Repetidor celular - Cellular repeater

Um repetidor celular (também conhecido como amplificador ou amplificador de sinal de telefone celular) é um tipo de amplificador bidirecional usado para melhorar a recepção do telefone celular . Um sistema repetidor de celular geralmente consiste em uma antena doadora que recebe e transmite o sinal de torres de celular próximas, cabos coaxiais, um amplificador de sinal e uma antena interna de retransmissão .

Componentes comuns

Antena doadora

Uma "antena doadora" é normalmente instalada perto de uma janela ou no telhado de um edifício e usada para se comunicar com uma torre de celular próxima. Uma antena doadora pode ser de vários tipos, mas geralmente é direcional ou omnidirecional . Uma antena omnidirecional (que transmite em todas as direções) é normalmente usada para um sistema repetidor que amplifica a cobertura para todas as operadoras de celular. Uma antena direcional é usada quando uma torre ou portadora específica precisa ser isolada para melhorias. O uso de uma antena altamente direcional pode ajudar a melhorar a relação sinal / ruído do doador , melhorando assim a qualidade do sinal redistribuído dentro de um edifício.

Antena interna

Alguns sistemas repetidores de celular também podem incluir uma antena omnidirecional para retransmissão do sinal em ambientes internos. Dependendo da atenuação dos obstáculos, a vantagem de usar uma antena omnidirecional é que o sinal será distribuído igualmente em todas as direções.

Amplificador de sinal

Os sistemas repetidores celulares incluem um amplificador de sinal . Repetidores seletivos de canal GSM padrão (operados por operadoras de telecomunicações para cobertura de grandes áreas e grandes edifícios) têm potência de saída em torno de 2 W, repetidores de alta potência têm potência de saída em torno de 10 W. O ganho de potência é calculado pela seguinte equação:

Um repetidor precisa garantir isolamento suficiente entre o doador e a antena de serviço. Quando o isolamento é menor do que o ganho real mais uma margem (de normalmente 5–15 dB), o repetidor pode entrar em oscilação de loop. Essa oscilação pode causar interferência na rede celular.

O isolamento pode ser melhorado pela seleção do tipo de antena em um macroambiente, que envolve o ajuste do ângulo entre as antenas doadora e de serviço (idealmente 180 °), separação de espaço (normalmente a distância vertical no caso da instalação da torre entre a antena doadora e a de serviço é de vários metros), inserção em um ambiente atenuante (por exemplo, instalação de uma malha de metal entre antenas doadoras e de serviço) e / ou redução de reflexos (sem obstáculos próximos na frente da antena doadora, como árvores ou edifícios).

O isolamento também pode ser melhorado pelo recurso integrado chamado ICE (equipamento de cancelamento de interferência) oferecido em alguns produtos (por exemplo, NodeG, RFWindow). A ativação desse recurso tem um impacto negativo no retardo interno (retardo mais alto => aproximadamente +5 μs até o retardo de repetição padrão) e, consequentemente, um raio mais curto do local doador. A amplificação e a filtragem introduzem um atraso (normalmente entre 5 e 15 μs), dependendo do tipo de repetidor e dos recursos usados. A distância adicional também adiciona atraso de propagação.

Razões para sinal fraco

Áreas rurais

Em muitas áreas rurais, a densidade habitacional é muito baixa para tornar a construção de uma nova estação base comercialmente viável. A instalação de um repetidor de celular doméstico pode remediar isso. Em áreas rurais planas, é improvável que o sinal sofra de interferência de caminhos múltiplos .

Material de construção de edifício

Certos materiais de construção podem atenuar a intensidade do sinal do telefone celular. Prédios mais antigos, como igrejas, geralmente bloqueiam os sinais de celular. Qualquer edifício que tenha uma espessura significativa de concreto, ou uma grande quantidade de metal usado em sua construção, atenuará o sinal. Pisos de concreto são freqüentemente despejados em uma bandeja de metal, que bloqueia completamente a maioria dos sinais de rádio. Alguns isolamentos de espuma sólida e alguns isolantes de fibra de vidro usados ​​em telhados ou paredes externas têm um forro de folha, que pode reduzir a transmitância. Janelas com eficiência energética e telas de metal também são muito eficazes no bloqueio de sinais de rádio. Alguns materiais têm picos em seus espectros de absorção , que diminuem a intensidade do sinal.

Tamanho do edifício

Grandes edifícios, como armazéns, hospitais e fábricas, muitas vezes não têm recepção de celular. A baixa intensidade do sinal também tende a ocorrer em áreas subterrâneas (como porões e em lojas e restaurantes localizados no centro de shoppings ). Nestes casos, geralmente é usada uma antena externa.

Interferência multipercurso

Mesmo em áreas urbanas (que geralmente têm fortes sinais de celular), pode haver zonas mortas causadas por interferência destrutiva de ondas. Geralmente, eles têm uma área de alguns blocos e geralmente afetam apenas uma das duas faixas de frequência usadas pelos telefones celulares. Isso acontece porque diferentes comprimentos de onda das diferentes frequências interferem destrutivamente em pontos diferentes. As antenas direcionais podem ser úteis para superar esse problema, pois podem ser usadas para selecionar um único caminho entre vários (consulte Interferência de vários caminhos para obter mais detalhes).

Difração e atenuação geral

Os comprimentos de onda mais longos têm a vantagem de difratar mais e, portanto, a linha de visão não é tão necessária para obter um bom sinal. Como as frequências que os telefones celulares usam são muito altas para serem refletidas na ionosfera, como fazem as ondas de rádio de ondas curtas, as ondas dos telefones celulares não podem viajar através da ionosfera. (Veja Difração e Atenuação para mais detalhes).

Diferentes frequências de operação

Os repetidores estão disponíveis para todas as bandas de frequência GSM . Alguns repetidores lidarão com diferentes tipos de redes (como GSM e UMTS multimodo ). Os sistemas repetidores estão disponíveis para determinados sistemas de telefone via satélite , permitindo que sejam usados ​​em ambientes internos sem uma linha de visão desimpedida para o satélite.

Aprovação Regional

Aprovação nos EUA pela FCC

Costumava ser legal usar os dispositivos de baixa potência disponíveis para uso doméstico e em pequena escala em áreas comerciais (escritórios, lojas, bares, etc.).

Em 20 de fevereiro de 2013, a FCC divulgou um Relatório e Pedido , estabelecendo assim dois portos seguros e definindo o uso de boosters de consumo "seguros para rede" no espectro licenciado. Os Safe Harbors representam uma solução de compromisso entre fabricantes de tecnologia e operadoras sem fio. Apenas algumas empresas possuem um produto compatível com as novas regulamentações da FCC.

A FCC definiu dois tipos de repetidores:

  1. Os amplificadores de sinal de banda larga (ou banda larga) são geralmente repetidores que amplificam todas as frequências das operadoras de telefonia celular. Como interferências podem ser geradas a partir de tais amplificadores, os fabricantes que se aplicam ao FCC devem limitar seu ganho (entre outras coisas), de 65 dB (para bandas LTE 700 MHz baixas) a 72 dB (para frequências mais altas, como AWS). Ao limitar o ganho do sistema, esses amplificadores são úteis apenas quando o sinal externo é relativamente alto e precisam de uma complexa instalação externa de antenas específicas.
  2. Amplificadores de sinal específicos da operadora (ou do provedor). Esses boosters são projetados apenas para aumentar as frequências (e sinal) que pertencem a uma portadora específica. Normalmente, esses boosters específicos de portadora não produzem interferências nas frequências de outras portadoras e podem ter ganhos de sistema muito maiores (às vezes 100 dB). Nessas condições, tais dispositivos aumentam o sinal em uma área de cobertura maior e ainda podem ser eficientes quando os sinais da portadora externa são fracos, mas só estão aumentando o sinal da portadora para a qual foi projetado para operar.

Essas novas regras da FCC foram implementadas em 1º de março de 2014. Aqui estão as regras .

Aprovação no Reino Unido pela Ofcom e no mercado do Reino Unido

Em maio de 2011, o Ofcom declarou o seguinte:

A instalação ou uso de dispositivos repetidores (como com qualquer equipamento de rádio) é um crime, a menos que duas condições sejam satisfeitas:

  1. Que o equipamento possui a marca CE , indicando que o fabricante declarou que está em conformidade com todos os requisitos regulamentares relevantes da UE, incluindo a Diretiva de equipamentos de rádio e equipamentos terminais de telecomunicações (R & TTE);
  2. Que o uso do equipamento é especificamente autorizado no Reino Unido, seja por meio de uma licença ou por regulamentos feitos pelo Ofcom para isentar o uso de licenciamento.

De acordo com a seção 1.15 da WT Act 2006, a lei sem fio também permite uma isenção se o dispositivo não "envolver interferência indevida com a telegrafia sem fio". Espera-se que isso siga os regulamentos de estilo dos EUA, onde um repetidor móvel deve ter proteção integrada contra interferência.

Ofcom declarou que "Dispositivos repetidores transmitem ou retransmitem nas bandas de frequência celular. Somente as operadoras de rede móvel estão licenciadas para usar equipamentos que transmitem nessas bandas. A instalação ou uso de dispositivos repetidores por qualquer pessoa sem licença é um crime sob a Seção 8 da Lei WT de 2006. " Os repetidores operando em áreas rurais e menos densamente povoadas não representam um problema quantificável.

Veja também

Referências