El documento determina la distancia máxima entre un punto de acceso inalámbrico Cisco AP 541N y una tarjeta de red Wireless-N Linksys en campo abierto usando el estándar 802.11g. Los cálculos muestran que la distancia máxima es de aproximadamente 79.39 metros para un ambiente urbano con un margen de 13dB, y de 141.18 metros para un ambiente rural con un margen de 8dB. Las mayores pérdidas ocurren durante la propagación en el espacio libre debido a la dispersión de la señal

1. DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE REDES DE DATOS
Cálculo de la distancia máxima entre un punto de acceso y una
tarjeta de red a campo abierto.

2. OBJETIVOS
Objetivo General
 Determinar la distancia máxima entre un punto de acceso y una tarjeta de red
a campo abierto.
Objetivos Específicos
 Investigar las especificaciones de un punto de acceso y una tarjeta de red.
 Identificar el factor que produce mayores pérdidas en un radioenlace.
 Relacionar la distancia calculada con las pérdidas de propagación.
Punto de acceso inalámbrico de CISCOserie AP 541N
Tabla 1. Especificaciones del producto AP 541N Wireless Access Point Cisco
[1].
ELEMENTO ESPECIFICACIÓN
Velocidad de datos
compatible
 802.11a/b/g:
o 54, 48, 36, 24, 18, 12, 9, 6, 11, 5.5, 2 y 1 Mbps
 802.11n:
o Ancho de banda de 20 MHz: MCS 0-15 para velocidades de
datos
o Ancho de banda de 40 MHz: MCS 0-15 para velocidades de
datos
Estándar de la red IEEE 802.11n, IEEE 802.11b/g, IEEE 802.11a
Sensibilidad de recepción 2.4 GHz
 802.11n/20 MHz
o MCS0: -86 dBm
o MCS7: -70 dBm
o MCS8: -85 dBm
o MCS15: -68 dBm
 802.11n/40 MHz
o MCS0: -84 dBm
o MCS7: -66 dBm
o MCS8: -83 dBm
o MCS15: -65 dBm
5 GHz
 802.11n/20 MHz
o MCS0: -83 dBm
o MCS7: -68 dBm
o MCS8: -82 dBm
o MCS15: -66 dBm
 802.11n/40 MHz
o MCS0: -82 dBm
o MCS7: -64 dBm
o MCS8: -81 dBm
o MCS15: -62 dBm
Ajustes de potencia de
transmisión disponible
2.4 GHZ
 802.11b: 15 dBm
 802.11g: 15 dBm
 802.11n/20 MHz: 12 dBm
 802.11n/40 MHZ: 11 dBm
5 GHZ
 802.11a: 15 dBm
 802.11n/20 MHz
o 13 dBm (ch 36 a 64)
o 12 dBm (ch 100 a 165)
 802.11n/40 MHZ: 11 dBm
o 13 dBm (ch 36 a 64)
o 12 dBm (ch 100 a 165)
Alcance (rendimiento al aire
libre)
2.4 GHz
 802.11g:
o 440m a 1 Mbps
5 GHz
 802.11a
o 250m a 6Mbps

3. o 300m a 11 Mbps
o 325m a 6 Mbps
o 120m a 54 Mbps
 802.11n/20 MHz
o 310m a MCS0
o 100m a MCS15
 802.11n/40 MHz
o 240m a MCS0
o 18m a MCS15
o 100m a 54 Mbps
 802.11n/20 MHz
o 255m a MCS0
o 40m a MCS15
 802.11n/40 MHz
o 230m a MCS0
o 15m a MCS15
Antenas  2.4 GHz/5 GHz
 Ganancia: 2.0 dBi
 Ancho de haz horizontal: 360°
Figura 1. Cisco AP 541N Wireless Access Point
Tarjeta de red Wireless-N Linksys Cisco WMP600N PCI / Dual
300Mbps
Tabla2. Especificaciones de la tarjeta de red Wireless-N Linksys Cisco [2]
ELEMENTO ESPECIFICACIÓN
Estándar de la red IEEE 802.11n, IEEE 802.11b/g, IEEE 802.11ª
Sensibilidad de recepción  802.11a/g 16 Mbps: 10-5 BER a -90 dBm
 802.11a/g 54 Mbps: 10-5 BER a -72 dBm
 802.11n ancho de banda 20 MHz: MCS8 10-5 BER a -90 dBm
 802.11n ancho de banda 20 MHz: MCS15 10-5 BER a -70 dBm
 802.11n ancho de banda 40 MHz: MCS8 10-5 BER a -85 dBm
 802.11n ancho de banda 40 MHz: MCS15 10-5 BER a -65 dBm
Potencia de radiofrecuencia
(EIRP) en dBm
 802.11n a 2.4 GHz: 13.5 dBm ± 1 dBm
 802.11n a 5 GHz: 12 dBm ± 1.5 dBm
 802.11g: 13.5 dBm ± 1 dBm
 802.11a: 12 dBm ± 1 dBm
Antena  Número de antenas: 2 antenas dipolo externas
 Ganancia
o 802.11g a 2.4 GHz: 2 dBi

4. Figura 2. Tarjeta de red Wireless-N Linksys Cisco
Cálculos
Los estándares con los que trabajan las redes inalámbricas son 802.11, 802.11a,
802.11b, 802.11ny 802.11n. Para este caso se utilizará el estándar 802.11g, que
opera a una velocidad teórica máxima de 54 Mbps en la banda de 2.4 GHz.
Partiendo de las especificaciones tanto del punto de acceso como de la tarjeta de red,
trabajando con el estándar 802.11g, se tienen las siguientes características:
𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟: 15 𝑑𝐵𝑚
𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑇𝑥: 2 𝑑𝐵𝑖
𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑅𝑥: 2 𝑑𝐵𝑖
𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑅𝑥: − 72 𝑑𝐵𝑚
Tanto para el punto de acceso y tarjeta de red, el transmisor y receptor
respectivamente, están conectados a la antena en el mismo dispositivo, por tanto:
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑇𝑥: 0 𝑑𝐵
𝑃é𝑟𝑑ias en el cable Rx: 0 dB
1. Asumiendo un valor de margen de 13 dB, adecuado para ambientes urbanos [3] y
partiendo de la ecuación de radio enlace, se tiene:
𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛[ 𝑑𝐵] + 𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑅𝑥[𝑑𝐵𝑚] = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟[ 𝑑𝐵𝑚] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑇𝑥[ 𝑑𝐵] + 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑇𝑥[ 𝑑𝐵𝑖] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒[ 𝑑𝐵] + 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑅𝑥[ 𝑑𝐵𝑖] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝐶𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑅𝑥[𝑑𝐵]
Sea 𝐿 = 𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒
13[ 𝑑𝐵] − 72[ 𝑑𝐵𝑚] = 15[ 𝑑𝐵𝑚] + 2[ 𝑑𝐵𝑖] + 2[ 𝑑𝐵𝑖] − 𝐿[ 𝑑𝐵]
⇒ 𝐿 = 78 𝑑𝐵
𝐿 = 32.4 + 20log(𝑑/𝐾𝑚) + 20 log(𝑓/𝑀𝐻𝑧)
20 log( 𝑑) = 78 − 32.4 − 20 log(2400)
20 log( 𝑑) = −22.004

5. ⇒ 𝒅 = 𝟕𝟗. 𝟑𝟗 𝒎
2. Partiendo con un valor de margen de 8dB que puede ser adecuado para un
ambiente rural [3], se obtiene:
𝑀𝑎𝑟𝑔𝑒𝑛[ 𝑑𝐵] + 𝑆𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑅𝑥[𝑑𝐵𝑚] = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑜𝑟[ 𝑑𝐵𝑚] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑇𝑥[ 𝑑𝐵] + 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑇𝑥[ 𝑑𝐵𝑖] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑖𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒[ 𝑑𝐵] + 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑛𝑡𝑒𝑛𝑎 𝑅𝑥[ 𝑑𝐵𝑖] −
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝐶𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑅𝑥[𝑑𝐵]
8[ 𝑑𝐵] − 72[ 𝑑𝐵𝑚] = 15[ 𝑑𝐵𝑚] + 2[ 𝑑𝐵𝑖] + 2[ 𝑑𝐵𝑖] − 𝐿[ 𝑑𝐵]
⇒ 𝐿 = 83 𝑑𝐵
𝐿 = 32.4 + 20log(𝑑/𝐾𝑚) + 20 log(𝑓/𝑀𝐻𝑧)
20 log( 𝑑) = 83 − 32.4 − 20 log(2400)
20 log( 𝑑) = −17.004
⇒ 𝒅 = 𝟏𝟒𝟏. 𝟏𝟖 𝒎
CONCLUSIONES
 Las pérdidas más grandes del enlace se producen en la propagación en espacio
libre debido a que la potencia de la señal transmisora se irradia en direcciones
diferentes a la que puede capturar la antena receptora.
 Cuanto más baja sea la sensibilidad del receptor, mejor será la recepción por parte
del lado receptor.
 Se requiere de un margen mayor en áreas urbanas, debido a que existen muchos
radioenlaces operando y es común encontrar altos niveles de ruido.
 Para zonas rurales la distancia máxima calculada es mayor que la distancia para
zonas urbanas, debido a que en zonas rurales no existen muchos radioenlaces
operando y los niveles de ruido son pequeños.
 Además de los elementos considerados en la ecuación de radioenlace, se debe
considerar las pérdidas de factores climáticos como la lluvia, niebla, tormentas,
etc., las cuales alterarán el valor de la distancia calculada.
 Las pérdidas en el espacio libre son proporcionales al cuadrado de la distancia y de
la frecuencia.

6. REFERENCIAS
[1] Cisco, “Puntos de acceso inalámbrico de Cisco serie AP 500”,
http://www.cisco.com/web/ES/solutions/smb/products/wireless/ap_500/index.html
#~models, Extraído el día miércoles 23 de octubre del 2013.
[2] TecnoSmart, “Tarjeta de red Wireless-N Linksys Cisco WMP600N PCI / Dual
300Mbps”, http://www.tecnosmart.com.ec/v2/tarjeta-de-red-wirelesss-n-linksys-
cisco-wmp600n-pci-dual-300mbps.html#, Extraído el día miércoles 23 de octubre
del 2013.
[3] Sebastián Buettrich, “Unidad 06: Cálculo de Radioenlace”,
http://www.itrainonline.org/itrainonline/mmtk/wireless_es/files/06_es_calculo-de-
radioenlace_guia_v02.pdf, Extraído el día miércoles 23 de octubre del 203.