Décibels, dBm et répétiteurs GSM : petit guide lexical et une méthode de calcul.

Utilisé également pour les répéteurs GSM, le décibel (dB) est une unité de mesure utilisée initialement en acoustique pour mesurer l'intensité sonore (d'après le nom de l'inventeur Alexander Graham Bell). A ce jour, le décibel est largement utilisé dans de nombreux domaines d'application et notamment dans le secteur des télécommunications, lorsqu'il s'agit de mesurer la puissance, le gain, la perte ur câble, le rendu énergétique d'une enceinte, l'intensité d'un signal entre différents standards audio ... etc.

1. 1. A propos de la puissance des amplificateurs GSM
2. 2. Comment calculer la puissance reçue par chaque antenne intérieure depuis l'amplificateur GSM ?
3. 3. A noter

En ce qui nous concerne, cette unité de mesure peut en particulier la puissance dun amplificateur GSM, c'est à dire exprimer l'amplification de puissance (en dBm) générée par le répéteur, soit la différence entre le niveau de sortie et le niveau d'entrée.

Elle peut également indiquer le niveau d'atténuation d'une ligne de transmission (un câble, par exemple, en dB), ou encore le gain d'un antenne (en dBi). Pour retrouver les information sur les antennes, leur gain, mais aussi leur directivité ou leurs caractéristiques de propagation lorsque connectées à un amplifictaeur GSM.

1. A propos de la puissance des amplificateurs GSM

• Prenons l'exemple d'un répéteur GSM très populaire, le répéteur GSM Rosenfelt RF E10S. Ce nom quelque peu robotique contient en fait une information très utile : le nombre, qui indique la puissance du répéteur en dBm (décibel milliwatt). Dans ce cas, la puissance du répéteur est donc de 10 dBm pour ce répéteur GSM 900 MHz.

D'expérience, nous savons aujourd'hui qu'un amplificateur GSM de 10 dBm peut couvrir un espace d'une surface maximale de 300 m². Cette surface doit s'entendre : pour diffusion sur le même plan et dans des conditions optimales (espace ouvert, sans obstacles, hors interférences). Ainsi 10 dBm suffisent parfaitement pour gérer une seule antenne intérieure.

• Que faire si j'ai une maison sur 2 étages et que je souhaite améliorer le signal de mon téléphone mobile partout ?

J'aurai donc besoin d'au moins 2 antennes interieures, donc j'ai besoin d'un amplificateur GSM assez puissant pour piloter ce système. L'amplificateur GSM Rosenfelt RF-ED13-H est parfait pour cet usage, car sa puissance de 13 dBm est suffisante pour alimenter deux antennes intérieures.

2. Comment calculer la puissance reçue par chaque antenne intérieure depuis l'amplificateur GSM ?

Dans notre large gamme, certains de nos répéteurs GSM atteignent une puissance de 23 dBm. Avec de telles machines, il est parfaitement possible d'avoir 6 à 12 et même plus d'antennes intérieures.

C'est la façon dont est conçu le système d'antennes intérieures (toute la partie intérieure de l'installation, située après le répéteur GSM) qui détermine la puissance apportée à chaque antenne. Contactez-nous pour des design particuliers, notre équipe vous assiste.

- Definissez le nombre d'antennes intérieures dont vous avez besoin pour profiter au mieux de votre amplificateur GSM.

En règle général, on considère une antenne intérieure par pièce. Cela peut varier selon la taille des pièces, leur forme, le type de matériau de construction des séparations entre les pièces... Cet autre article de notre blog vous explique tout très simplement.

Pour faire simple : comptez 1 antenne par pièce.

- Choisissez ensuite la puissance de l'amplificateur GSM 3G 4G qui conviendra pour le nombre d'antennes intérieures :

pour 1 antenne intérieure > amplificateur GSM de 10 dBm
pour 2 antennes intérieures > amplificateur GSM de 13 dBm
pour 3 antennes intérieures > amplificateur GSM de 15 dBm
pour 4 à 6 antennes intérieures > amplificateur GSM de 20 dBm
pour 8 à 10 antennes intérieures > amplificateur GSM de 23 dBm

- Choisir le répartiteur, et prendre en compte l'atténuation qu'il occasione à l'ensemble du système d'antennes intérieures de votre répéteur GSM.

En fonction du nombre d'antennes, il faudra un répartiteur avec nombre identique de sorties.Lorsqu'on utilise un répartiteur, le signal sortant est distribué également entre toutes ses sorties, minorée d'une perte liée précisément à l'aspect logarithmique du décibel (dB).

Ainsi, un répartiteur 2 voies induira toujours un perte de 3.2 dB sur chacune de ses sorties, tandis qu'un répartiteur 3 voies retranchera 5 dB à la puissance disponible en sortie. Quant au répartiteur 4 voies, il diminue chaque voie de sortie de 6 dB et finalement le répartiteur 6 voies qui diminuera sur chaque sortie -9.5dB.

Retrouvez cette information sur la fiche technique à télécharger ici, ou encore sur la page produit.

- Prenez en compte la longueur du câbles coaxial allant à chaque antenne depuis le répéteur GSM :

Par un phénome naturel en radio-électricité, faire cheminer un signal sur un câble le dégrade. Aussi, il est toujours bon de garder en tête qu'un câble devrait toujours rester le plus court possible.

Pour la perte dûe au câble coaxial, comptez en moyenne 0.1 dB de perte par mètre (ou encore -1 dB pour 10 m de câble coaxial). La valeur de perte évolue à la hausse ou à la baisse en focntion de la fréquence du signal transporté... mais ceci devient très technique. Considérez simplement -1 dB de perte par 10 m de câble, et votre calcul sera bon.

- Connaitre la puissance envoyée par l'amplificateur GSM à chaque antenne est maintenant très facile :

Regardez l'image ci-dessous.
Les différentes valeurs sont toutes connues. On peut donc maintenant procèder au calcul pour l'antenne n°3 dans notre exemple ci-dessous.

Puissance du répéteur - perte sur le répartiteur - perte sur le câble = puissance restituée à l'antenne.

Soit dans l'exemple ci-dessus 15 - 5 - 1.5 [soit 15m x 0.1 dB de perte par mètre ; cf. tableau] = 8.5 dBm
C'est donc bien 8.5 dBm de puissance qui atteindront l'antenne n°3 dans cette configuration d'un système d'amplificateur GSM à 3 antennes intérieures.

Comme l'illustre également cet exemple, le calcul doit être effectuée pour chaque antenne, d’autant plus si les longueurs de câbles sont différentes.
Pour autant que chaque antenne recoit entre 7 et 10 dBm, le système fonctionnera parfaitement.

3. A noter

• Si la puissance est inférieure, alors le signal de sortie est considéré un peu faible, et la couverture ne sera pas optimale.
  Mais le système fonctionne.
• En revanche, si la puissance est trop importante, il y a un risque que l'antenne exterieure de votre amplificateur GSM 3G 4G puisse capter le signal réamplifié.
  C'est un phénomène appelé auto-oscillation contre lequel votre amplificateur va se protéger automatiquement : le système s'arrête.
  ll faudra dans ce cas procéder à des ajustements sur votre installation d'amplificateur GSM.

Vous savez désormais comment procéder au calcul de la puissance pour chacune des antennes composant votre système d'amplificateur GSM 3G 4G. Cette introduction a pour but de vous faciliter les premières étapes dans l'élaboration de systèmes. A chaque fois qu'un point ou l'autre n'est pas clair, ou qu'un système plus complexe d'antennes est nécessaire pour votre projet contactez-nous: notre équipe de spécialistes est là pour vous aider.