Filtrado en los 3 dominios

Filtrado en los 3 dominios

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Hace tiempo ya, en los primeros días, estaba trabajando con un cliente para reemplazar su vieja y lenta radio mini PCI 802.11b de 2,4 GHz con el último módulo mini-PCI de alta potencia SuperRange2 802.11g de Ubiquiti. La respuesta a las tarjetas SuperRange mini-PCI había sido abrumadoramente positiva, pero este usuario experimentaba un rendimiento significativamente peor después de la actualización. Al principio pensé que era una falla del hardware y envié otra tarjeta, pero los resultados no cambiaron. Luego trabajé con él, tratando de mejorar el rendimiento a través de varios intentos de modificaciones de diseño, pero también fue en vano.

En ese momento, compré una muestra de la antigua tarjeta 802.11b en cuestión para mí, que se basaba en el chipset Prism 2.5 de Intersil. Y al igual que el nombre “Prism” implica, rápidamente vi que esta tarjeta más antigua aunque era más lenta en la velocidad máxima, tenía un diseño de radio con una “selectividad” superior – la capacidad de filtrar canales vecinos.

Pero, ¿cómo podría ser este el caso? Las radios Super Range (radios Atheros 802.11a / b / g) eran la tecnología más avanzada y asumí que superaría a la tecnología 802.11b más antigua en todas las áreas.

Después de desmontar la radio Intersil Prism, las cosas se hicieron más claras. La radio Intersil se basó en una verdadera arquitectura de receptor “superheterodyne” donde el portador fue convertido abajo a una frecuencia intermedia (IF) y se filtró con un filtro discreto dedicado.

Mientras tanto, la radio Atheros, era un chipset CMOS completamente integrado sin filtrado IF fuera del chip.

 

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Entonces, ¿qué significa todo esto? La capacidad de filtrar una señal de radio depende en gran medida de 2 cosas:

 

1. El fractional bandwidth:

 

Filtrar un canal de 1MHz a 1GHz (ancho de banda fraccional de 0,1%) es mucho más difícil que filtrar un canal de 10MHz a 100MHz (10% de ancho de banda fraccional)

 

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2. Eficacia del filtro:

 

Un filtro especializado dedicado es típicamente mucho más superior que un filtro integrado en un IC.

 

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En el caso de la radio Prism, optimizó ambas áreas. Al tener un down-converted IF de 384MHz, fue capaz de aumentar el ancho de banda fraccionario de filtrado.

Y con un dedicado fuera de chip SAW (Surface Acoustic Wave) filtro, era un filtro mucho más eficaz.

En comparación, la radio de Atheros fue construida para la integración completa de bajo costo de IC y no tenía ninguno.

Podría haber funcionado bien en el interior, pero en las aplicaciones WISP al aire libre, la radio Prism podría sobrevivir en ambientes RF donde la radio basada en Atheros no tenía ninguna posibilidad.

 

 

Filtrado en el dominio de frecuencia

 

Esta experiencia plantaría la semilla para lo que irónicamente llamamos nuestra “tecnología Prism” de Ubiquiti. Queríamos una forma de aprovechar las velocidades de la última tecnología de chipset WiFi, pero también conservar la gran “selectividad” de las radios Intersil Prism originales.

Lo que patentamos sería contraintuitivo para la mayoría. En esencia ponemos nuestra propia radio delante de la radio del chipset WiFi. ¿Cómo esto mejora exactamente el rendimiento? El siguiente diagrama explica el concepto

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Nuestra tecnología Prism recibe el espectro de bandas sin licencia (5GHz o 2,4GHz), se convierte a una frecuencia intermedia, aplica un filtrado especializado de alta selectividad en el área de interés, y convierte el canal de vuelta para que mágicamente parezca “limpio” a la radio WiFi .

Hemos probado mejoras de selectividad de hasta 30dB. Para poner esto en una perspectiva lineal, nuestra tecnología Prism reduce el ruido visto por la radio Wifi hasta 1000 veces!

 

 

Filtrado en el dominio espacial

 

La tecnología de la antena horn ha estado dando vuelta cerca de un siglo, pero solamente recientemente han sido atractivas y probadas satisfactoriamente en aplicaciones WISP. En los primeros días de esta industria, la ganancia de antena fue la más valorada y sectores tradicionales y reflectores fueron los más adecuados para los despliegues. Avanzando hasta hoy, con miles de millones de radios sin licencia en uso en todo el mundo, la capacidad de aislamiento de antena para mitigar el ruido es cada vez más valiosa.

Queremos que nuestras antenas solo escuchen y hablen en una sola dirección e ignoren todas las demás direcciones. Las antenas horn lo hacen excepcionalmente bien.

El desafío para nuestro equipo en Ubiquiti fue cómo aprovechar las ventajas de aislamiento de RF de los horns, pero todavía mantener suficiente ganancia de antena requerida para enlaces de alto rendimiento?

La respuesta es lo que llamamos “horns asimétricos” y creemos que son el futuro de los despliegues WISP.

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Filtrado en el dominio de tiempo

 

El estándar 802.11 WiFi utiliza algo llamado CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance). Es un protocolo basado en contención que significa que si todos los clientes de una red pueden “oír” unos a otros, todo puede funcionar bien.

Pero, en el caso de redes al aire libre y enlaces direccionales aislados, la mayoría de los clientes no pueden oírse y terminan hablando entre sí. Para solucionar esto, introdujimos un protocolo TDMA (Time Division Multiple Access) en el que se asigna a los clientes una ventana de tiempo organizada para hablar para que no interfieran entre sí.

Esta es la esencia de nuestro protocolo AirMax TDMA que hemos mejorado a lo largo de los años. Si bien esto funciona bien para los clientes conectados a un solo AP, ¿qué pasa con los problemas de interferencia con múltiples APs ubicados juntos?

Nuestro nuevo protocolo de sincronización GPS aborda específicamente este desafío.

PrismStation utiliza GPS para proporcionar un temporizador de sincronización global para potencialmente cada despliegue en el mundo. Lo que esto significa es que múltiples bases pueden funcionar sin problemas en una torre única o torres vecinas e incluso utilizando el mismo espectro. Y también podemos lograr la sincronización entre AirMax y AirFiber Basestations (incluyendo nuestra próxima tecnología LTU)

 


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Creemos que la culminación de las tecnologías que impulsan el Filtrado de 3 Dominios (Frecuencia, Espacio, Tiempo) permitirá la próxima etapa de redes AirMax de alto rendimiento y alta densidad en todo el mundo. Estamos muy orgullosos de traer este producto al mercado y esperamos que sea el arma que los operadores pueden utilizar para luchar y construir redes de mayor rendimiento, incluso en presencia de cantidades cada vez mayores de ruido de RF en las bandas sin licencia.

 

Fuente:

https://community.ubnt.com/t5/Ubiquiti-Announcements-and-News/Filtering-in-3-Domains-Why-PrismStation-is-the-Greatest-Product/ba-p/1961669

Autor:

Robert Pera

Laufquen nació en el año 1999 siendo uno
de los primeros proveedores de Internet
inalámbrico en el país.
Gracias a las tecnologías de Ubiquiti
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Hoy nuestra experiencia nos hace líderes
en tecnología inalámbrica y de redes.

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