antena por cabo irradiante
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Solução de Cobertura Wireless com Cabos Irradiantes
Treinamento Técnico
Inovando e Otimizando sua Rede de Acesso31 de Agosto de 2006
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Programação do Dia
17:30 hFechamento15
16:45 hVisão Comercial14
16:15 hExemplos de Projetos13
15:45 hEstudos de Caso12
15:15 hRecomendações de Instalação11
15:00 hCoffee-Break10
13:30 hCabos Coaxiais: Montagem e Conectorização9
13:00 hVisita ao Complexo Industrial RFS8
12:00 hAlmoço7
11:30 hProjetando um Sistema Wireless6
11:15 hAcessórios para Solução Radiaflex5
10:45 hSolução RFS de cobertura4
10:30 hCoffee-Break3
9:15 hPrincípios de RF (Radio Freqüência)2
9:00 hA RFS – Apresentação Institucional1
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RFS (Radio Frequency Systems)
A RFS BRASIL está a 3 décadas no mercado brasileiro e oferece soluções integradas para comunicação sem fio (wireless):
Soluções para comunicação móvel, microondas e broadcast, através de:
Cabos coaxiais, acessórios Antenas painel e microondas Combinadores, duplexadores, amplificadores de topo de torre Cobertura indoor de prédios e túneis.
Soluções em cabeamento para automação industrial e comercial, áudio e vídeo, sonorização profissional, sistemas de segurança, dentre outras aplicações.
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A RFS - Institucional
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RFS
RFS tem mais de 2300 funcionáriosem 20 países e 26 localidades
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Solução de cobertura IndoorWireless
Princípios de RF (Radio Freqüência)
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Freqüência:
Princípios de RF - Geral
Period
1
ondssec
cyclesfrequency ==
Period
MHzperSec
cycles
Secf 1
000,000,1
1
1===
µ
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Freqüência:
Princípios de RF - Geral
Unidade da freqüência é Hertz. Abreviatura: “Hz”.
Um Hertz é igual a um ciclo por segundo.
Multiplicadores:
Kilo-Hertz 1.000 Hz = 103 Hz = 1 KHz
Mega-Hertz (MHz) 1.000.000 Hz = 106 Hz = 1 MHz
Giga-Hertz (GHz) 1.000.000.000 Hz = 109 Hz = 1 GHz
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Princípios de RF - Geral
Comprimento de Onda:
Uma onda de rádio trafega em espaço livre na velocidade da Luz (300.000 km/s)
O comprimento de onda é a distância entre duas ondas
O símbolo do comprimento de onda é a letra grega λ(lambda) e é dado por:
f
c=λ
Onde:C = velocidade da luzF = freqüência (MHz)
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Princípios de RF - Geral
Impedância:
O termo impedância é comumente utilizado para definir a característica de um cabo coaxial.
Todos os elementos de uma rede de RF devem possuir a mesma característica de Impedância.
O valor comum de impedância em cabos coaxiais é 50 Ω
Qual sua importância?– Os equipamentos ativos (transmissores) possuem
sua própria impedância interna. Para conseguir a potência máxima de transmissão, ambos equipamentos devem estar casados.
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Princípios de RF - Geral
Atenuação - Princípio:
Atenuação é um termo genérico utilizado para qualquer tipo de redução na intensidade de um sinal.
A atenuação (ou perda) é um fenômeno físico natural que ocorre em qualquer meio de propagação.
Este fenômeno ocorre em cabos, filtros, divisores de potência e elementos passivos em geral.
A unidade física usual para definir a atenuação é o Decibel (dB).
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Unidade física denominada em honra ao Alexandre Graham Bell, inventor do telefone. É utilizada para dimensionar o fenômeno de atenuação.
Valores positivos indicam GANHO e negativos indicam ATENUAÇÃO
É uma relação entre duas potências com base em uma referência conhecida:
dBP
Plog10dBn
ref
x10
⋅=∗
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Exemplos de dB:
3 dB = 1:2 razão de potência - ex. 1 W + 3 dB = 2 W 6 dB = 1:4 razão de potência - ex. 1 W + 6 dB = 4 W 20 dB = 1:100 razão de potência - ex. 1 W + 20 dB = 100 W
- 3 dB = 2:1 razão de potência - ex. 1 W - 3 dB = 0,5 W - 6 dB = 4:1 razão de potência - ex. 1 W - 6 dB = 0,25 W
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Outro tipo de dB: o dBm
Unidade comumente utilizada em sistemas de radio-frequencia (RF)
O “m” refere-se a mili-Watt (0.001 Watt)
Qualquer valor em dBm refere-se ao valor absoluto de potência em relação a 1 mW.
dBm1mW
Plog*10dBm*n x
10
=
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Exemplo: Qual o valor em dBm para um nível de potência de 4 Watts?
dBm0.001
4log*10dBm
1mW
4Wattslog*10P 1010
=
=
( ) 36.0dBmdBm4000log*10P 10 ==
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Valores positivos dBm: 0 dBm = 1 mWatt dBm valor de referência 3 dBm = 2 mWatts 6 dBm = 4 mWatts 10 dBm = 10 mWatts 30 dBm = 1 Watt 40 dBm = 10 Watts
Valores negativos dBm: -3 dBm = 0.5 mWatts -10 dBm = 0.1 mWatts -30 dBm = 0.001 mWatt = 1 µWatt
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Princípios de RF - Geral
Decibéis:
Por quê usar o Decibel (dB) e não o Watt (W)?
Vamos considerar o seguinte exemplo:– Se um sinal de +30 dBm (1 W) é injetado em um cabo coaxial e
a potência recebida na outra extremidade é +27 dBm (0.5 W), qual é a atenuação do cabo?
Cálculos de perdas e ganhos são mais fáceis de serem feitos em dB!
dBdBmdBm
PP out
32730
Loss in
=−=
−=
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Princípios de RF - Geral
Cálculo em Watts e dBm:
Exemplo de cálculo: Se um transmissor de 10 W (40 dBm) é conectado a um filtro com uma atenuação de 1,2 dB, qual é a potência de saída após o filtro?
Watts 7.590.759*Watts 10P
0.7591010Watts 10
P
dBWatts 10
Plog*10dB 1.2
out
0.1210
1.2out
out
==
===
=−
−−
Em watts
Em dBm Pout = Pin – IL = 40 – 1.2 = 38.8 dBm
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Princípios de RF - Cabo irradiante
Semelhante a um cabo coaxial rígido, mas com pequenas abertura (slots) em seu condutor externo.
Através destes slots, parte do sinal de RF é irradiado e recebido pelo cabo.
Há diversos tipos de cabos, cada um aplicável a diferentes necessidades de projeto e cobertura.
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Princípios de RF - Cabo irradiante
Perda do sinal no cabo num comprimento definido
Exemplo: aI = 3 dB / 100 mNota: aI cresce com a frequência!
Atenuação Longitudinal (aI)
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Perda do sinal entre cabo e da antena móvel de acordo com a IEC (medida a 2m de distância): utilizar valor de catálogo da RFS a 95%
Perda por acoplamento (ac)
Princípios de RF - Cabo irradiante
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Lin Lout
L(z)
Z
La(z)
)()( zLLza in −= Atenuação longitudinal
)z(LL)z(al ainsys −= Atenuação sistêmica
)z(L)z(L)z(al ac −= Atenuação por acoplamento
ATENUAÇÃO SISTÊMICA
Princípios de RF - Cabo irradiante
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Solução de cobertura IndoorWireless
Solução RFS de cobertura
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Solução Tradicional
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Solução Tradicional:
Normalmente os APs são instalados APARENTES e próximos aos locais onde a cobertura é necessária.
O controle da cobertura é realizado apenas na distribuição dos APs, na escolha e posicionamento das antenas (omni / painel).
Este controle é INEFICIENTE na maioria das vezes:
– Sinal muito forte próximo ao AP
– Deficiente em locais obstruídos (mesmo que estejam próximos)
– Probabilidade de vazamento de sinal é MAIOR
Solução Tradicional
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Nova Solução Proposta
Utilização de um sistema distribuído de antenas / cabo irradiante para que irradiação do sinal ocorra mais próximo do usuário.
50m RCF12-50JFNCabo irradiante
Conector N-macho Terminação
Radio Access Point (AP)
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VANTAGENS
Permite uma cobertura maior com um mesmo AP
Cobertura mais homogênea em todos os ambientes desejados
Melhor solução estética e tecnicamente mais abrangente e durável
Segurança física: todos os elementos do sistema ao alcance somente de pessoal autorizado
Permite um sistema instalado único combinando Wi-Fi, celular, etc.
Nova Solução Proposta
Sobre o forro
Ou sob Piso Elevado
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Comparativo de Rádio Propagação entre antena e cabo irradiante
Fenômenos físicos: O sinal de Radio Freqüência (RF) no espaço livre perde metade de
sua potência a cada dobro da distância. Obstáculos físicos e reflexões também atenuam ainda mais o sinal
de RF. Quanto mais alta a faixa de freqüência, piores são as condições de
propagação. O próprio usuário é um obstáculo a propagação do sinal de RF.
GrandeAtenuação !
Distribuição Uniforme !
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Canal 1Access Point A
Canal 11Access Point B
Canal 6Access Point C
Solução Tradicional
•Apenas 1 AP disponível•Sem Redundância
Nova Solução Proposta• 3 APs disponibilidade acesso ampliada• Redundância disponível• Maior área de cobertura por AP
• APs instalados na sala de TI• Manutenção facilitada
Canal 1Canal 11
Canal 6
Access Point A,
B e C
Comparativo de Soluções
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Solução de cobertura IndoorWireless
Acessórios para Solução Radiaflex
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PRODUTOS COMPLEMENTARES
Antenas indoor
Componentes passivos
Cabos irradiantes
Componentes ativos
• Características• Broadband (70 – 2600MHz)• Baixa perda de inserção / acoplamento
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Cabo Irradiante RCF12-50JFN
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Cabo Coaxial SCF12-50J
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Cabo Coaxial LCF12-50J
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Cabo Irradiante RLKU114-50J
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Divisor de Potência
Utilizado para derivar igualmente sinais de um ramo de alimentação
Disponível em 2, 3 ou 4 saídas
Dados técnicos:
– Conector N fêmea
– Atenuação• 2 saídas: 3,5 dB
• 3 saídas: 5,0 dB
• 2 saídas: 6,3 dB
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Acoplador Direcional
Utilizado para derivar desbalanceadamente um ramo de alimentação
Dados técnicos:
– Conector N fêmea– Relação entre portas
Principal/Secundária
• 1,4 dB / 6 dB
• 0,6 dB / 10 dB
• 0,25 dB / 15 dB
• 0,20 dB / 20 dB
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Diplexador
Utilizado para combinar sinais de W-LAN (Wi-Fi) com sistemas celulares
Dados técnicos:
– Conector N fêmea
– 1 porta específica para WLAN
– 1 Porta para Celular GSM900 / GSM1800 / CDMA800 / IDEN
– 1 dB de atenuação
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Solução de cobertura IndoorWireless
Projetando um Sistema
Wireless
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Passo a Passo de um bom Projeto
Um projeto bem feito provê uma boa solução ao cliente, reduz custos e evita retrabalhos.
Fases recomendadas para um PROJETO
1. Coleta de plantas do local
2. Elaboração de anteprojeto
3. Confirmação do projeto através de vistoria
4. Elaboração de lista de materiais
5. Instalação
6. Teste de funcionalidade
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Recomendações de Projeto
Premissas de projeto
Locais a serem atendidos
Nível de cobertura necessário
Cálculo do nível de cobertura necessário:
– Seleção da solução de cobertura
– Potência fornecida pelo AP
– Cálculo de perdas de inserção e ganhos
– Cálculo de propagação de RF
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Recomendações de Projeto
Outras perdas?
Todos os componentes passivos possuem perdas de inserção que devem ser consideradas no projeto
Quais são esses componentes?– Cabos feeder– Divisores / acopladores– Combinadores– Jumpers, conectores, etc.
Ganhos?
Todos os componentes ativos possuem ganhos que devem ser considerados no projeto
Quais são esses componentes?
– Amplificadores / repetidores
– Antena
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Recomendações de Projeto
O que verificar na vistoria?
Área a ser coberta, dimensões
Altura dos pisos
Tipo e localização de paredes, etc
Onde e que cabos podem ser instalados (irradiantes / coaxiais)?
Onde e quantas antenas podem ser instaladas?
Onde os equipamentos podem ser instalados?
Energia, pontos de rede,etc.
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Para distâncias maiores que 2m:
– Prédios de modo geral: Adicionar 3 dB de atenuação ao duplicar a distância entre o cabo e o receptor
Recomendações de Projeto
Área de cobertura
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Ferramentas RFS: Escolha do Cabo
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Ferramenta RFS para Cálculo de área de cobertura
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Solução de cobertura IndoorWireless
Recomendações de Instalação
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Recomendações de Instalação
Como instalar o cabo?
Desenrole o cabo sobre o piso para alinhá-lo. Instale o cabo cuidadosamente sobre o forro falso
ou piso elevado sem necessidade de fixação (apenas apoiado).
Caso seja necessário fixação, podem ser utilizadas fitas plásticas com uma distância de 25 mm entre o cabo e a área de fixação.
O espaçamento entre as fitas não é crítico. Caso o cabo deva ser instalado numa área
visível, a RFS recomenda a utilização do kit mostrado na figura. O espaçador, clic clamp, o parafuso e a bucha são opcionais e estão descritos no catálogo da RFS ou no web site (www.rfsworld.com).
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Recomendações de Instalação
Como instalar o cabo?
Cabo RCF12 apenas apoiado sobre o suporte do forro
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Recomendações de Instalação
Como instalar o cabo?
Min. distância para tubos metálicos ou similares em longos percursos > 10,0 cm
Min. distância para paredes de concreto > 2,0 cm
Min. raio de curvatura > 12,5 cm, (única dobra)
Min. raio de curvatura > 50,0 cm (várias dobras)
Não deixe apoiado o cabo sobre calhas/dutos metálicos (causando bloqueio da irradiação eletromagnética)
Evite instalar o cabo paralelamente a qualquer tipo de cabo em longas distâncias. Caso não seja possível mantenha uma distância mínima de 30 cm.
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Recomendações de Instalação
Como ajustar o comprimento do cabo caso ele seja maior que o necessário?
Remova a capa protetora da extremidade do cabo
Marque sobre o cabo o comprimento desejado
Caso o comprimento desejado seja inferior a 40 m, a RFS sugere a utilização de conector e carga nesta extremidade
Corte o cabo perpendicularmente ao seu eixo
Limpe a extremidade do cabo com uma escova, eliminando cavacos do interior do condutor interno
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Solução de cobertura IndoorWireless
Estudo de Caso
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Premissas:
• Prover cobertura wireless GSM1800 e WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• Várias salas e paredes que bloqueiam a cobertura uniforme do andar através da solução tradicional• Solicitado mínimo impacto visual: andar da presidência• Cabeamento instalado sobre o forro• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF
Prédio de Escritórios
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Premissas:
• Prover cobertura wireless WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• Armazenamento dos produtos impede a cobertura adequada atrávés da solução tradicional• Cabeamento instalado ao longo dos corredores• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF
Almoxarifado de Fábrica
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Premissas:
• Prover cobertura wireless WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• O terceiro andar do prédio foi utilizado para teste• Cabeamento instalado sobre o forro, no corredor principal do andar.• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF• A área de cobertura deveria estar restrita apenas as áreas internas do prédio.
Dados técnicos do Access Point utilizado:
• Potência de transmissão < 100 mW (20 dBm) em 2.4 GHz• Protocolo de Transmissão IEEE 802.11b, com taxa máxima de 11 Mbps• Antena omnidirecional
Hotel
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Cenários de Teste
1. Irradiação do sinal com a própria antena do Access Point (omnidirecional)
2. Irradiação do sinal com 2 antenas conectadas por cabo coaxial e divisor de potência
3. Uso de cabo irradiante Cabo coaxial irradiante corrugado Cabo coaxial irradiante liso Solução mista de cabo irradiante e antena omnidirecional como
terminação
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Cobertura com 1 antena omnidirecional
Cobertura com a solução tradicional:1 antena Omnidirecional
11 Mbps
54 Mbps
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Cobertura utilizando 2 antenas omnidirecionais
Cobertura com a solução tradicional:2 antenas omnidirecionais
11 Mbps
54 Mbps
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Elementos utilizados no teste com o cabo irradiante(tipo corrugado)
Access Point
Cabo irradiante corrugado
Opcional: antena omnidirecional
Solução de Última Geração
approx 65 m
appro
x 15 m
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Cobertura utilizando cabo coaxial irradiante tipo corrugado.
Resultados obtidos
11 Mbps
54 Mbps
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Recepção externa possível.
Recepção na área externa do prédio praticamente impossível. Níveis de sinal muito baixos.
Cobertura utilizando solução com cabo irradiante e com a adição de antena na extremidade do cabo.
Enfoque na segurança
11 Mbps
54 Mbps
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Cabo irradiante tipo liso (65 m)
Comparação de cobertura com dois tipos de cabos irradiantes
Cabo irradiante tipo corrugado (50 m)
Incremento da performance
11 Mbps
54 Mbps
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Solução de cobertura IndoorWireless
Exemplos de Projetos
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Estudo dirigido
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Estudo dirigido
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Estudo dirigido
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Solução de cobertura IndoorWireless
Considerações Finais
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Vantagens da Solução Proposta
Potência irradiada melhor distribuída – maior throughput por usuário
Maior cobertura com menor número de AP‘s
Segurança elétrica do sistema: sinal de RF melhor confinado às áreas desejadas, minimizando acessos externos indevidos.
Possibilidade de combinar até 3APs p/ áreas de alto tráfego (depende do projeto).
No caso de cabos irradiantes sob piso elevado ou sobre o teto, nada fica aparente (solução estética)
Segurança física do sistema ampliada, permitindo acesso somente a pessoas autorizadas aos APs e ao sistema irradiante (roubo, depredação)
Produtos passivos – virtualmente a prova de falhas.
Banda larga: sistema já preparado para operadoras celulares (faixa de 800 a 2500 MHz) ou outras aplicações wireless.
Opções
Antena indoor pode ser adicionada ao final do cabo irradiante, ampliando ainda mais a área de cobertura
Com a troca de modelo de cabo irradiante, pode-se atingir distâncias ainda maiores de cobertura. Tudo depende do projeto realizado.
Considerações Finais
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Ricardo LuziniWireless Indoor SolutionsTel. +55 (11) 4785-6210
E-mail: [email protected]
Marcelo YamaguchiWireless Indoor SolutionsProduct ManagerTel. +55 (11) 4785-6131E-mail: [email protected]
OBRIGADOOBRIGADO