COMUTADORES

Quando realizamos um Site Survey ou planejamos a cobertura de uma rede Wi-Fi, é comum focarmos excessivamente nos obstáculos: paredes de alvenaria, concreto, vidro, elevadores ou estantes metálicas. No entanto, o maior “consumidor” de sinal em qualquer rede sem fio não é uma parede, mas sim a própria distância.

O Free Space Path Loss (FSPL), ou Perda de Caminho no Espaço Livre, é um conceito importante no dimensionamento de redes sem fio e entender por que a banda de 6 GHz tem alcance natural menor que a de 2.4 GHz.

O FSPL não é uma atenuação causada pela atmosfera ou absorção pelo ar (que é negligenciável em distâncias de Wi-Fi). Trata-se da dispersão geométrica da energia.

Imagine o sinal saindo da antena omnidirecional do AP como uma esfera que cresce constantemente. A mesma quantidade de energia que saiu da antena precisa cobrir o espalhamento da superfície dessa esfera. Quanto maior a esfera (ou seja, quanto maior a distância), mais “espalhada” e fraca essa energia fica em um ponto específico.

Antes mesmo de o sinal encontrar a primeira parede, ele já perdeu a maior parte de sua potência apenas viajando pelo ar.

A Matemática na Prática de Campo

Embora a fórmula completa envolva logaritmos e constantes, para o dia a dia de campo, o comportamento do FSPL segue a Lei do Quadrado Inverso (inverse square law), importante para estimativas rápidas:

A Regra dos 6 dB: Em espaço livre, cada vez que você dobra a distância entre o transmissor e o receptor, o sinal sofre uma perda adicional de aproximadamente 6 dB.

Por exemplo, se a 2 metros do AP você mede -40 dBm, a 4 metros você medirá teoricamente -46 dBm (assumindo visada direta). Essa queda é acentuada nos primeiros metros e torna-se mais gradual a longas distâncias, mas a perda é constante e cumulativa.

O Impacto da Frequência: 2.4 GHz vs. 5 GHz vs. 6 GHz

Aqui reside um dos pontos mais importantes para o design de redes modernas. A fórmula do FSPL demonstra que a perda aumenta conforme a frequência sobe.

Matematicamente, isso ocorre porque antenas receptoras (como as de um smartphone) capturam menos energia em frequências mais altas devido ao menor comprimento de onda. O resultado é que, para percorrer a mesma distância, o sinal de 5 GHz ou 6 GHz chega mais fraco ao receptor do que um sinal de 2.4 GHz.

Disclaimer: é claro que temos inúmeras vantagens em utilizar as frequências de 5GHz e 6GHz ao invés de 2.4GHz, mas isso é assunto para outro post.

Aplicação no Design de Redes (WLAN)

Como esse conceito altera a forma como projetamos redes?

Densidade de APs: Como projetamos redes priorizando 5 GHz e, cada vez mais, 6 GHz, as células de cobertura são naturalmente menores devido ao maior FSPL dessas frequências. Isso exige uma densidade maior de APs para cobrir a mesma área física com níveis de sinal adequados para voz e video (ex: -65 dBm).

Ajuste de Potência (Tx Power): Tentar compensar o FSPL aumentando a potência do AP ao máximo geralmente é um erro. Embora ajude no downlink (AP para cliente), não ajuda no uplink (cliente para AP), pois o dispositivo móvel não tem potência para vencer o FSPL de volta. Isso cria problemas de assimetria.

Site Survey Preditivo: Softwares de simulação (como Ekahau ou Hamina) calculam o FSPL automaticamente. No entanto, é responsabilidade do técnico configurar as “paredes virtuais”, isto é, as atenuações corretamente. Se o software calcular apenas o FSPL sem considerar a atenuação das paredes reais e outros objetos, o projeto será otimista demais e falhará na prática.

Conclusão

O Free Space Path Loss é uma constante que define os limites teóricos de qualquer sistema de RF. Um design robusto começa aceitando as perdas do espaço livre e projetando a rede para operar com margens de SNR saudáveis, independentemente das variáveis ambientais adicionais.