Valores de Sinais Wi-Fi

Sinais Wireless Decibéis: A Ciência por Trás da Medição de RF

Muitos técnicos e entusiastas de redes se deparam frequentemente com valores negativos e escalas que parecem confusas ao analisar o desempenho de uma conexão sem fio.

Por que um sinal de -50 dBm é excelente, enquanto -90 dBm é considerado queda de conexão?

Entender os sinais wireless decibéis não é apenas uma questão de decorar números, mas de compreender a física logarítmica que rege as telecomunicações.

Eu recebo constantemente dúvidas sobre como interpretar esses dados no dia a dia da instalação de links de longa distância ou redes Wi-Fi domésticas.

Para dominarmos o rádio frequência, precisamos abandonar a ideia de progressão linear.

No mundo do RF, tudo acontece em potências de dez, e é sobre essa engenharia que vamos nos aprofundar hoje.

A Matemática dos Sinais Wireless Decibéis

O decibel (dB) não é uma unidade de medida absoluta como o metro ou o grama, mas sim uma unidade de relação.

Ele expressa a razão entre duas intensidades de potência.

Quando falamos de wireless, utilizamos variações como o dBm (decibel relativo a 1 miliwatt) e o dBi (ganho de antena em relação a um radiador isotrópico).

A razão para utilizarmos a escala logarítmica é a vasta amplitude que os sinais de rádio percorrem.

Um transmissor pode enviar um sinal com potência de 100mW, mas o receptor, a quilômetros de distância, pode receber apenas uma fração bilionária dessa energia.

Se usássemos números lineares, estaríamos lidando com zeros intermináveis após a vírgula. O decibel simplifica essa conta.

L_dB = 10 * log10(P1 / P2)

Nesta fórmula, L_dB representa a perda ou ganho.

Observe que cada variação de 3 dB representa o dobro ou a metade da potência original.

Se você aumenta o ganho em 3 dB, você dobrou a potência de transmissão.

Se perdeu 3 dB, sua potência caiu pela metade.

Por que os Valores são Negativos?

Uma dúvida comum que vejo no canal é sobre o sinal ser negativo (ex: -70 dBm).

Isso ocorre porque estamos medindo valores abaixo de 1 miliwatt (0 dBm).

Como o miliwatt é a nossa referência padrão na escala dBm, qualquer valor menor que ele resultará em um logaritmo negativo.

Portanto, quanto mais próximo de zero, mais forte é o sinal.

Componentes do Link Budget e Propagação

Para projetarmos um link estável, nós calculamos o que chamamos de Link Budget (Orçamento do Enlace).

Este cálculo soma todos os ganhos e subtrai todas as perdas do sistema.

É aqui que os sinais wireless decibéis se tornam a ferramenta de trabalho do engenheiro.

Os principais fatores que influenciam esse cálculo são:

• Potência de Saída do Rádio: Medida em dBm.
• Perdas nos Cabos e Conectores: Cada conector mal crimpado ou cabo longo introduz atenuação.
• Ganho da Antena: Medido em dBi, que concentra a energia em uma direção específica.
• Free Space Path Loss (FSPL): A perda natural que o sinal sofre ao viajar pelo ar.

Transmissor -> Cabo (-dB) -> Antena (+dB) -> Espaço Livre (-dB) -> Antena Rec (+dB) -> Cabo (-dB) -> Receptor

A Sensibilidade do Receptor e o Noise Floor

Não basta ter um sinal forte; é preciso que ele esteja acima do ruído de fundo, conhecido como Noise Floor.

Em sistemas de sinais wireless decibéis, a diferença entre o nível do sinal desejado e o ruído é chamada de SNR (Signal-to-Noise Ratio).

Se o seu sinal está em -70 dBm e o ruído do ambiente está em -90 dBm, você tem um SNR de 20 dB.

Isso geralmente é suficiente para uma modulação estável.

No entanto, se o ruído subir devido a interferências eletromagnéticas, o link pode cair mesmo que a potência recebida permaneça a mesma.

A sensibilidade do receptor define o limite mínimo que o hardware consegue “ouvir”.

Equipamentos profissionais de alta qualidade conseguem decodificar sinais em níveis baixíssimos, beirando os -100 dBm, mas a taxas de transmissão muito reduzidas.

A Regra dos 3 e dos 10

Para facilitar os cálculos de campo, nós utilizamos uma regra prática:

• +3 dB: Dobra a potência (mW).
• -3 dB: Reduz a potência pela metade (mW).
• +10 dB: Aumenta a potência em 10 vezes.
• -10 dB: Reduz a potência em 10 vezes.

Exemplo: 20 dBm (100mW) + 3 dB = 23 dBm (200mW)

Interferência e Obstáculos em RF

A propagação de sinais wireless é afetada por fenômenos físicos como reflexão, refração e difração.

Em ambientes urbanos, o efeito de multicaminho pode causar o cancelamento de fases, resultando em quedas bruscas no nível de sinal medido em decibéis.

Obstáculos físicos como paredes de concreto ou árvores introduzem uma atenuação específica.

Uma parede comum de tijolos pode atenuar o sinal entre 3 dB a 5 dB, enquanto uma parede com isolamento metálico pode bloquear quase 100% da radiação, agindo como uma Gaiola de Faraday.

Zonas de Fresnel e Alinhamento

Nos links de longa distância, não basta apenas ter visada direta (Line of Sight).

É necessário manter a Zona de Fresnel livre. A Zona de Fresnel é um elipsoide imaginário ao redor do eixo do link.

Se houver obstruções nesta zona, ocorrerá perda de sinal por interferência de fase, mesmo que você consiga “ver” o outro lado.

Ao alinhar antenas, buscamos sempre o valor de sinais wireless decibéis mais alto possível (mais próximo de zero).

O desalinhamento de apenas alguns graus em uma antena parabólica de alto ganho pode resultar em uma perda de 10 dB ou mais, o que significa operar com apenas 10% da potência possível.

Modulação e Taxa de Dados

Existe uma relação direta entre a força do sinal e a velocidade da internet.

Modulações complexas como 256-QAM exigem um sinal limpo e forte (SNR alto).

Quando o sinal enfraquece, o rádio automaticamente troca para modulações mais simples, como BPSK, que são mais resistentes ao ruído, porém muito mais lentas.

É por isso que, ao se afastar do roteador, a velocidade cai gradualmente antes da conexão ser perdida totalmente.

O sistema tenta negociar a melhor taxa possível dentro da margem de segurança disponível em dB.

Ferramentas de Medição e Diagnóstico

Para analisar corretamente os sinais wireless decibéis, utilizamos ferramentas como analisadores de espectro, softwares de site survey e indicadores RSSI (Received Signal Strength Indicator) integrados aos firmwares dos rádios.

Eu sempre recomendo que, ao configurar um link, você não confie apenas nas barras de sinal do sistema operacional, mas sim nos valores em dBm brutos.

As barras são subjetivas e variam entre fabricantes; os decibéis são uma medida científica universal.

Conclusão Técnica sobre Métricas de RF

Dominar a escala logarítmica é o divisor de águas entre um instalador comum e um especialista em RF.

Entender que cada decibel conta no planejamento de um sistema sem fio garante redes mais estáveis, com maior throughput e menor latência.

Lembre-se sempre de considerar o ruído do ambiente e as perdas passivas para obter o máximo desempenho do seu hardware.