Практичен водич за безжични врски ()

Со цел да ги поддржиме заинтересираните за изградба на WLAN, решивме во еден напис да собереме малку теорија и многу практични информации за брзата и ефикасна имплементација на безжичните мрежи кои работат во опсезите од 2,4 GHz и 5 GHz. (Стандард IEEE 802.11).

802.11a - во опсегот од 5 GHz: 5.150 - 5.350 GHz и 5.470 - 5.725 GHz, брзина на пренос до 54 Mbps;
802.11b - во опсег од 2.4 GHz: 2.4 - 2.483 GHz, брзина на пренос до 11 Mbps;
802.11g - во опсегот од 2,4 GHz: 2,4 - 2,483 GHz, брзина на пренос до 54 Mbps;

Мора да се разбере дека опсегот на безжична мрежа зависи од голем број фактори; можеме да влијаеме на само неколку од нив. Опсегот на безжична мрежа зависи од:

Значи, ако сакате да знаете кој е реалниот опсег на вашата мрежа, треба да соберете информации за факторите споменати погоре и потоа да извршите едноставни пресметки што ќе ви ги покажеме подоцна во ова упатство. .

Областа Френел е еден од најважните концепти поврзани со ширењето на електромагнетни бранови, неопходен за проценка на параметрите на која било радио врска. Тоа е област на интензивно дејство за пренос на електромагнетна енергија. Користејќи надолжен пресек, тој е претставен како елипса и ако се користи пресек, областа на Френел има форма на круг. Неговиот радиус е функција што зависи од растојанијата на антените до таа точка, со максимална вредност во средината на растојанието помеѓу антените. Тоа е важна област на просторот бидејќи најголемиот дел од енергијата на сигналот поминува низ оваа област Френел I.

dkm = d1km + d2km, е растојанието во km помеѓу половите
d1 км - растојание во км до првата антена
d2 км - растојание во км до втората антена

Должина на радио врска [км]

60% од радиусот на зоната Френел I (0,6R1 [m])

За подолги растојанија, ќе бидат потребни многу поточни пресметки, засновани на хипсографската крива на теренот земајќи ги предвид ефектите на рефракција и рефлексиите на повеќебранови бранови.

Еден од главните проблеми што се јавуваат при дизајнирање радио врска за надворешна употреба е пресметката на слабеењето помеѓу предавателот и приемникот. Моделот FSL може да се користи за оваа намена. Тоа е модел за пресметување на слабеењето на некои електромагнетни бранови што се шират во воздухот и започнува од следниве хипотези:

не постои пречка помеѓу предавателот и приемникот,
рефлектираните бранови не влијаат на приемникот,
првата област на Френел не е попречена,
надворешното мешање и бледнењето на сигналот не се сметаат.

Интензитетот на радио сигналот ќе се намали со растојанието на неговото ширење во атмосферата. Утврдувањето на слабеењето на радио сигналот е следниот чекор во процесот на дизајнирање.

Правилото 6dB вели дека удвојувањето на растојанието на ширење го зголемува слабеењето на сигналот за 6 dB. Правилото важи и обратно, односно преполовување на растојанието го намалува слабеењето за 6dB. Тоа е едноставно правило што може многу лесно да се запомни. Само запомнете дека во опсегот од 2,4 GHz, слабеењето од 1 км е 100 dB.

Значи, користејќи го правилото 6 dB, ќе добиеме за растојанија од 2, 4 и 8 км, придушувања од 106, 112 и 118 dB, соодветно. За 500 m, 250 m и 125 m, слабеењето ќе биде 94, 88 и секако 82 dB. Правилото од 6 dB може да се користи и за опсегот од 5 GHz и не само, но слабеењето во опсегот од 5 GHz на растојание од 1 km ќе биде 106 dB.

шема на размножување со блокирана област на Френел
модел на размножување, кој исто така го разгледува слабеењето на theидовите во внатрешноста на зградите

TSL [dBm] - ниво на сигнал на предавател (моќност на ТХ)
RSL [dBm] - ниво на сигнал на приемникот (моќност на RX)
FSL [dB] - слабеење на сигналот во атмосферата
GT [dBi] - добивка на антената што ја пренесува
GR [dBi] - добивка на антената за прием
CLT [dB] - слабеење на сигналот на кабелот и во приклучоците на предавателот
CLR [dB] - слабеење на сигналот на кабелот и во приклучоците на приемникот

Сигналот со висока фреквенција се пренесува преку предавателот при напојување со TSL [dBm] до антената, преку CLT слабеењето на кабелот [dB]. Антената го зрачи сигналот во форма на електромагнетни бранови и истовремено го концентрира на главниот лобус под аголот формиран од насоките во кои зрачената моќност е 3ДБ помала од максималната. Ова е добивка на антената GT [dBi]. Радио брановите се ослабуваат со FSL [dB] откако ќе поминат на растојанието помеѓу антените, d [km]. Антената примање ги претвора електромагнетните бранови во електричен сигнал што го засилува со факторот на добивка на антената GR [dBi]. Како и со преносот, сигналот се ослабува преку кабелот помеѓу антената и WLAN со вредност CRJ [dB] за конечно да се стигне до приемникот со нивото на моќност RSL [dBm].

Со цел да се обезбеди работа на радио-врската и во случај на намалување на моќноста на краткорочниот сигнал (флуктуации), треба да се разгледа дополнителен параметар наречен "Fade Margin" (FM). Типична вредност за овој параметар е 10 dB.

При избор на антени и опрема за WLAN, проверете дали тие го гарантираат посакуваното ниво на сигнал (-80 dBm). Само во оваа ситуација опремата ќе работи со полна брзина.

Антените со опсег од 2,4 GHz имаат типична добивка помеѓу 7 и 24 dBi. За овој фреквентен опсег, најчесто користени кабли се H-155 E1170, со слабеење од 49,6 dB/100 m и H-1000 E1192 со слабеење dB/100 21,5 m.

Кабли кои веќе работат со фреквенции од 6 GHz веќе се појавија на пазарот. Овие кабли (Tri-Lan 240 E1171 и Tri-Lan 400 WLL E1173) се препорачуваат за нови инсталации.

Повеќе детали за каблите што се користат со опрема за WLAN може да се најдат во статијата:
Користење на коаксијални кабли во системите WLAN

На пример: - сакаме да создадеме радио врска што работи на оптимални параметри (што е можно подобар) и во исто време да има опсег од над 2 км. Useе користиме опрема со излезна моќност од 18 dBm. Должината на кабелот за поврзување на уредот WLAN со антената е 7 m, што важи од двете страни на врската. Од табелата откриваме дека на овие параметри збирот на добивките "GT" и "GR" не смее да биде помал од 21,65 dB. Исто така, тука, гледаме дека за ова треба да користиме антени ATK8 A7120.

Опсег на радио врска [км]

Потребна вкупна добивка
радио врска

Тип на антена
се препорачува

Можеме да го прекршиме законот ако користиме антени со високи добивки?

Користењето антена од 10 dBi може да ги прекрши важечките регулативи и истовремено може да се прифати антена од 15 dBi. ?

Зошто некои компании препорачуваат 10 dBi антени, а други 15 dBi?

Одговорот на сите горенаведени прашања е тесно поврзан со вредноста на параметарот EIRP („Еквивалентна изотропски зрачена моќност“ - густината на моќноста што ја зрачи идеална антена без загуби во правец на максималното засилување на предметната антена). Во повеќето земји, максималната вредност на аматерскиот EIRP е 100 mW (20 dBm) во опсегот од 2,4 GHz, 200 mW на 5,150-5,250 GHz и 1 W (30 dBm) во 5,47-5,77 GHz. Сепак, треба да се забележи дека истата вредност на EIRP може да се добие на неколку начини, според формулите:

Сепак, нивото на излезна моќност не треба да се занемарува. Елементарната логика доделува подобра радио врска до поголема моќност. Но, во овој случај, логиката не успева. Нивото на моќност мора да биде димензионирано според локацијата на корисникот. Премногу моќ на емисија значи покривање на поголемо растојание отколку што е потребно. Сигналот може да се меша со другите соседни мрежи. Како што опсегот се зголемува, така се зголемува и можноста за напад на мрежата во пооддалечените области и со тоа е потешко прецизно да се открие.

Добивката на опремата што ја користат корисниците исто така мора внимателно да се избере. Клиентот што користи антена со голема добивка во близина на станицата за пренос, добива силен сигнал од една страна, но во исто време може да се меша со други мрежи, дури и со далечни, за време на преносот. Во суштина тоа ќе биде нов извор на бучава што ќе ги зголеми грешките во преносот или ќе ја намали брзината на врската доколку го користите истиот радио канал. Клиентските станици со умерено зголемување на антената ќе пристапат само до локалната мрежа и нема да предизвикаат проблеми со пречки.

*** Алатки за стегање за H-1000 и Tri-Lan 400
*** www.dipolnet.ro/eshop/items.php?category=1214&group=1254&subgroup=1266***

На инсталатерот ќе му треба и рачка за лемење.