Articoli

Tante immagini... pochi fili. Progettare il wireless

24/08/2011

di Luca Martini

Le telecamere wireless piacciono un sacco agli installatori di sistemi di videosorveglianza. Il cablaggio, infatti, crea spesso problemi, soprattutto quando deve essere realizzato in edifici privi di predisposizione. I cavi, inoltre, devono essere protetti e, spesso, possono essere danneggiati in modo accidentale o volontario. I vantaggi di un sistema wireless, quindi, sono notevoli, anche perché, nella maggior parte dei casi, non creano particolari difficoltà. Tutto questo, però, è vero quando ci si trova in condizioni ideali, con apparecchi che operano allo stesso livello e senza ostacoli al passaggio dei segnali radio. I problemi emergono invece, e in modo drammatico, quando bisogna affrontare situazioni non standard. In questi casi è necessario possedere le competenze per pianificare e ottimizzare l'impiego delle comunicazioni radio. Per questo è importante, in primo luogo, disporre di una certa preparazione teorica, frutto dello studio dei fenomeni elettromagnetici e sulla loro propagazione.

Accanto alle competenze di tipo fisico, per chi è chiamato a creare reti wireless è fondamentale conoscere i principi di funzionamento di un'antenna. Un simile apparato, in particolare, può essere rappresentato come un trasmettitore incaricato di trasformare un segnale elettrico in uno elettromagnetico. Quest'ultimo viene quindi trasmesso nell'etere e, quando raggiunge un'altra antenna, viene ritrasformato in un segnale elettrico. Sul mercato esistono soluzioni dalle caratteristiche completamente diverse. In particolare un'antenna isotropica ha la capacità teorica di propagare il proprio segnale, in modo uniforme, in tutte le direzioni. In realtà tale segnale si propaga soprattutto sul piano orizzontale. Questo significa che un'antenna, posta in verticale, diffonde i segnali soprattutto alla propria altezza e, per tale ragione, potrebbe avere difficoltà nel comunicare con apparati che si trovano ad un differente piano del medesimo edificio. In alternativa le antenne direttive permettono di limitare l'area di copertura, evitando di irradiare l'area esterna alla propria proprietà, con il rischio di essere intercettati o di creare disturbi ad altri apparecchi. In questo campo due sono le alternative più diffuse: le Yagi, che hanno però un cono di copertura limitato e un ingombro significativo, e le soluzioni a pannello, costituite da due o più lamine in rame installate su uno schermo metallico. In questo modo si ottiene una buona direzionalità del segnale, con un ingombro limitato e la possibilità di applicare l'antenna direttamente su una parete o un soffitto.

Il valore del progetto

Scelta l'antenna adatta ad una specifica applicazione e identificata la zona in cui installare l'infrastruttura, inizia il lavoro manuale vero e proprio. In realtà, prima di installare una rete wireless, è opportuno eseguire un'accurata analisi ambientale (Site Survey), per comprendere le reali caratteristiche del contesto in cui dovrà operare la rete e, quindi, identificare preventivamente tutte le possibili fonti di interferenze. Durante questa analisi conoscitiva è opportuno utilizzare una mappa dell'ambiente, indicando accuratamente tutti gli ostacoli alla diffusione dei campi elettromagnetici generati dalle antenne stesse. Un'attività fondamentale per non scoprire, solo al termine del lavoro, che alcuni locali non vengono coperti dal segnale, con la conseguenza di dover intervenire sull'intera infrastruttura per adeguarla alle esigenze dell'utente. Nel corso dell'ispezione occorre individuare anche la presenza di eventuali fonti di interferenze elettriche, così come bisogna capire se il segnale generato può interferire con il funzionamento di altre apparecchiature. Accanto a questa analisi, nella quale è necessario tenere in considerazione le diverse attenuazioni indotte dalle infrastrutture presenti, vengono identificati anche i possibili punti di installazione delle singole antenne. Contrariamente a quanto suppongono le persone inesperte, infatti, gli access point in cui convergono i segnali devono essere necessariamente collegati alla rete di comunicazione aziendale. Inoltre, se non si tratta di apparecchiature di tipo Power over Ethernet, bisogna provvedere anche alla loro alimentazione elettrica. Al termine di questa fase di "conoscenza ambientale", è possibile eseguire la pianificazione dei canali di funzionamento delle singole antenne. La presenza di due infrastrutture che utilizzano lo stesso canale su una medesima area, infatti, induce problematiche di co-channel, interferendo irrimediabilmente con la comunicazione. Quando la rete è composta da un numero limitato di antenne, è possibile evitare un simile rischio attraverso una pianificazione manuale, evitando le interferenze tra celle che utilizzano il medesimo canale. Ma quando sono necessari numerosi access point è opportuno sfruttare software specifici che, in modo automatico, indicano i canali da utilizzare in ogni antenna.

Quando l'antenna va fuori

Le potenzialità delle reti wireless sono sempre più utilizzate anche all'esterno degli edifici, quando è necessario dialogare con telecamere distanti. Un simile collegamento, in modalità point to point o point to multipoint wireless, offre numerosi vantaggi, soprattutto per la rapidità di installazione e la possibilità di realizzare il collegamento, anche quando è necessario attraversare una strada o una linea ferroviaria. Malgrado questi vantaggi, però, un collegamento di tipo wireless deve essere realizzato con cura particolare, per prevenire problemi di trasmissione. In particolare le due antenne devono godere di una visibilità diretta fra loro. Il campo deve quindi risultare sgombro da ostacoli quali edifici, strutture metalliche o elettrodotti. Particolare attenzione, infine, va riservata alle fronde degli alberi che, quando sono coperte da foglie, provocano un'elevata attenuazione.

...E se non funziona?

La condizione di perfetta visibilità fra le antenne è definita, con terminologia inglese, Clear line of Sight. Anche se, in linea teorica, un collegamento Wi-Fi è possibile anche quando l'area di Fresnel fra le due antenne è libera per almeno il 60%. Nei casi apparentemente più complessi, comunque, esistono una serie di accorgimenti per garantire un buon livello di trasmissione anche quando il campo non è perfettamente sgombro. In particolare, di questa situazione è necessario valutare con cura la scelta dell'antenna, in quanto il cono di trasmissione può variare sensibilmente da un modello all'altro. Una volta scelta l'infrastruttura trasmissiva più appropriata, esistono una serie di accorgimenti, dettati dall'esperienza, per migliorare le prestazioni. In particolare è necessario verificare che il cavo di collegamento non sia stato danneggiato durante l'installazione e non presenti angoli di curvatura troppo stretti. Inoltre è opportuno ricontrollare la perfetta connettorizzazione, in quanto un contatto di scarsa qualità può influire pesantemente sulla qualità del segnale trasmesso. Al termine di queste analisi, consigliabili in tutte le installazioni, se la qualità della comunicazione è ancora insufficiente conviene intervenire direttamente sui parametri degli apparati stessi variando i canali di trasmissione. In alcune condizioni, infatti, determinati canali risultano molto disturbati e non sono in grado di supportare i collegamenti wireless. Se nessuno dei 13 canali disponibili offre risultati soddisfacenti, il passaggio successivo è quello di agire sulla polarizzazione, in quanto un differente piano di trasmissione delle onde elettromagnetiche potrebbe permettere di superare l'ostacolo. Contemporaneamente, si può tentare di utilizzare un cavo più corto o impiegare uno speciale cavo lowloss, disponendo così di una potenza che potrebbe rivelarsi sufficiente per supportare la comunicazione. Quando nessuna di queste operazioni risulta efficace, l'ultimo tentativo a disposizione per superare gli ostacoli consiste nell'installare appositi pali che permettono di aumentare l'altezza a cui viene montata l'antenna. In questo caso è però necessario agire con estrema cautela, anche per gli elevati costi connessi a una simile installazione. Infatti non sempre il cliente è disposto ad accettare di pagare cifre elevate, soprattutto se non viene garantito il risultato, in quanto l'altezza raggiunta dai pali potrebbe rivelarsi comunque insufficiente.

...e se non funziona?

Uno dei timori più diffusi, quando si parla di reti wireless, è legato ai possibili rischi per la salute delle persone esposte ai campi elettromagnetici generati dalle antenne. In questo ambito, senza addentrarsi in considerazioni di tipo squisitamente medico ma limitandosi all'ambito tecnologico, un dato inconfutabile permette di fugare ogni possibile dubbio: un comune telefonino Gsm emette circa la 2 Watt in trasmissione continua, mentre una Wlan presenta un'emissione compresa fra 0,001 e 0,1 Watt in modalità Packet Burst, ovvero con un solo terminale attivo alla volta.

A buon intenditor, poche parole.


Tag:   wireless,   videosorveglianza,   tvcc,  

pagina precedente