link internet wireless waap view CelLink ldescrição do Software
Índice Introdução... 3 Características... 4 Funcionalidades... 5 Base de Dados... 5 Topografia... 5-7 Morfologia... 8 Imagem... 9 Antenas... 9-10 Referências e Contornos... 10-11 Assinantes... 11 Configuração de Rádio-Enlaces... 12-13 Link Budget... 14 Perfil... 15 Detalhamento de Predição... 15-16 Apresentação Gráfica... 17-18 Sistemas de Coordenadas... 19 2
Introdução O CelLink é integrado ao software CelPlanner, que permite uma solução completa para projetos de rádio-enlaces. Um extenso conjunto de características tornam o CelLink a melhor escolha para elaboração de projetos de interconexão de qualquer porte, seja entre estações rádio-base de sistemas wireless, entre estações repetidoras e também para links de comunicações dedicadas ponto-a-ponto. Desenvolvido para operação em múltiplas plataformas (PC, Laptops e Workstations), o CelPlanner permite ao usuário toda a versatilidade e potencialidade desses equipamentos. Possui interface gráfica baseada em janelas, compatível com as versões Windows 98/ 2000/NT e XP. Por ser um módulo integrado ao CelPlanner, permite que sejam utilizadas todas as características do mesmo, como visualização de bases de dados de topografia, morfologia e imagens de alta resolução, além de arquivos vetores e de regiões. O CelLink possui um sofisticado modelo de cálculo de rádio-enlaces, considerando as mais diversas características para a análise de viabilidade de um enlace. Dentre estas, estão as perdas por chuva (modelos ITU e Crane), perdas por gases, características específicas de propagação com múltiplos percursos (ITU e Barnett-Vigants), a especificação e cadastro de uma gama de modelos de rádio transmissores para as todas as freqüências empregadas, entre outras. Assim sendo, é possível determinar, com precisão, a qualidade de canais de tráfego ideal para cada setor do sistema. 3
Características O CelLink é uma ferramenta diferenciada que fornece os recursos necessários para projeto, planejamento e análise de rádio-enlaces e interconexões. A seguir são enumeradas as características básicas do CelLink: Utilização dos vários recursos da ferramenta de planejamento CelPlanner; Bases de dados de projeto de alta resolução, com possibilidade de uso de bases com atualização por foto de satélite ou por fotogametria, específicas para garantir a qualidade do rádio-enlace; Utilização de bases de dados de topografia e morfologia com múltiplas resoluções; Utilização das alturas da estruturas descritas na morfologia, tais como prédios, casas e outras obstruções, para o cálculo e apresentação do perfil dos enlaces; Localização de cada uma das estações e/ou torres das localidades onde serão projetados os enlaces, além de possibilidade de cadastro de todos as estruturas de assinantes exclusivos, como torres em fazendas, clientes com linhas dedicadas, etc; O CelPlanner destaca-se também pela extrema facilidade para importação e exportação de diversas informações em formato texto (campos separados por Tab) e em formato manipulado pelo software MapInfo. Excelente apresentação gráfica (na tela ou impressão), com emprego de diferentes escalas e projeções; Constante desenvolvimento da ferramenta e de suas características, sempre com o intuito de aprimorar as funções e características já existentes e acompanhar as novas tendências tecnológicas e necessidades dos projetistas; O CelPlanner é parte integrante de um pacote de software que provê soluções wireless denominado CelPlanner Suite. Este pacote possui ferramentas diferenciadas e especializadas para outros serviços, como o CelView, o CelOptima, o CelTools e o CelEnhancer que são ferramentas para otmização de sistemas wireless e para calibração de modelos de predição. 4
Funcionalidades - Base de Dados Como elemento de fundamental importância em projeto, a base de dados geográficos é composta por informações da topografia, morfologia e atributos da região, obtidas através da digitalização de mapas topográficos oficiais. Os mapas e respectivos arquivos passam por processos de linearização, através de algoritmo próprio, permitindo assim a obtenção de um banco de dados sem descontinuidades, ideal para a obtenção de alta resolução nos projetos sistêmicos. Bases de dados de alta resolução, basicamente destinadas ao planejamento de microcélulas, links urbanos e/ou ao planejamento celular em áreas de especial interesse estratégico, representam a ocupação de solo com detalhamento das edificações existentes na região em estudo. Gerada a partir de mapas georeferenciados e/ou fotos aéreas, em escala 1:5.000 ou melhor, pode-se identificar até 16 elementos morfológicos, chegando a resoluções da ordem de 0,03 (aproximadamente, 1 metro). Apesar da importância da base de dados para propiciar resultados precisos a um projeto, o CelPlanner oferece a opção de desabilitar seu uso, permitindo ao usuário definir altitude, tipo e altura do terreno. OBS.: Os formatos dos arquivos de bases de dados empregados no CelPlanner são proprietários, entretanto, são também abertos para conhecimento público, permitindo conversão de bases de dados de outros formatos e/ou fornecedores. Topografia Através das informações de topografia e morfologia, cada ponto existente no caminho de propagação entre ERB e estação móvel é analisado com intuito de verificar a existência de obstrução à passagem de sinal, determinação do ponto de reflexão no solo e obtenção da altura efetiva da antena da ERB. Nessa base de dados, o atributo utilizado para a descrição de cada ponto do terreno é a sua localização e respectiva altitude em relação ao nível médio do mar. Os arquivos de topografia no formato CelTec/CelPlan, possuem resolução no plano horizontal de até 0.03 segundos geográficos, ou seja, cada ponto existente no arquivo representa uma área de até, aproximadamente, 1 x 1 metros. A resolução vertical em altitude fornecida por esta base de dados é de até 1 metro, podendo indicar as pequenas variações no terreno que exercem influência sobre a atenuação do sinal. A qualidade da bases de dados topográfica é dada em função da fonte de onde os mesmos foram retirados. Quando tais fontes são mapas, a qualidade dos dados depende também do algoritmo de interpolação de altitudes para os pontos existentes entre curvas de nível traçadas. O CelPlanner oferece dois modos de interpretação de base de dados: no modo tradicional, cada ponto da base de dados é considerado como uma superfície plana, com o tamanho da resolução; no segundo modo, é utilizado um processo de interpolação que considera os pontos da base de dados apenas como localização, calculando a altitude da localidade requerida através da interpolação dos quatro pontos ao redor da mesma. 5
A base de dados de topografia pode ser representada na tela de três maneiras diferentes: Código de cores: As altitudes existentes são representadas em 32 cores diferentes, onde cada cor representa uma faixa de altitudes, Tons de cinza: As altitudes existentes são representadas em 32 tons de cinza, onde cada tom representa uma faixa de altitudes, Representação sombreada ( shaded ): As altitudes existentes são representadas através de sombreamentos, provendo sensação de tridimensionalidade. Também é possível a representação tridimensional real desta base de dados de topografia, onde a parte do terreno representada pode ser rotacionada de forma a facilitar a análise. Abaixo são apresentados exemplos de bases de dados de topografia. Figura 1: Exemplo de Base de Dados de Topografia - apresentação em cores A seguir, a apresentação desta mesma área em modo sombreado ( shaded ). 6
Figura 2: Exemplo de Base de Dados de Topografia - apresentação modo shaded Figura 3: Visualização em 3D de Base de Dados de Topografia 7
Funcionalidades - Base de Dados Morfologia Devido à proximidade da antena do terminal de usuário ao solo e às grandes distâncias que percorrem as ondas de RF, todos obstáculos presentes sobre o terreno contribuem de forma específica na atenuação do sinal. Assim, cada ponto de terreno da área sob estudo necessita, também, de atributo que identifique o tipo de cobertura sobre o terreno, como, por exemplo, árvores, edifícios, água, avenidas, praças, etc. O conjunto de pontos com esse tipo de atributo forma a base de dados de morfologia. Figura 4: Exemplo de Base de Dados de Morfologia atualizada por foto aérea Figura 5: Apresentação de perfil de um enlace Graças ao avanço tecnológico, dispõe-se hoje de dados de morfologia obtidos de fotos de satélites de monitoramento ambiental. Através desse recurso, pode-se viabilizar a montagem de bases de dados bastante refinadas e de altíssima qualidade. 8
Funcionalidades - Base de Dados Imagem Através do uso de imagens de alta definição e resolução, como imagens de satélite, mapas escaneados ou mesmo composição de fotos aéreas, é possivel ao projetista verificar a localização de estradas, edificações, infra-estrutura e outras obstruções próximas aos enlaces. Figura 6: Exemplo de Base de Dados de Imagem baseada em composição de fotos aéreas Antenas Existem hoje, no mercado, uma infinidade de antenas projetadas para aplicações em sistemas de comunicações wireless, cada uma possuindo padrões específicos de irradiação de sinal, tanto no lóbulo vertical como no horizontal. Cada setor de uma estação rádio base ou estrutura de transmissão sob estudo pode ter designado um tipo específico de antena, dependendo das características de irradiação desejadas. O CelLink utiliza arquivos cujo formato é proprietário da CelPlan, apresentando informações como modelo da antena, fabricante, ganho máximo, potência máxima, relação frente-costas, entre outras. Esses dados são utilizados para cálculo da potência efetivamente irradiada (ERP) para qualquer direção em que se deseja realizar a transmissão. Além do formato proprietário, o CelLink permite a importação e exportação de arquivos de configuração de antenas em formato texto, possibilitando edição e conversão de formatos distintos. No arquivo descritor de antena em formato texto apresentam-se informações tabulares para cada ângulo a partir do feixe central, tanto no lóbulo horizontal como no vertical, o ganho específico daquela direção. 9
O CelLink dispõe de facilidades de visualização tridimensional do diagrama de irradiação, que enormemente facilita a escolha da antena mais adequada a cada setor. Figura 7: Exemplo de Base de Dados de Antenas Referências e Contornos A visualização de referências especiais sobre a área de interesse do projeto facilita bastante a tarefa do projetista. São exemplos de referências: a localização de estações rádio-base e de estações transmissoras/repetidoras, contornos de áreas geo-políticas e de áreas de serviço, traçados de estradas e de linhas férreas, fazendas, aeroportos, etc. O CelLink permite incorporar esse tipo de base de dados gráfica em dois modos de apresentação, que são os arquivos vetores e os arquivos de região. Estes dois tipos de arquivos podem ser facilmente criados ou editados pelo usuário, e/ou ainda importados do software MapInfo, de forma a estabelecer as representações desejadas. Os arquivos de região possuem ainda outras características, como por exemplo, podendose determinar a porcentagem da área delimitada pelo arquivo RGN, ou mesmo a definição de atributos, como densidade populacional ou número de possíveis enlaces, e outros dados de acordo com a necessidade. O CelLink dispõe de editores integrados, específicos para a criação e alteração de arquivos de elementos vetores e de regiões. Um recurso extremamente útil é a criação de regiões e vetores baseados em dados das estações ou de locais de particular interesse ao projeto, como mostra a figura a seguir. 10
Figura 8: Apresentação de Referências e Contornos através de arquivos de Vetores e de Regiões Assinantes Um outro módulo do CelPlanner permite a criação de um banco de dados de assinantes com os parâmetros tradicionais, tais como identificação, coordenadas, dados de antena e setor servidor (em caso de sistemas Wireless), e ainda outros dados a critério do projetista. 11
Configuração de Rádio-Enlaces Basicamente, para a definição e caracterização de um rádio-enlace, o CelLink considera 2 pontos (Site A e Site B) especificados pelo projetista, mais o enlace propriamente dito. Para cada um dos sites, podem ser empregadas uma das 3 entidades disponíveis no projeto, ou seja, as estações rádio-base de um projeto wireless (denotadas por RBS xx), os sites de interconexão (NET xx) e também os assinantes (ou subscribers, denominados SBC xx). Os pontos A e B escolhidos são considerados apenas como referência geográfica no projeto. Todos os demais dados relevantes ao enlace propriamente dito, como altura e tipo da antena, emprego de diversidade de freqüências, entre outros, podem ser configurados separadamente, como mostrado pela Figura 9. Figura 9: Caixa de diálogo de configuração dos rádio-enlaces O CelLink possibilita a edição de vários dados de configuração dos enlaces permitindo a melhor caracterização dos mesmos, como a meta de qualidade de comunicação segundo padrões do ITU, as perdas por chuva e por gases, além do cálculo de perdas devido à propagação por múltiplos percursos, entre outros. Todos os dados característicos referentes as perdas por chuva e até mesmo as características dos índices de refração estão mapeados digitalmente, como mostram as figuras a seguir. 12
Figura 10: Índices de Refração segundo ITU-R 453-6 Figura 11: Características de precipitação segundo ITU-R 837-1 Figura 12: Características de precipitação segundo Crane A seguir, é apresetada a caixa de diálogo de configuração de um enlace entre os 2 pontos A e B. 13
CelLink - Descrição do Software Configuração de Rádio-Enlaces Link Budget O CelLink permite a configuração independente das diversas caraterísticas de transmissão de cada sentido do rádio-enlace. Figura 13: Caixas de diálogo de configuração dos enlaces no sentidos Direto e Reverso As características dos equipamentos de rádio são também configuráveis, como o esquema de modulação empregado, a banda de freqüência do rádio, entre outros aspectos extremamente importantes, mostrados ao lado. Figura 14: Configuração de Rádio 14
Configuração de Rádio-Enlaces Perfil O CelLink apresenta o traçado do perfil topográfico e morfológico do terreno entre os pontos A e B selecionados para o enlace. Figura 15: Visualização dos enlaces sobre base de dados de Topografia e perfil de um dos enlaces1 Detalhamento de Predição O CelLink possibilita também ao projetista verificar todos os resultados de estudos dos enlaces na área de interesse. No detalhamento de predição, todas características do enlace são apresentadas, como os dados dos pontos A e B, os dados de configuração dos rádios, as freqüências empregadas, os valores das perdas calculadas devido a chuva e gases, indisponibilidade do enlace geral e para cada um dos fatores degradantes, entre outras informações. Figura 16: Perfil de um enlace entre um NetSite e uma ERB 15
Figura 17: Detalhamento do Perfil apresentado pela Figura 16 16
Apresentação Gráfica A apresentação dos estudos realizados e dos dados de configuração do sistema é implementada no CelLink com uso de recursos gráficos do ambiente operacional Windows. A organização dos dados exibidos em tela é totalmente apoiada em janelas, menus, e quadros de diálogos com funções específicas. Ícones representativos dos comandos disponíveis podem ser acionados por simples interação via mouse. Uma grande vantagem na utilização do CelPlanner é a configuração de imagens por camadas de informação. Composições de estudos de cobertura, imagem de área, topografia e morfologia do terreno, topologia da rede (enlaces), vetores e regiões podem ser carregadas simultaneamente na tela, criando condições para referência entre as diversas camadas de informação, ou bases de dados, envolvidas no projeto do sistema. Figura 18: Tela do CelPlanner apresentando caixa de diálogo de Configuração de Impressão e Print Preview O CelPlanner possui interfaces para geração de apresentações impressas também bastante amigáveis. Um bom exemplo desta versatilidade é representado pelo Print Preview, como mostrado pela Figura 18 e também pela Figura 19. Este recurso permite a visualização completa da área em análise e de todos os estudos e objetos (vetores, regiões, bases de dados, enlaces, entre outros) que serão impressos. Qualquer dispositivo de impressão, matricial ou vetorial, compatível com o sistema Windows pode ser utilizado como dispositivo de saída do CelPlanner. Pode-se apresentar dados ou resultados em escalas de cinza ou em cores, diversos formatos e tamanhos de papel. 17
Figura 19: Print Preview apresentando base de dados de Topografia, Rádio-Enlaces e outras informações Diagramas de cobertura, interferências, topologia, ou qualquer outro, podem ser impressos com correções de escala por projeção geográfica, permitindo a sobreposição dos mesmos a mapas topográficos das regiões em estudo. 18
Sistemas de Coordenadas O CelPlanner possibilita ao projetista escolher o sistema de coordenadas que melhor se adequa ao utilizado em seu país ou zona de interesse, possibilitando a utilização opcional de coordenadas cartesianas em substituição ao sistema de coordenadas esférico tradicional. Esta escolha reflete na diminuição dos erros de conversão de coordenadas e conseqüentemente da localização das ERBs, assinantes, referências, entre outros. Entre os diversos sistemas de coordenadas de projeções empregados pelo CelPlanner, podem-se citar, como exemplos, o SAD69, o WGS84 e também UTM. Figura 20: Exemplos de sistemas de coordenadas empregados no CelPlanner Os parâmetros de conversão podem também ser inseridos pelo usuário ou pode-se utilizar os conjuntos de parâmetros pré-definidos que foram implementados. 19