Por que subsolos e estacionamentos subterrâneos perdem o sinal móvel — e como resolver isso

Subsolos e estacionamentos subterrâneos são zonas mortas previsíveis. Lajes de concreto, paredes de contenção e o solo ao seu redor absorvem ou refletem a maior parte do sinal externo, e as únicas aberturas costumam ser uma rampa, uma caixa de escada e um poço de elevador. Um telefone pode funcionar no topo da rampa e perder a rede duas vagas adiante. Diferentemente de um escritório, não há uma fachada envidraçada com que contar, portanto a solução tem de ser um sistema de distribuição interno alimentado por uma antena doadora instalada onde a cobertura externa realmente existe.

Este guia aborda a posição da antena doadora, a densidade de antenas, o dimensionamento da unidade principal, o isolamento, as chamadas de emergência e a manutenção. Os intervalos abaixo são valores de planejamento.

Por que o sinal móvel desaparece abaixo do solo?

Três fatores se somam. O primeiro é a perda por material. Uma parede ou laje de concreto armado com 200 mm geralmente introduz uma perda de 15–25 dB, e um subsolo normalmente tem várias delas entre o mundo exterior e a vaga de estacionamento. O solo é pior: um metro de terra sobre uma estrutura pode acrescentar dezenas de dB, e é por isso que um jardim sobre a laje de um subsolo não é uma janela de radiofrequência.

O segundo fator é a abertura. O sinal entra pela boca da rampa, pelas caixas de escada, por poços de ventilação e poços de elevador. A cobertura é mais forte perto dessas aberturas e cai rapidamente. O terceiro fator é a profundidade: cada nível abaixo acrescenta outra laje e um caminho mais longo até a entrada. Uma leitura de -70 dBm ao nível do solo pode se tornar -95 dBm no B1 e -110 dBm no B2, o que já está abaixo da faixa útil para muitos telefones.

Um amplificador de sinal móvel funciona quando não há sinal na entrada do subsolo?

Não. Um amplificador de sinal móvel amplifica um sinal existente; não cria um. A antena doadora deve ser instalada onde exista um sinal externo utilizável, normalmente no telhado ou ao nível do solo junto ao edifício. Se o nível em todas as posições candidatas estiver abaixo do limiar do sistema, um repetidor amplificará o ruído e elevará o piso de ruído da célula circundante.

Meça ao nível do solo em todos os lados do edifício, não apenas na entrada principal. Registre RSRP, banda e ID da célula para cada operadora. Um nível melhor que -85 dBm é confortável; de -85 a -95 dBm é viável, mas torna críticos o ganho da antena doadora, a altura e a perda do cabo alimentador; de -95 a -110 dBm é um projeto de enlace com a antena doadora; abaixo de -110 dBm, discuta outra forma de backhaul. Uma antena doadora montada em uma janela só é uma opção quando a própria janela tem um sinal utilizável, o que é incomum abaixo do nível do solo. O guia de medição mostra como coletar essas leituras.

Quantas antenas de teto um nível de estacionamento precisa?

Comece pelo tipo de área e depois ajuste para a altura do teto, os pilares e as rampas. Um teto normal de estacionamento de 2.4–3.2 m permite antenas a 2.4–2.8 m; um teto de 4–6 m exige cerca de 20–30% mais antenas, ou antenas direcionais apontadas ao longo das vias de circulação.

O número de carros é uma verificação cruzada útil. Uma vaga, incluindo sua parcela de via de circulação, ocupa aproximadamente 25–30 m², portanto 100 vagas correspondem a cerca de 2,500–3,000 m² e 5–7 antenas; 300 vagas correspondem a cerca de 7,500–9,000 m² e 15–20 antenas. Acrescente antenas para rampas, salas técnicas e halls dos elevadores, em vez de estender a densidade do estacionamento para cobri-los.

Como dimensionar a unidade principal para um subsolo ou garagem subterrânea?

Dimensione primeiro o número de antenas e depois escolha uma unidade principal capaz de alimentar cada ramal com perda aceitável. A tabela abaixo é um ponto de partida para um único nível; projetos com vários níveis normalmente exigem unidades remotas de fibra óptica ou uma unidade principal por nível.

Um divisor de duas vias introduz uma perda de cerca de 3.5 dB, um de quatro vias de cerca de 7 dB e um de oito vias de cerca de 10.5 dB. A 1,800 MHz, o cabo alimentador de 1/2” perde aproximadamente 0.06–0.09 dB por metro, enquanto o cabo 50-5 perde 0.2–0.3 dB por metro. Mantenha a perda entre a unidade principal e a antena abaixo de cerca de 10 dB e reserve 20–25% de portas livres. Para um subsolo pequeno, uma unidade principal de 30 dBm como o AL-30 pode cobrir aproximadamente 100–3,000 m²; um HAG-19-27T de 37 dBm é mais adequado para 3,000–5,000 m² com vários ramais de antena. Use um cabo coaxial de baixa perda dimensionado para o percurso, e não o cabo mais fino que caiba no eletroduto.

Onde deve ficar a antena doadora e quanto isolamento ela precisa?

Monte a antena doadora no ponto mais alto viável, com um caminho desobstruído até o setor servidor: telhado, platibanda ou mastro ao nível do solo. Teste três ou quatro posições antes de perfurar; um deslocamento de um ou dois metros pode alterar a leitura em 6–10 dB, e uma platibanda ou o prolongamento do poço do elevador pode deixar a antena em sombra.

Mantenha as antenas doadora e de serviço a pelo menos 8–10 m de distância, de preferência com uma laje de concreto, uma parede ou uma estrutura de telhado entre elas. Em um projeto de subsolo, a separação costuma ser vertical: antena doadora no telhado, antenas de serviço no B1, com a laje do telhado proporcionando 15–25 dB de isolamento adicional. Passe o cabo alimentador por um poço ou prumada que não fique ao lado de uma antena de serviço, e vede o ponto de entrada.

Use uma antena doadora direcional com ganho suficiente para o nível medido. Uma antena omnidirecional no telhado capta setores indesejados e dificulta o isolamento.

O que causa a auto-oscilação e o que o ALC e o AGC realmente fazem?

A auto-oscilação é um laço de realimentação. A antena de serviço irradia um sinal amplificado, a antena doadora capta parte dele, a unidade principal amplifica-o novamente e o laço se repete. O resultado é um piso de ruído crescente, uma saída distorcida e interferência em todo o setor da operadora. Isso pode acontecer mesmo com as antenas a 8 m de distância, se uma parede metálica ou uma caixa de escada refletir energia de volta para a antena doadora.

O ALC, controle automático de nível, reduz o ganho quando a saída se aproxima do limite nominal. O AGC, controle automático de ganho, ajusta-se às mudanças na entrada da antena doadora. A detecção de isolamento vai além e reduz ou desliga a saída quando o laço é detectado. Esses recursos protegem a unidade principal, mas não substituem uma instalação adequada. Coloque em serviço com 5–10 dB de margem de ganho abaixo do limite de isolamento, use antenas de serviço direcionais sempre que possível e, se a unidade emitir alarme, melhore a separação ou reduza o ganho em vez de acrescentar potência.

O sistema cobrirá os pontos de chamada de emergência, os halls dos elevadores e as rampas?

As caixas de chamada de emergência, os telefones de emergência dos elevadores e os painéis de alarme de incêndio costumam ser os dispositivos mais importantes de um subsolo, e os mais propensos a serem esquecidos em um projeto. Coloque uma antena perto de cada ponto de chamada, teste uma chamada real em vez de apenas uma leitura de sinal e preveja alimentação de reserva para o amplificador e para qualquer equipamento ativo. Se o edifício tiver elevador, decida desde o início se a cabine ou o poço precisa de sua própria antena; a cobertura do elevador normalmente não é alcançada apenas pelo teto do estacionamento.

As rampas precisam de cobertura contínua desde o nível do subsolo até o nível do solo, porque é aí que uma chamada tem maior probabilidade de ser interrompida durante o handover. Os pilares criam sombras no estacionamento aberto, portanto verifique o layout antes de fixar a grade de antenas. Salas técnicas com portas metálicas e equipamentos densos podem precisar de uma antena dedicada mesmo quando o estacionamento ao redor tem bom sinal.

Que manutenção um sistema subterrâneo precisa?

Inspecione anualmente os conectores e as capas dos cabos, especialmente as emendas externas e a entrada do cabo no telhado. Verifique o registro de alarmes do amplificador de sinal e confirme que ele opera no ganho de comissionamento, em vez de tê-lo reduzido após um evento de isolamento. Teste os pontos de chamada de emergência e os telefones dos elevadores na mesma ocasião.

Teste novamente a cobertura após qualquer reforma, repavimentação ou mudança de locatário, porque novas paredes, estantes metálicas ou equipamentos podem criar novas sombras. Se o local tiver UPS ou bateria de reserva, substitua a bateria no intervalo de serviço e registre a data. Mantenha a planta as-built, as posições das antenas e os ajustes de ganho junto à documentação do edifício, para que o próximo técnico não tenha de começar do zero.

O que deve ser enviado para obter um projeto de subsolo?

Envie o RSRP ao nível do solo em cada lado do edifício para cada operadora, algumas leituras dentro do subsolo, a banda e o ID da célula, uma planta com os níveis e as posições das rampas, o número de carros, a altura do teto, a localização das salas técnicas e fotos da rampa, do telhado e de qualquer percurso de cabo existente. Com esses dados, um fornecedor pode dimensionar a antena doadora, a unidade principal e a grade de antenas, e informar se o local é um projeto de cobertura padrão ou limitado pela antena doadora.

A página de soluções para subsolos e estacionamentos mostra a arquitetura típica, e o guia de materiais de construção explica os valores de perda em mais detalhe. Se o nível externo for o fator limitante, leia a estrutura de diagnóstico de três causas antes de encomendar equipamentos.