Avaliação do impacto em rede de sensores sem fio com utilização de sistema de rádio sobre fibra

Abstract

O presente trabalho analisa o impacto que a tecnologia de Rádio Sobre Fibra, funcionando como rede de transporte, provoca a uma Rede de Sensores Sem Fio. São analisados os fenômenos presentes no sistema de rádio sobre fibra que degradam o sinal de rádio frequência. Para verificação deste impacto foi montada uma estrutura de testes com sensores Sem Fio operando na faixa de 915 MHz e equipamentos de RoF. Para evitar incertezas causadas por efeitos de propagação do sinal de rádio foi utilizada uma bancada de emulação de canal com capacidade para variação da atenuação do sinal rádio. Nos testes realizados foram medidas a perda de pacotes e a potência de sinal recebido na base receptora em duas modulações diferentes: FSK e MSK. No primeiro experimento foram feitos testes com a Rede de Sensores Sem Fio sem a introdução do sistema de Rádio Sobre Fibra, cujos resultados foram utilizados como referência para os outros testes. No segundo experimento foram feitos testes com a introdução de um sistema de RoF criando uma célula de cobertura. No terceiro experimento foi introduzido um segundo equipamento de RoF criando uma segunda célula de cobertura. Todos os testes foram repetidos com a utilização de um amplificador de baixo ruído. Os resultados demonstram a possibilidade da implementação de RSSF com a utilização de RoF. Entretanto, o impacto da penalidade introduzida pelo RoF na área de cobertura da RSSF foi elevado, demonstrando que de fato existe uma penalidade em termos de distância de cobertura. Ficou demonstrado que a introdução de novas células acrescenta penalização adicional devido a características do RoF. A introdução do LNA demonstrou ser eficaz para combater a degradação inserida pelo sistema RoF.

This study analyzes the impact that Radio over Fiber technology, functioning as a transport network, causes to a Wireless Sensor Network. Phenomena present in Radio over Fiber system tnet degrade the RF signal are analyzed. For this impact verification a test bed was assembled with wireless sensors operating at the 915 MHz Range and RoF equipments. To avoid uncertainties caused by effects in radio signal propagation a channel emulation system capable of varying the attenuation imposed to the radio signal was used. In the conducted tests packet loss and received signal strength at the receiver were measured for two different modulations: FSK and MSK. In the first experiment the Wireless Sensor Network was tested without the introduction of the Radio over Fiber system, those results were used as a reference for the other tests. /n the second experiment tests with the introduction of a Radio over Fiber system creating a covering cell were made. In the third experiment a second RoF equipment was introduced to create a second covering cell. Ali the tests were repeated using a Low Noise Amplifier. The results show that it is possible to use RoF in a WSN implementation. However, the impact at the penalty introduced by the RoF on the cell covering distance was high, showing that in fact there is an impact in the covering distance. It was shown that the introduction of new covering cells adds additional penalty because of characteristics of the RoF. The introduction of the LNA was shown to be effective for fighting the degradation added by the RoF system.