception.

    7
    Sensibilité du récepteur
    • IMPORTANT: la sensibilité est la puissance (en MW ou en dB) nécessaire
    pour que la carte radio puisse décoder le signal transmit
    • Valeur typique: -85 dBm (négatif !!) qui correspond à
    1/100.000.000 de mW => très faible puissance)
    • Exemple: Orinoco cards PCMCIA Silver/Gold
    11Mbps => -82 dBm ; 5.5Mbps => -87 dBm;
    2Mbps=> -91 dBm; 1Mbps=> -94 dBm.

    Le bilan de liaison complet


    • Lorsqu'on parle de signaux radio, il y a une grande différence entre la théorie
    et la pratique
    – > il faut uns marge de sécurité
    • Question:
    Quelle valeur pour la marge ?
    Certains disent 12 dB (sécurité, lien plus fiable) d'autres disent 8 dB (risque de
    coupure, ou précision certaine des composants)...

    8
    9
    Calculateurs en ligne
    • Il existe des outils pour simuler une liaison sans fil et faire un bilan de
    puissance radio.
    • Mais...
    • Il faut être en ligne et de toute façon comprendre les valeurs et
    l'interprétation du résultat !
    • Il existe aussi des calculateurs sous Excel

    10
    Quelques URLs pour des Calculateurs en ligne

    • http://www.qsl.net/n9zia/

    • http://www.qsl.net/pa0hoo/helix_wifi/linkbudgetcalc/wlan_budgetcalc.html

    • http://www.zytrax.com/tech/wireless/calc.htm

    • http://www.connect802.com/antenna_c_main.php

    • http://www.connect802.com/literature.htm

    • http://my.athenet.net/~multiplx/cgi-bin/tilt.main.cgi

    • http://www.google.com/search?hl=en&lr=&q=wireless+link+calculator&btnG=
    Search

    • http://www.terabeam.com/support/calculations/index.php (ex-YDI.com)

    11
    Conclusion
    • Il est important de calculer un bilan de liaison à l'avance pour estimer la
    faisabilité d'un projet wifi
    • Vérifier la vraisemblance des valeurs, ce n'est pas juste des chiffres !
    • Il existe des outils plus ou moins complexes, en ligne ou local

    12

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