Força do Sinal

A maioria das ferramentas existentes para análise ou configuração de equipamentos WiFi usa uma destas quatro unidades para se referir à força do sinal:

  • mW (miliwatt)
  • dBm (decibel-miliwatt)
  • RSSI (received signal strenth indicator)
  • percentagem

Todas estas unidades estão relacionadas e é possível a conversão entre elas.

mW (miliwatt) e dBm (decibel miliwatt)

As mais básicas e comuns são as que refletem directamente o unidade universal de medida de energia, o Watt. 1mW = 0,001W. No caso dos equipamentos WiFi, faz mais sentido falar em mW que em W pois um ponto de acesso típico irradia tipicamente 100mW e um cliente Wifi 30mW.

Acontece que não é prático ler a energia da radiofrequencia (RF) em miliwatts pois o seu decrescimento ao passo que nos afastamos do ponto de emissão não é linear. Esta energia diminui inversamente ao quadrado da distância, isto é, se efectuarmos uma medição da energia RF a 10m do ponto de emissão e de seguida voltarmos a efectuar uma medição mas desta vez ao dobro da distância do ponto de emissão, a energia diminuirá para 4 vezes menos. É o 'inversamente ao quadrado da distância': 2x distância = 1/4 energia. Esta relação é representada matematicamente através de uma função logaritmica.

Este decrescimento logaritmico da energia emitida com o aumento da distância torna as leituras muito difíceis pois temos que lidar com muitos zeros. por exemplo um sinal transmitido na origem a 100mW pode ser captado por um cliente wifi a 0,000001mW.

Percebemos que não é muito prático dizer que recebemos um sinal de 0,000001mW!

A solução é usar uma escala logaritmica para nos referirmos a estas grandezas. Se medirmos uma quantidade que altera logaritmicamente (energia RF) através de uma escala logaritmica (dBm) esta unidade irá alterar linearmente o que é muitissimo mais conveniente.

A conversão entre mW e dBm é directa:

dBmmW
20100
1010
01
-100,1
-200,01
-300,001
-400,0001
-500,00001
-600,000001
-700,0000001
-800,00000001
-900,000000001
-960,000000000251

Torna-se portanto claro que é muito mais prático dizer:

recebo o sinal com -96dBm

do que:

recebo o sinal com 0,000000000251mW

RSSI - Received Signal Strenth Indicator

O standard IEEE 802.11 define um mecanismo pelo qual a energia RF deve ser medida pelos circuitos da NIC. Este valor numérico de 1 byte (0-255) chama-se RSSI. O standard não obriga a que se utilizem todos os 256 valores disponíveis, pelo que cada fabricante tem o seu valor específico para o máximo de RSSI. Por exemplo os chips Atheros teem um RSSI_max de 60 ao passo que a Cisco tem um RSSI_max de 100.

O standard indica ainda (secção 14.2.3.2) que “o RSSI é um parametro opcional” e que “O RSSI destina-se a ser utilizado de modo relativo. Não é especificada uma leitura de RSSI com precisão absoluta.”.

Ao especificar que o RSSI deve ser relativo, o standard nao indica nenhuma relação directa entre o RSSI e os mW ou dBm do sinal.

Como podemos confirmar pela tabela acima, temos 99mW de diferença entre os 0 e 20 dBm mas apenas 1mW de diferença entre os 0 e os -100 dBm.

Realisticamente podemos afirmar que as estações estarão sempre a receber sinais inferiores a 1mW, e podemos tirar ainda outras conclusões importantes:

  • a diferença entre -85dBm e -95dBm são aproximadamente 0.000000003mW e pode significar a diferença entre receber um pacote a 11Mbps ou a perda total da ligação.
  • A relativamente enorme diferença entre 0,01mW (-20dBm) e 0,001mW (-30dBm) é inconsequente pois a 0,001mW o sinal já é suficientemente forte para receber um pacote à velocidade mais rápida possível pelo que o aumento da potência de emissão para que o sinal seja recebido a 0,01mW nao vem melhorar nada porque a velocidade obtida já era a maior possível!

Na prática, 1mW é o máximo de sinal que uma estação alguma vez conseguirá captar, e para tal acontecer essa estação terá de estar a escassos metros do emissor.

Como consequência deste facto, o RSSI_max para todos os chipsets e cartas 802.11 representa uma medição inferior a 1mW. Qualquer medição entre 1mW e 100mW significa simplesmente 100% RSSI.

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