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Calculateur de bilan de liaison

Un bilan de liaison additionne chaque gain et retranche chaque perte entre l’émetteur et le récepteur, en décibels, pour prédire le niveau qui arrive à l’autre bout. L’écart entre ce niveau et la sensibilité du récepteur est la marge d’évanouissement. C’est elle qui décide si la liaison résiste à la pluie, aux évanouissements et aux brouilleurs.

dBm

= 100 mW

dB
dBi
dB

Espace libre, obstacles, tout ce qui se trouve entre les antennes. L’outil FSPL donne la part en espace libre.

dBi
dB
dBm
Niveau reçu
−91,5 dBm
= 708 fW à l’entrée du récepteur
Marge d’évanouissement
−1,5 dB
sous la sensibilité, la liaison ne passe pas
EIRP
27,0 dBm
ce qui quitte l’antenne TX
−150−100−50050sensibilité −90,0 dBm20,0radio19,0câble TX27,0ant. TX−93,0trajet−91,0ant. RX−91,5entrée RXmarge −1,5 dBdiagramme de niveaux · de gauche à droite le long de la chaîneniveau du signal (dBm)EIRP 27,0 dBm

Chaque point est le niveau du signal en dBm après un étage de la chaîne : radio, câble TX, antenne TX, trajet, antenne RX, entrée du récepteur. La ligne descend à chaque perte et remonte à chaque gain. La ligne ambrée en pointillé est la sensibilité du récepteur, et l’accolade de droite mesure la marge d’évanouissement qui l’en sépare.

Reprend votre valeur d’affaiblissement telle quelle. Cet outil ne modélise pas le terrain.

Comment ça marche

  1. 01

    Commencer à l’émetteur, en dBm

    Mettez toute la chaîne en décibels. En dB, les multiplications et divisions des puissances linéaires deviennent des additions et des soustractions, et la liaison entière tient sur une ligne. Une radio de 20 dBm (100 mW) et une radio de 43 dBm (20 W) diffèrent de 23 dB, et de rien d’autre.

  2. 02

    Retrancher les pertes et ajouter les gains dans l’ordre de la chaîne

    Les pertes de câble et de connecteurs partent d’abord, puis le gain d’antenne s’ajoute. PTX − Lcâble + GTX donne l’EIRP qui quitte le pylône. À l’autre bout, la même opération se fait à l’envers. Ordres de grandeur : 0,5–3 dB de coaxial entre la radio et l’antenne, 8 dBi pour un petit panneau, environ 25 dBi pour une parabole de 40 cm à 5,8 GHz.

  3. 03

    Retrancher l’affaiblissement de parcours

    C’est le terme dominant, et le seul qui mérite vraiment de la précision. Il part de l’affaiblissement en espace libre, environ 120 dB pour 10 km à 2,4 GHz, puis croît avec la diffraction sur le relief, la traversée des bâtiments et de la végétation, et la pluie. Tous les autres postes du bilan pèsent quelques dB. Le trajet en pèse cent ou plus.

  4. 04

    Comparer à la sensibilité du récepteur

    L’écart entre le niveau reçu et la sensibilité est la marge d’évanouissement : Marge = PRX − Psensibilité. Les planificateurs visent en général 10–20 dB, car la pluie, les trajets multiples, le balancement des antennes et les brouilleurs la grignotent avec le temps. Une liaison avec 3 dB de marge tient par temps clair et tombe sous la pluie. Sous 0 dB, elle ne passe jamais.

Formules

Niveau du signal reçu
PRX = PTX − Lcâble TX + GTX − Ltrajet + GRX − Lcâble RX
  • PRX — puissance reçue à l’entrée du récepteur, dBm
  • PTX — puissance de sortie de l’émetteur, dBm
  • Lcâble TX, Lcâble RX — pertes de câble et de connecteurs, dB
  • GTX, GRX — gains d’antenne, dBi
  • Ltrajet — affaiblissement total entre les deux antennes, dB
Marge d’évanouissement
Marge = PRX − Psensibilité
  • Psensibilité — niveau exigé par le récepteur pour le débit visé, dBm
  • Marge — réserve en dB, la cible habituelle se situe entre 10 et 20 dB
EIRP (la moitié émission de la chaîne)
EIRP = PTX − Lcâble TX + GTX
  • EIRP (PIRE) — puissance isotrope rayonnée équivalente, dBm
  • le niveau qui quitte l’antenne, avant tout affaiblissement de parcours

Exemple de calcul

Une radio de 20 dBm, des antennes de 8 dBi et 2 dBi, 120 dB d’affaiblissement
  1. EIRP = 20 − 1 + 8 = 27 dBm
  2. PRX = 20 − 1 + 8 − 120 + 2 − 0,5 = −91,5 dBm
  3. Marge = −91,5 − (−90) = −1,5 dB
  4. → cette liaison ne passe pas : il manque 1,5 dB avant même tout évanouissement
  5. → ajouter du gain d’antenne ou de la hauteur, ou raccourcir le bond

FAQ

Quelle marge d’évanouissement viser ?
Pour une liaison terrestre, 10–20 dB sont la cible habituelle, 20 dB ou plus là où l’affaiblissement par la pluie compte (au-delà d’environ 10 GHz) ou lorsque la liaison doit tenir 99,99 % de disponibilité. Sous 10 dB, elle fonctionne par temps calme et sec, et tombe le reste du temps. Sous 0 dB, elle ne passe jamais.
Quelle différence entre l’EIRP et la puissance d’émission ?
La puissance d’émission est ce que la radio délivre à son connecteur. L’EIRP est ce que l’antenne semble rayonner dans son lobe principal : EIRP = PTX − Lcâble + GTX. Une radio de 20 dBm avec 1 dB de câble et une antenne de 8 dBi atteint 27 dBm EIRP, soit cinq fois la puissance dans l’axe du faisceau, avec la même radio.
Pourquoi un bilan de liaison s’écrit-il en dB ?
Parce qu’une liaison couvre une plage énorme. Entre un émetteur à 20 dBm et un récepteur à −90 dBm, il y a onze ordres de grandeur en puissance. Les décibels ramènent cela à des nombres à deux chiffres et transforment chaque multiplication en addition. La chaîne entière devient une somme vérifiable de tête.
Peut-on simplement augmenter la puissance d’émission ?
Seulement jusqu’à la limite réglementaire, qui plafonne la puissance rayonnée (EIRP) et non la radio : 20 dBm EIRP dans la bande 2,4 GHz de l’UE, 36 dBm pour le point à multipoint aux États-Unis. Et la puissance ne sert que dans un sens. Une station de base plus forte ne répare pas la liaison montante du terminal. Le gain et la hauteur d’antenne améliorent les deux extrémités à la fois.

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