La importància de la Zona de Fresnel rau en què s'ha de mantenir lliure d'obstacles per assegurar una bona qualitat del senyal. Si algun obstacle interfereix amb la zona de Fresnel, es produirà una atenuació del senyal i possiblement errors de transmissió. La zona de Fresnel s'estreny a mesura que augmenta la freqüència del senyal ia mesura que augmenta la distància entre les antenes.

Determinació de la Zona de Fresnel

Per determinar la zona de Fresnel en un enllaç sense fils es fa càlculs que consideren la longitud d'ona del senyal transmès i la distància entre les antenes. A continuació, es presenta una explicació general de com es calcula la Zona de Fresnel:

1. Determineu la freqüència i longitud d'ona

Coneix la freqüència del senyal transmès, que generalment es proporciona a l'especificació de l'equip sense fil. A partir de la freqüència, es pot calcular la longitud d'ona utilitzant la fórmula:

longitud d'ona (λ) = velocitat de la llum (c) / freqüència (f)

2. Calcular el radi de la Zona de Fresnel

El radi de la Zona de Fresnel en un punt al llarg del trajecte del senyal es pot calcular utilitzant la fórmula següent:

r = (n * λ * d) / D

on:

• • "r" és el radi de la Zona de Fresnel en aquest punt.
  • “n” és un factor dependent del tipus de zona de Fresnel (superior o inferior).
  • "λ" és la longitud d'ona del senyal.
  • “d” és la distància entre les antenes.
  • D és la distància des del punt fins a l'antena receptora (sent D = d1 + d2, on d1 és la distància des del punt a l'antena transmissora i d2 és la distància des del punt a l'antena receptora).

3. Calcular el percentatge de la zona de Fresnel lliure d'obstacles

L'objectiu és assegurar-se que almenys el 60% de la zona de Fresnel estigui lliure d'obstacles per minimitzar la interferència al senyal. Això es pot aconseguir calculant l'àrea circular de la Zona de Fresnel i verificant-ne l'àrea lliure d'obstacles. Si l'àrea lliure d'obstacles és menor al 60%, cal prendre mesures addicionals, com ara reubicar les antenes o ajustar l'alçada de les torres, per millorar la qualitat de la connexió.

És important tenir en compte que, a la pràctica, factors addicionals com l'atenuació atmosfèrica, la presència d'obstacles no considerats i altres efectes poden afectar la propagació del senyal.

Per tant, és recomanable fer estudis de propagació específics i utilitzar eines de simulació per a una planificació més precisa de la Zona de Fresnel en un enllaç sense fil.

Exemples de càlcul de la Zona de Fresnel

Exemple 1

Suposem que tenim un enllaç sense fils entre una antena transmissora i una antena receptora, i volem calcular el radi de la Zona de Fresnel en un punt al llarg de la seva trajectòria. Considerem les dades següents:

• Freqüència del senyal: 2.4 GHz (2400 MHz)
• Distància entre les antenes: 1 km (1000 metres)
• Distància des del punt fins a l‟antena receptora: 500 metres

Pas 1: Calculeu la longitud d'ona.

La longitud d'ona es pot obtenir fent servir la fórmula:

longitud d'ona (λ) = velocitat de la llum (c) / freqüència (f)

La velocitat de la llum és aproximadament 3 x 10^8 metres per segon.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (2400 x 10^6 Hz) ≈ 0.125 metres ≈ 12.5 cm

Pas 2: Calcular el radi de la zona de Fresnel.

Utilitzant la fórmula:

r = (n * λ * d) / D.

Suposem que volem calcular el radi de la zona de Fresnel superior (n = 1). En aquest cas, D = d1 + d2 = 500 metres (distància fins a l'antena receptora).

r = (1 * 0.125 m * 1000 m) / 500 m ≈ 0.25 metres ≈ 25 cm

Per tant, el radi de la zona de Fresnel superior en aquest punt de lenllaç és daproximadament 0.25 metres o 25 cm.

Exemple 2

Suposem que tenim un enllaç sense fils entre una antena transmissora i una antena receptora, i volem calcular el radi de la Zona de Fresnel en un punt al llarg de la seva trajectòria, tenint en compte el desnivell del terreny al costat de l‟antena receptora. Considerem les dades següents:

• Freqüència del senyal: 5 GHz (5000 MHz)
• Distància entre les antenes: 2 km (2000 metres)
• Distància des del punt fins a l‟antena receptora: 500 metres
• Desnivell del terreny al costat de l‟antena receptora: 20 metres

Pas 1: Calculeu la longitud d'ona.

Utilitzant la fórmula:

longitud d'ona (λ) = velocitat de la llum (c) / freqüència (f)

La velocitat de la llum és aproximadament 3 x 10^8 metres per segon.

λ = (3 x 10^8 m/s) / (5000 x 10^6 Hz) ≈ 0.06 metres ≈ 6 cm

Pas 2: Calcular el radi de la zona de Fresnel.

Utilitzant la fórmula:

r = (n * λ * d) / D.

Suposem que volem calcular el radi de la zona de Fresnel superior (n = 1). En aquest cas, D = d1 + d2 + √(h1 * h2), on h1 és el desnivell del terreny al costat de l'antena transmissora i h2 és el desnivell del terreny al costat de l'antena receptora.

D = 2000 m + 500 m + √(0 * 20 m) ≈ 2500 m

r = (1 * 0.06 m * 2000 m) / 2500 m ≈ 0.048 metres ≈ 4.8 cm

Per tant, el radi de la Zona Fresnel superior en aquest punt de l'enllaç, considerant el desnivell del terreny, és d'aproximadament 0.048 metres o 4.8 cm.

Aquests són exemples simplificats i els càlculs poden variar segons els detalls de lenllaç, com la freqüència utilitzada, les distàncies, els desnivells del terreny i altres factors.

Per obtenir resultats més precisos, és recomanable fer servir eines de simulació o programari especialitzat en la planificació d'enllaços sense fil que tinguin en compte el desnivell del terreny.

Resum

A la implementació d'enllaços sense fil, la Zona de Fresnel és una regió el·lipsoïdal al voltant de la línia de visió directa entre dues antenes que estableixen una comunicació sense fils. Aquesta zona ajuda a contrarestar els efectes del multipath, que passa quan el senyal es reflecteix, difracta o dispersa a causa d'obstacles en el trajecte.

La zona de Fresnel es divideix en una part superior i una part inferior. És crucial mantenir aquesta zona lliure dʻobstacles per assegurar una bona qualitat del senyal. Si algun obstacle interfereix amb la zona de Fresnel, es produeix una atenuació del senyal i possibles errors de transmissió.

La mida de la zona de Fresnel es determina mitjançant càlculs basats en la longitud d'ona del senyal transmès i la distància entre les antenes. Es busca que almenys el 60% de la zona de Fresnel estigui lliure d'obstacles per evitar una degradació significativa del senyal.

La Zona de Fresnel és important en entorns urbans densos o enllaços sense fil de llarga distància, on hi ha més probabilitats de trobar obstacles. Per garantir una connexió fiable, s'utilitzen tècniques com la selecció adequada d'ubicacions d'antenes, l'ajust d'alçades de torres i l'ús d'eines de simulació per planificar i optimitzar la zona de Fresnel en la implementació d'enllaços sense fil.