Como o simulador calcula o sinal
O Planejador WiFi estima o sinal em cada ponto da planta com um modelo simples de propagação: a perda cresce com o logaritmo da distância, e cada parede ou laje atravessada soma uma perda fixa, que depende do material e da faixa. O cálculo roda no seu navegador, e o código está aberto.
O resultado tem erro típico de ±8 dB. Serve para comparar posições e decidir quantos nós comprar, não para substituir uma medição no local.
Perda por distância
O sinal num ponto é a potência do aparelho menos a perda no caminho:
sinal = potência + ajuste do modelo − [PL0 + 10 · n · log10(d) + paredes + andares × laje]
- d é a distância em metros entre o nó e o ponto, em três dimensões: entre andares, conta a altura de 3 m por piso. Distâncias menores que meio metro contam como meio metro.
- n = 2,5 é o expoente de perda por distância.
- PL0 é a perda a 1 m, igual à perda no espaço livre na frequência de referência da faixa: 20 · log10(f em MHz) − 27,55.
- Ajuste do modelo é a potência de cada roteador em relação a um nó mesh típico; os modelos que você cadastra também têm esse ajuste.
| Faixa | Frequência | Perda a 1 m | Potência |
|---|---|---|---|
| 2,4 GHz | 2.437 MHz | 40,2 dB | 20 dBm |
| 5 GHz | 5.500 MHz | 47,3 dB | 23 dBm |
| 6 GHz | 6.500 MHz | 48,7 dB | 21 dBm |
O modelo geral de propagação interna da recomendação ITU-R P.1238 tem a mesma forma, mas sem termo para paredes: o efeito delas fica embutido no coeficiente de distância. Aqui cada parede é contada uma a uma, e por isso o expoente fica mais perto do valor do espaço livre, que é 2.
Perda por parede, material e faixa
Para cada ponto, o simulador traça uma linha reta até cada nó e soma a perda de cada parede que a linha cruza. Uma quina compartilhada por duas paredes conta uma vez só. Para um ponto em outro andar, soma uma laje por piso atravessado e as paredes do andar onde está o ponto.
| Material | 2,4 GHz | 5 GHz | 6 GHz |
|---|---|---|---|
| Alvenaria (tijolo ou bloco cerâmico rebocado) | 6 dB | 10 dB | 12 dB |
| Concreto, pilar ou parede estrutural | 10 dB | 15 dB | 18 dB |
| Laje entre andares | 13 dB | 18 dB | 21 dB |
| Drywall ou gesso | 3 dB | 4 dB | 5 dB |
| Porta de madeira | 3 dB | 5 dB | 6 dB |
| Vidro comum ou janela | 2 dB | 4 dB | 5 dB |
| Metal, espelho, geladeira | 15 dB | 20 dB | 22 dB |
São valores médios para casas. Medições de laboratório, como as do NIST no relatório NISTIR 6055, mostram que a perda de um mesmo material muda bastante com a espessura e a frequência. O simulador usa um valor por material e não olha a espessura desenhada.
Níveis de sinal e cobertura
O mapa pinta cada ponto em cinco níveis, de excelente (−60 dBm ou melhor) a sem sinal útil (abaixo de −80 dBm). A tabela completa está no guia de dBm. Cada ponto recebe o sinal do nó mais forte.
A porcentagem de cobertura é a parte da área com −67 dBm ou melhor, calculada numa grade de 0,25 m dentro do retângulo que envolve as paredes do andar.
Qualidade do backhaul
A ligação sem fio entre dois nós usa o mesmo cálculo, com o ajuste do mais fraco dos dois aparelhos e as paredes dos dois andares quando eles estão em pisos diferentes. Se os dois têm 6 GHz, o simulador calcula a ligação em 5 e em 6 GHz e fica com a mais forte; senão, usa 5 GHz.
- −60 dBm ou melhor: ótima.
- De −60 a −70 dBm: boa.
- Abaixo de −70 dBm: fraca; o simulador recomenda cabo.
Os nós ligados por cabo se penduram no roteador principal. Os outros entram na rede um de cada vez, pela ligação mais forte até um nó que já está nela, o que monta uma árvore sem ciclos com o roteador na raiz.
Como funciona o Sugerir posição
- Divide o retângulo do andar numa grade de 0,5 m e descarta os pontos a menos de 0,3 m de uma parede.
- Para cada ponto, imagina um nó novo ali e calcula a área com −67 dBm ou melhor somando os nós que já existem.
- Se já há nós, só aceita pontos com ligação sem fio de −70 dBm ou melhor até algum deles. Quando nenhum ponto útil cumpre isso, tenta de novo sem a exigência e avisa que o nó vai precisar de cabo.
- Fica com o ponto que mais aumenta a área coberta. No empate, desempata pela soma do sinal em todos os pontos, contando no mínimo −90 dBm em cada um.
Se nenhum ponto melhora a cobertura em pelo menos um ponto percentual, o simulador diz por quê: a casa já está coberta, nenhum ponto ajuda, ou alguma ligação entre nós está fraca e precisa de cabo.
Precisão e limites
O erro típico é de ±8 dB. O modelo deixa de fora:
- reflexões e o sinal que contorna paredes por portas e corredores;
- móveis, pessoas, eletrodomésticos e água, a não ser que você os desenhe como parede;
- interferência de redes vizinhas, Bluetooth e micro-ondas;
- a antena e a potência de cada celular ou notebook, que transmitem menos que o roteador;
- portas abertas ou fechadas, espessura real das paredes e ferragem dentro delas;
- a velocidade: o simulador estima sinal, não megabits.
Use o mapa para comparar posições e kits na mesma planta. Depois de instalar, meça o sinal nos cômodos que importam e ajuste.
Casas de exemplo dos guias
Os guias citam casas retangulares desenhadas pelo próprio site: paredes externas de alvenaria, cômodos de cerca de 4 × 4 m e uma porta de madeira de 0,9 m em cada parede interna. Os nós são postos um a um pelo mesmo cálculo do Sugerir posição, em 5 GHz, até cada andar ter sinal bom em pelo menos 90% da área. Os números são recalculados toda vez que o site é publicado.
Referências
- ITU-R. Recomendação P.1238: dados de propagação e métodos de previsão para o planejamento de sistemas de radiocomunicação internos.
- Stone, W. C. Electromagnetic Signal Attenuation in Construction Materials, NISTIR 6055. NIST, 1997.
- Código do modelo: assets/js/engine.js, no repositório do Planejador WiFi no GitHub.