Как рассчитать зону покрытия для Wi-Fi сети

Содержание

Как рассчитать зону покрытия для Wi-Fi сети

В калькуляторе просчитывается максимальное расстояние между точками, при котором достигается устойчивая связь. Запас по энергетике должен составлять не менее 20dB для сохранения устойчивой связи при резком ухудшении условий прохождения радиоволн. Если уменьшить требования к надежности и скорости обмена данными, то дальность связи увеличивается.

Расчет ведется при следующих условиях:

    • Предполагается, что антенны приемника и передатчика находятся в зоне оптической прямой видимости. В противном случае необходимо оценить дальность прямой видимости .
    • Расчет не учитывает дифракцию и рассеяние радиоволн на препятствиях, находящихся поблизости от пути распространения сигнала. Определить, какое пространство должно быть свободным вокруг воображаемой оси между антеннами можно при помощи калькулятора зоны Френеля.
    • Мощность передатчика можно найти в технических характеристиках оборудования. Если указана в mW, то используйте калькулятор mW -> dBm
    • Чувствительность приемника для 802.11g:
      6 Мбит/с: -90dBm
      9 Мбит/с: -84dBm
      11 Мбит/с: -85dBm
      12 Мбит/с: -82dBm
      18 Мбит/с: -80dBm
      24 Мбит/с: -77dBm
      36 Мбит/с: -73dBm
      48 Мбит/с: -72dBm
      54 Мбит/с: -72dBm
    • Потери в фидере зависят от его длины и частоты передаваемого сигнала. Можно рассчитать в онлайн калькуляторе потерь в коаксиальном кабеле .
    • Потери в ВЧ разъемах обычно составляют не более 0.5 — 1dB на коннектор.
    • Расчет справедлив для Wi-Fi сети работающей в инфраструктурном режиме, т.е. в режиме «клиент-точка доступа». Если же сеть работает в режиме Ad-Hoc, когда компьютеры взаимодействуют напрямую без применения точек доступа, то скорость соединения ограничена 11 Мбит/с.

Для устойчивой работы лучше установить хорошие антенны, а не повышать мощность передатчика.

Источник: http://3g-aerial.biz/onlajn-raschety/dopolnitelnye-raschety/wi-fi-most-tochka-tochka-raschet

Как определить дальность действия wi-fi?

Сложно найти не знающего о сети wi-fi человека. Это же можно сказать и о главном недостатке этого соединения. При всей доступности, дальность действия wi-fi небольшая, так как с трудом преодолевает преграды в виде обычной стены.

Возможности роутера

Продаваемые для создания домашней сети маршрутизаторы обязаны быть ограниченными по мощности не более 100 мВт. Реально найти в продаже около 50 мВт. В результате при полном отсутствии механических преград, дальность действия wi-fi способна распространяться в радиусе 150 м от точки доступа. В помещении же это значение уменьшается до 50, без перегородок. Так же на распространение сети влияют тип протокола.

Определяющие зону условия:

  1. мощность;
  2. протокол. 802.11a, 802.11b, 802.11g – наиболее часто встречающиеся типы. От них зависит чувствительность прибора к помехам;
  3. усиление антенн;
  4. характеристики кабелей антенны. Длина и затухание;
  5. наличие механических препятствий: перегородок, ограждений.

Многие роутеры не справляются и с помехами другого рода, например, микроволнами, осадками и даже туманом. Купив бытовой роутер, можно организовать сеть в радиусе одной квартиры или частного дома небольшого размера.

Если задача маршрутизатора ограничивается подключением к интернету для нескольких устройств, то этого хватит. Нередки случаи слабого сигнала и появления «мёртвых зон» даже в таких условиях. Виной тому всё те же помехи.

Проблема возникает, когда имеется потребность выйти за пределы 50-ти гарантированных метров. Например, установить беспроводное видеонаблюдение у входа в дом или у ворот.

Дальность действия wi-fi камеры от 50 метров окажется недостаточной для передачи качественного видео на компьютер или другое принимающее устройство.

Довольно слабые возможности штатных маршрутизаторов не ставят крест на идее использования wi-fi в решении более сложных задач. Решить проблему можно техническими средствами и без вмешательства дополнительных приборов.

Расширение зоны распространения сигнала с помощью технических средств

Способ №1 – для увеличения зоны сигнала используют вай фай роутер дальнего действия. Маршрутизатор мощностью около 1 Вт с возможным подключением антенн в состоянии обеспечить распространение wi-fi уже в километрах. Напомним, что официально использовать роутеры мощностью более 100 мВт запрещено без лицензии. Однако, в продаже их найти можно.

Способ №2 — организовать систему из нескольких роутерах или с помощью повторителей. Не придётся искать запрещённые приборы или устанавливать антенны. Но и не всегда есть возможность установить дополнительную точку доступа, даже беспроводную, на требуемом пути.

Есть ещё минус — это качество повторяемого сигнала. Во-первых, при использовании дополнительных точек роутеров оно будет хуже в два раза. Во-вторых, независимо от прибора дочерние сети будут исправно работать только при свободном эфире.

Способ №3 увеличить дальность действия роутера установкой эффективной антенны. Это вариант увеличить мощность сигнала без приобретения запрещённого маршрутизатора. Стоит заглянуть в технические характеристики антенны. Рынок предлагает варианты с коэффициентом усиления до 13 дБ.

Таким путём увеличиться площадь охвата, но появятся «мёртвые зоны». Плюс в том, что роутер хорошо также принимает сигналы от устройств. Это понадобится там, где подключается wi-fi камера, дальность действия которой тоже усиливается. Улучшить связь может не только более мощная антенна, но и несколько антенн на одном маршрутизаторе.

Ещё один тип роутера, который покрывает большую площадь — это двухдиапазонный с частотой 5 ГГц. Выигрывает за счёт работы на свободной частоте. Но помимо дороговизны ещё и подходит не ко всем гаджетам, камерам и другим устройствам.

Улучшение охвата сети с помощью правильной установки

Иногда достигнуть требуемого покрытия можно и без затрат на wi-fi передатчики дальнего действия, антенны и повторители.

7 способов увеличить зону действия:

  1. вертикальное положение антенны. В наклонном положении сигнал тратится на распространение в пол и потолок. Это скорее оптимизация установки, но подойдет на небольшое расширение покрытия;
  2. оптимальное расположение точки доступа. Последняя должна располагаться максимально близко к приёмнику или равноудалённо к нескольким;
  3. минимальное количество помех между маршрутизатором и устройствами. Либо убрать серьёзные преграды, либо расположить устройства так, чтобы между ними не было помех. Это сложно организовать;
  4. изменение режима роутера. Новый режим 802.11n имеет лучшие показатели распространения и качества сигнала. Неудобство заключается в невозможности подключиться к оборудованию с 802.11 B/G;
  5. изменение канала работы маршрутизатора. Делается это в настройках. Фактически этот способ частный случай третьего пункта. Поможет он только от интерференционных помех соседних сетей;
  6. усилить мощность. Речь идёт снова о настройках. Часто установлена только 75% мощности от возможной. Но изменив настройку до максимума, есть риск получить ухудшение качества сигнала;
  7. закрыть дорогу распространению сигнала в ненужную сторону. Здесь помогут содержащие металл материалы, которые не пропускают сигнал.

Некоторые из этих способов трудно выполнимы на практике. Если зеркало ещё можно перевесить, то железобетонную стену никуда не деть. Найти подходящее место точке доступа легко, но не факт, что там будет розетка. К тому же эти средства не очень эффективны, но не не слишком затратны и решают некоторые проблемы. В любом случае метод надо подбирать соответственно цели. Далее рассмотрим настройку сети при организации видеонаблюдения.

Настройка распространения сигнала для видеонаблюдения

Если говорить об устройстве наружной wi-fi камеры, то у распространения сигнала в зоне действия вай фай роутера будут две проблемы: площадь охвата и большое количество помех. Поэтому оптимальными вариантами будут использование сильной антенны и оптимизация расположения как роутера, так и камер.

Радиус действия wi-fi камеры также зависит от атмосферных явлений, поэтому эффективным вариантом представляется выносная антенна или расположение повторителя на улице. Это поможет не только усилить радиосигнал, но и избежать дополнительных помех: стен, перегородок и остальных преград в здании.

Обеспечить требуемое покрытие можно посредством мощного роутера. Но о недостатках его использования уже писалось выше. Хотя есть и уличное исполнение, которое сделает распространение сигнала эффективным, а в случае с видеонаблюдением качество передаваемой маршрутизатору информации крайне важно.

Из всех вышеописанных способов вряд ли будет достаточно ограничиться одним. Чтобы увеличить дальность вай фай камеры, а тем более нескольких, понадобится комбинировать два и более метода. В случае со съёмкой важно не только обеспечить связь между камерой и приёмником видео, но и установить стабильное соединение.

Дальность wi-fi зависит от технических характеристик точки доступа и её настроек. Особенность распространения беспроводной сети в том, что оно зависит от внешних факторов. В бытовых условиях бюджетный вариант обеспечивает небольшое покрытие. Для комфортного использования на крупных площадях и на дальние расстояния, придётся прибегнуть к разного рода ухищрениям. Последних, к счастью, не так уж и мало.

Источник: http://reckey.ru/besprovodnoe/dalnost-dejstviya-wi-fi/

Курсовая работа на тему “Математический расчет дальности Wi-fi сигнала”

Московский Государственный Институт Электроники и Математики

Кафедра Информационно Коммуникационные Технологии

Курсовая работа на тему

“Математический расчет дальности Wi-fi сигнала”

Студент группы С-64

Доктор технических наук, профессор

Оглавление

Как работает Wi-Fi 3

Пользовательский Wi-Fi 4

Методика и подход. 9

Практическая часть. 11

Как работает Wi-Fi

Для начала, разберемся в том, что же из себя представляет технология Wi-Fi. Технологией Wi-Fi называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам. Изначально устройства Wi-Fi были предназначены для корпоративных пользователей, чтобы заменить традиционные кабельные сети.

Для передачи данных Wi-fi использует диапазон частот СВЧ:

Сверхвысокочастотное излучение (СВЧ-излучение) — электромагнитное излучение, включающее в себя сантиметровый и миллиметровый диапазон радиоволн (от 30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 Ггц).

Радиоволна в процессе распространения в пространстве

занимает объем в виде эллипсоида вращения с

максимальным радиусом в середине пролета, который

называют зоной Френеля (рис. 1). Естественные (земля, холмы, деревья) и искусственные (здания, столбы) преграды, попадающие в это пространство, ослабляют сигнал.

попадающие в некоторый

объем вдоль линии распространения,

существенно ослабляют сигнал

Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды, до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн,

и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты, лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности (первой зоны Френеля), оказывают наиболее негативное влияние. При создании радиомоста между двумя сетями надо знать тот факт, что пространство вокруг прямой линии, проведённой между приёмником и передатчиком должно быть свободно от отражающих и поглощающих препятствий в радиусе, сравнимом с 0.6 радиуса первой зоны Френеля. Её размер можно рассчитать исходя из следующей формулы:

где r – радиус первой зоны Френеля, м;

f – значение частоты обмена, GHz;

D1 и D2 – расстояния до препятствия от передатчика и приемника, км.

Пользовательский Wi-Fi

Итак, выяснив как работает Wi-fi и какой тип радио-волн используется для передачи данных остановимся по подробнее на пользовательских стандартах. Стандарты wi-fi были разработаны Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers — международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике). Разделяют следующие виды пользовательских стандартов:

802.11 — Изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)

802.11b — Улучшения к 802.11 для поддержки 5,5 и 11 Мбит/с (1999)

802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)

802.11n — Увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g (сентябрь 2009)

802.11b/g/n

Центральная частотаБ (ГГц)

5 МГц между центральными частотами соседних каналов, исключая 14-й.
Каждый канал занимает полосу частот 20 МГц, поэтому в этом диапазоне невозможна одновременная работа более чем 3-х каналов без взаимного перекрытия.

В таблице ниже представлены опорные частоты и длины волн тринадцати актуальных для нас (принятых в Европе) каналов Wi-Fi диапазона 2,4 ГГц.

Сравнение стандартов IEEE 802.11

Макс. скорость передачи, Мбит/с

Поддержка скоростей передачи, Мбит/с

1, 2, 5.5, 6, 11, 12, 24

Опциональная поддержка скоростей передачи, Мбит/с

Число не перекрывающихся каналов

Расстояние и скорость передачи данных в помещении, метр @ Мбит/с

Расстояние и скорость передачи данных в пределах прямой видимости, метр @ Мбит/с

Рабочая частота, ГГц

Схема модуляции

Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM)

Широкополосная модуляция с прямым расширением спектра (DSSS)

Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM)

Wi-fi антенны

Внешние Wi — Fi антенны служат для усиления сигнала, что позволяет увеличить зону покрытия Wi-Fi сетей.

В основном распространены пассивные антенны — круговые (всенаправленные) и направленные. Основное различие – характер распространения волн антенной.

Круговая антенна излучает сигнал по кругу 360* (горизонталь) и зона покрытия имеет вид тороида.

Направленная антенна распространяет волны лишь на определенный сектор.

В остальном у антенн есть четыре основные характеристики, на которые нужно обратить внимание:

Поляризация – отражает специфику распространения радиоволн. Бывает горизонтальная(линейная) и вертикальная. При проектировании сети это необходимо учитывать при подборе антенн, поляризация обязательно должна совпадать.

HPBW по горизонтали – угол распространения вол по горизонтали. Для всех круговых антенн равен 360*. Для направленных Wi-Fi антенн значительно меньше.

HPBW по вертикали – угол распространения волн по вертикали. Обратите внимание на этот параметр при подборе антенн, т. к. при малом угле возможно возникновение мертвых зон.

Усиление – выражается в dBi и характеризует усиление сигнала. Чем больше dBi, тем на большем расстоянии можно установить связь с сетью.

Удлинительные провода для антенн – используются, если антенна удалена от точки доступа или сетевой карты. Особое внимание следует уделить разъемам, т. к. у разных производителей они могут различаться. Провода используются специальные СВЧ, длина проводов должна быть как можно меньше.

Децибелы

Уровень Wi-fi сигнала принято выражать в децибелах. Изначально мощность любого передатчика в настройках wi-fi точки/маршрутизатора выражается в милливатах. Раскроем понятие децибела:

Децибе́л — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений.

Децибел — десятая часть бела, то есть десятая часть десятичного логарифма безразмерного отношения физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную.

Децибел — это безразмерная единица, применяемая для измерения отношения некоторых величин — «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности и т. п.) или «силовых» (силы тока, напряжения и т. п.). Иными словами, децибел — это относительная величина. Не абсолютная, как, например, ватт или вольт, а такая же относительная, как кратность («трёхкратное отличие») или проценты, предназначенная для измерения отношения («соотношения уровней») двух других величин, причем к полученному отношению применяется логарифмический масштаб.

Подробно останавливаться на переводе милливат в децибелы не стоит. Уже придуманы специальные калькуляторы которые приводят эти единицы. Вот ссылка на один из них:

Так же следует отметить, что например у производителя d-link существует специальный калькулятор предназначенный на расчет дальности беспроводной связи в идеальном случае, для их оборудования:

http://www. *****/art/swf/wirecalc. swf

Методика и подход

Для того чтобы рассчитать дальность беспроводного канала связи нужно ввести некоторые понятия:

Без вывода приведем формулу расчета дальности. Она берется из инженерной формулы расчета потерь в свободном пространстве:

FSL (Free Space Loss) — потери в свободном пространстве (дБ); F — центральная частота канала, на котором работает система связи (МГц); D — расстояние между двумя точками (км).

FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:

где

Зависимость чувствительности

от скорости передачи данных

FSL вычисляется по формуле:

ñ температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;

ñ всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;

ñ рассогласование антенны, приемника, передатчика с антенно-фидерным трактом.

Параметр SOM обычно берется равным 10 дБ. Считается, что 10-децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета.

Центральная частота канала F берется из таблицы ниже:

Вычисление центральной частоты

Центральная частота (МГц)

В итоге получим формулу дальности связи:

Пользуясь всеми вышеперечисленными данными можно расчитать дальность wi-fi сигнала.

Практическая часть

Важное отступление: Сначала планировалось получить в децибелах цифру, которая соответствует затуханию при прохождении сигнала через препятствия. Но данная затея провалилась, т. к. не получилось установить причину по которой передатчик при фиксированном bitrate, например 54mbit, при выходе за границу зоны на которой может быть достигнута эта скорость, переключается на bitrate ниже (48mbit). Поэтому было решено получать результат в метрах.

Для проведения практических экспериментов было взято следующее оборудование:

1. wi-fi router ASUS WL500G Premium version 1

Мощность передатчика — 18dbm

Мощность антенны — 5dbm

2. netbook hp compaq mini 311

Мощность антенны — 5dbm

Рассчитаем дальность сигнала в идеальном случае:

В качесте рабочей частоты был выбран 13 канал f=2484 МГц, скорость 54MBpsпри которой чувствительность -66dbm.

Найдем суммарное усиление системы:

Y=18dbm + 5dbm + 4dbm + 66dbm — 1dbm — 1dbm = 95dbm

FSL = Y — SOM = 95 — 10 = 85

D= 10^(85/20 -33/20 — lg2472) = 10^-2,05 = 0,165 километров

В теории получилось, что приблизительная дальность действия wi-fi сигнала в нашем случае будет равна 165 метрам.

Проверим данные расчеты на практике.

В качестве полигона для исследований была выбрана следующая территория:

Маршрутизатор подключался к UPS и фиксировался в начальной точке. Вдоль дороги каждые 25 метров останавливался человек и производил замеры с помощью ноутбука. Вот результат замеров:

Как видно из таблицы, скорость 54mbps передатчик и приемник перестали поддерживать в промежутке 50 и 75 метрами, а конкретнее, переход на другую скорость был отмечен на расстоянии 55 метров.

Учитывая тот факт, что антенна у нас круговая, то полученное расстояние является радиусом действия, а диаметр действия, то есть дальность, равна 110 метрам.

Расхождение между теорией и практикой объясняется тем, что не все параметры были учтены, но это в нашем случае нормально и не критично.

Таким образом, можно говорить о том, что наш маршрутизатор обеспечивает скорость 54 mbps на расстоянии 110 метров.

Так же следует отметить тот факт, что на расстоянии больше чем 200 метров сигнал продолжает приниматься, но скорость передачи данных равна 1mbps. При такой скорости информация не может нормально передаваться.

Отталкиваясь от этого факта, попробуем посмотреть влияние железо-бетона на wi-fi сигнал:

Чтобы посмотреть как влияет такая преграда было решено использовать следующее здание:

На первом этаже здания был установлен наш маршрутизатор. Таким образом получалось что мы измеряем сигнал из «железо-бетонной коробки». Вот результаты измерений:

В этом случае скорость 54 мегабит перестала поддерживаться на расстоянии 20 метров. Таким образом радиус действия wi-fi сигнала на данной чкорости равен 40 метрам.

Замечание: Стоит так же обратить внимание на то, что толщина такой стены равна 10 сантиметрам.

Кирпичное помещение подобного рода пропускает сигнал на расстоянии 50 метров. К сожалению, толщину стены кирпича, зафиксировать не удалось.

Выводы:

Можно ли в этих условиях сформулировать универсальное руководство по выбору

места установки точки доступа? Скорее всего, нет, но некоторые базовые принципы,

обобщающие накопленный опыт, постараемся их назвать.

1. Расположите точки доступа и абонентов беспроводной сети так, чтобы количество преград между ними было минимально. Особенно следует стремиться к сокращению числа стен и перекрытий: каждая преграда уменьшает максимальный радиус зоны покрытия на 1–45 м.

2. Обратите внимание на угол между точками доступа (абонентами сети) и

протяженными препятствиями. Стена толщиной 0,5 м при угле в 45° для радиоволны эквивалентна стене с толщиной 1 м. Но если излучение приходит на нее под углом в единицы градусов, ее эквивалентная толщина будет на порядок выше! Заметим, что не все программы для планирования радиосетей в помещении учитывают этот нюанс. Наиболее предпочтительный и прогнозируемый по результатам вариант, когда

сигнал направляется под прямым углом к перекрытиям или стенам.

3. Строительные материалы влияют на прохождение сигнала по-разному: целиком металлические двери или алюминиевая облицовка сказываются негативно. Старайтесь также, чтобы между абонентами сети отсутствовали железобетонные препятствия.

4. Несмотря на высокую инерционность ПО мониторинга мощности сигнала, не пренебрегайте его помощью и позиционируйте антенну на лучший прием.

5. Творчески относитесь к размещению прилагаемых в комплекте многих PCI-адаптеров выносных антенн: «примагнитив» их к корпусу в неудачном месте, можно потерять до 25% дальности связи.

6. Удалите от абонентов беспроводных сетей, по крайней мере на 1–2 метра,

электроприборы, генерирующие радиопомехи: мониторы, электромоторы, с особым пристрастием отнеситесь к микроволновым печам и беспроводным телефонам диапазона 2,4 GHz.

Для типового жилья обеспечение требуемого покрытия, как правило, проблемой не является. Но если вы обнаруживаете неуверенную связь в пределах квартиры, попробуйте начать свои эксперименты, расположив точку доступа посередине условной линии, соединяющей наиболее удаленные комнаты, в которых необходима беспроводная сеть.

Если данных мер окажется недостаточно, то следует рассмотреть вариант с

применением комнатных всенаправленных и направленных антенн с увеличенным коэффициентом усиления.

Для ангаров, складов, залов, больших офисных помещений с малопоглощающими перегородками зачастую достаточно эффективным средством упрощения организации WLAN являются «потолочные» точки доступа, имеющие форму больших таблеток, в которых использованы антенны со специальной формой диаграммы направленности.

Источник: http://pandia.ru/text/77/132/931.php

Расчет зоны действия сигнала

Эта методика позволяет определить теоретическую дальность работы беспроводного канала связи, построенного на оборудовании D-LINK. Следует сразу отметить, что расстояние между антеннами, получаемое по формуле – максимально достижимое теоретически, а так как на беспроводную связи влияет множество факторов, получить такую дальность работы, особенно в черте города, увы, практически невозможно.

Для определения дальности связи необходимо рассчитать суммарное усиление тракта и по графику определить соответствующую этому значению дальность. Усиление тракта в дБ определяется по формуле:

По графику, приведённому на рисунке 3.1, находим необходимую дальность работы беспроводного канала связи.

Рисунок 3.1 – График для определения дальности работы беспроводного канала связи

По графику (кривая для 2.4 GHz) определяем соответствующую этому значению дальность. Получаем дальность равную

Без вывода приведём формулу для расчёта дальности. Она берётся из инженерной формулы расчёта потерь в свободном пространстве:

FSL (free space loss) – потери в свободном пространстве (дБ);

F – центральная частота канала на котором работает система связи (МГц);

D – расстояние между двумя точками (км).

FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:

Суммарное усиление = Мощность передатчика (дБмВт) + | Чувствительность приёмника (–дБмВт)(по модулю) | + Коэф. Уисления антенны передатчика + Коэф усиления антенны приёмника – затухание в антенно-фидерном тракте передатчика – затухание в антенно-фидерном тракте приёмника – SOM

Для каждой скорости приёмник имеет определённую чувствительность. Для небольших скоростей (например, 1-2 мегабита) чувствительность наивысшая: от –90 дБмВт до –94 дБмВт. Для высоких скоростей, чувствительность намного меньше.

В зависимости от марки радио-модулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной.

SOM (System Operating Margin) – запас в энергетике радиосвязи (дБ). Учитывает возможные факторы отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:

· температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;

· всевозможные погодные аномалии: туман, снег, дождь;

· рассогласование антенны, приёмника, передатчика с антенно-фидерным трактом.

Параметр SOM берётся равным 15 дБ. Считается, что 15-ти децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета.

В итоге получим формулу дальность связи:

Другое по теме:

Проектирование линзовых антенн
Линзовой антенной называют совокупность электромагнитной линзы и облучателя. Они относятся к антеннам оптического типа и используются, как правило, в диапазоне сантиметровых и дециметровых волн для создания достаточно узких диаграмм направленнос .

Источник: http://www.techproof.ru/prunids-889-1.html

Методика расчета координаты заданной зоны покрытия для беспроводной сети внутри помещений, сооружений для произвольного луча сканирующего от источника излучения до приемника Текст научной статьи по специальности « Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Чугунов А.В.

Предложен и описан алгоритм расчета координаты заданной зоны покрытия беспроводной сети внутри помещений, в основе которого лежит метод трассировки лучей . Данный метод, несмотря на свою высокую точность, несет большие аппаратные затраты. Задачей алгоритма является уменьшение аппаратных затрат при расчете зон покрытия таким образом, чтобы точность получаемых данных была по-прежнему высокой. Результаты работы алгоритма были сопоставлены с данными экспериментальных измерений и находятся в хорошем соответствии.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Чугунов А.В.

CALCULATING THE COORDINATE FOR THE INDOOR WIRELESS COVERAGE WITH THE ARBITRARY BEAM SCANNING FROM THE RADIATION SOURCE TO THE RECEIVER

The paper suggests and describes an algorithm for calculating the coordinates of a given zone in a wireless network inside buildings, based on the ray tracing method. Despite its high accuracy, the method involves large hardware costs. The purpose of the algorithm is to reduce hardware costs when calculating the coverage , so that the accuracy of the data remained high. The results of the algorithm were compared with the experimental measurements and are consistent.

Текст научной работы на тему «Методика расчета координаты заданной зоны покрытия для беспроводной сети внутри помещений, сооружений для произвольного луча сканирующего от источника излучения до приемника»

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КООРДИНАТЫ ЗАДАННОЙ ЗОНЫ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ, СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО ЛУЧА СКАНИРУЮЩЕГО ОТ ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ДО ПРИЕМНИКА

Предложен и описан алгоритм расчета координаты заданной зоны покрытия беспроводной сети внутри помещений, в основе которого лежит метод трассировки лучей. Данный метод, несмотря на свою высокую точность, несет большие аппаратные затраты. Задачей алгоритма является уменьшение аппаратных затрат при расчете зон покрытия таким образом, чтобы точность получаемых данных была по-прежнему высокой. Результаты работы алгоритма были сопоставлены с данными экспериментальных измерений и находятся в хорошем соответствии.

IEEE 802.11, зона покрытия, метод трассировки лучей, архитектурные планы здания, лучи сканирования, уровень сигнала

CALCULATING THE COORDINATE FOR THE INDOOR WIRELESS COVERAGE WITH THE ARBITRARY BEAM SCANNING FROM THE RADIATION SOURCE TO THE RECEIVER

The paper suggests and describes an algorithm for calculating the coordinates of a given zone in a wireless network inside buildings, based on the ray tracing method. Despite its high accuracy, the method involves large hardware costs. The purpose of the algorithm is to reduce hardware costs when calculating the coverage, so that the accuracy of the data remained high. The results of the algorithm were compared with the experimental measurements and are consistent.

IEEE 802.11, coverage, rays transgression method, architectural plans of the building, scanning beams, the signal level

В настоящее время идет непрерывный рост доли беспроводных технологий в передаче сетевого трафика. Основной технологией построения беспроводных локальных сетей является семейство стандартов IEEE 802.11, имеющее более известное коммерческое название — Wi-Fi. Для увеличения мобильности бизнеса и производственных процессов повсеместно внедряются беспроводные локальные сети (WLAN). Wi-Fi сети легко развернуть в небольших помещениях, обычно при этом используется одна точка доступа. Примерами таких сетей являются домашние WLAN, а также беспроводные сети малого бизнеса. Однако при создании крупной корпоративной беспроводной сети архитектор сталкивается с рядом проблем. Семейство стандартов IEEE 802.11 работает частотах 2,4 и 5,1 ГГц, на них имеет место сильное поглощение радиосигнала средой и вместе с низкой мощностью точек доступа радиус их действия даже на открытой местности не превышает 70 м. В офисных и производственных помещениях, имеющих сложную конфигурацию межкомнатных перегородок, материалы которых обладают разными значениями комплексной диэлектрической проницаемости, определить зону покрытия без ее моделирования представляется довольно сложным процессом с большими временными затратами. Не используя программное моделирование, единственным способом определения области действия сети является измерение уровня радиосигнала с помощью специального оборудования во всех помещениях, в которых должна работать WLAN. Построение корпоративных беспроводных сетей подразумевает создание зоны покрытия большой площади, и, как следствие, измерение уровня сигнала экспериментальным путем для одной ТД не даст желаемого результата. Производить же ручные измерения для десятков и сотен беспроводных роутеров очень затратно как по времени, так и по финансам. Основываясь на этом, весьма актуальным является формирование специализированных алгоритмов программ, которые могут быть внедрены в САПР, дающие возможность на базе чертежей планов здания сделать оценку характера распространения электромагнитных волн и выбрать оптимальные местоположения ТД. Существующие на сегодня программы характеризуются большой’ погрешностью в вычислениях, или в их вычислениях идет потребление огромного количества ресурсов [1].

Целью данной работы является создание алгоритма расчета зон покрытия беспроводных сетей семейства стандартов IEEE 802.11 внутри помещений со сложной конфигурацией перегородок с точностью получаемых данных, близкой к экспериментальным замерам.

Для разработки модели распространения сканируемых лучей используем в своей основе метод трассировки лучей [2-6]. Главным достоинством метода является то, что модели, построенные на этом методе, достаточно точные, но несут довольно большие аппаратные затраты — высокую стоимость вычислений. Задачей данного алгоритма является оптимизация модели трассировки лучей для уменьшения стоимости вычислений. Исходными данными выбран одинарный сканирующий луч произвольной длины с углом сканирования, равным 15 градусов, заданы расстояние до препятствия, его толщина, комплексная диэлектрическая проницаемость материала и угол падения на отражающую поверхность препятствия на каждом из 24 сканируемых лучей, а также заданы зоны покрытия,

для которых производится расчет. В основу алгоритма положен принцип расчета потерь при распространении радиоволны с шагом приращения 0,01 м до момента совпадения расчетных значений потерь со значением заданной зоны с последующей записью координаты определенной зоны в таблицу результатов расчета. По этому принципу рассчитываются все последующие лучи сканирования. Расчет уровня сигнала в алгоритме производится по формуле общих потерь распространении радиосигнала [7]:

Ьоб[((Вт\ = 10 • 1д^^[(Вт\+10[(В\ + Т[(В\, (1)

где Рт — мощность передатчика источника излучения; Р0 — опорная мощность; Ь0 — потери в свободном пространстве; Т — комплексный коэффициент передачи;

где 1 — длина волны излучения, 1 = 12,-10-2 м; й — расстояние до препятствия. Формула расчета коэффициента передачи [8, с. 15]:

Т = 1-кСс2’е(-1″() (коэффициент передачи), (3)

где й — толщина строительного материала; ^ — коэффициент диэлектрической проницаемости материала препятствия; 0 — угол падения луча сканирования на поверхность препятствия;

= ( п+ Р) (круговая поляризация), (5)

3п = (С°5 Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Источник: http://cyberleninka.ru/article/n/metodika-rascheta-koordinaty-zadannoy-zony-pokrytiya-dlya-besprovodnoy-seti-vnutri-pomescheniy-sooruzheniy-dlya-proizvolnogo-lucha

Радиус действия домашнего Wi-Fi роутера

Радиус действия Wi-Fi роутера

Дальность Wi-Fi роутера стандарта 802.11n, со штатной антенной (усиление порядка 5 дБи) примерно равняется сто пятьдесят метров в условиях местности без преград и в помещении — 50 м. Но такие препятствия, как кирпичные стены и металлические элементы могут уменьшить радиус действия более чем на 25%. Для стандарта 802.11a/ac используются частоты выше, чем для стандартов 802.11b/g, поэтому он более чувствителен к различным препятствиям. Кроме того, на радиус действия Wi-Fi сетей стандарта 802.11b или 802.11g сильно влияют помехи от микроволновых печей. Даже листва деревьев сильное препятствием, т.к. содержит воду, которая поглощает микроволновое излучение данного диапазона. Например, проливной дождь ослабляет сигнал в диапазоне 2.4 ГГц до 0.05 дБ/км, густой туман — 0.02 дБ/км, а лес (густая листва, ветви) — до 0.5 дБ/метр.

Выбрав вай фай роутер (о том, как правильно это сделать мы писали здесь), радиус действия можно приблизительно рассчитать с помощью специального калькулятора, предназначенного для оборудования D-Link, но примененные там формулы и методика подойдут для любого другого.

Если создавать радиомост между двумя сетями, то нужно учитывать, что пространство вокруг прямой линии, проведённой от приёмника к передатчику должно быть свободно от поглощающих и отражающих препятствий в радиусе, равным 0.6 радиуса первой зоны Френеля.

В реальных условиях уровень сигнала на различном расстоянии от передающего устройства можно измерять специальным устройством (Wi-Fi детектором).

Если нужно увеличить дальность, Wi-Fi роутер можно объединить в цепь из нескольких роутеров или беспроводных точек доступа, или заменить штатные антенны на более мощные. В этой статье мы уже писали, как можно увеличить дальность и усилить сигнал Wi-Fi роутера.

Купить Wi-Fi роутер по лучшей цене с максимальным параметром дальности действия можно в интернет-магазине Ruba Technology. Обратитесь за консультацией к нашим специалистам, чтобы подобрать оборудование, которое будет максимально соответствовать требованиям сети.

Хотите точно узнать радиус действия WiFi роутера из нашего каталога — свяжитесь с нашими менеджерами через форму обратной связи, по телефону или e-mail. Мы являемся официальными дилерами представленных брендов и сможем вас проконсультировать и расчитать показатели индивидуально.

  • Wi-Fi
  • , роутер
  • Источник: http://wifi.kz/articles/radius-wi-fi-routera/

    Новый образ Heatmaps — программы для измерения покрытия Wi-Fi

    Команда дизайнеров из студии Astragalo Studio представила нам свои идеи по улучшению имиджа Acrylic Heatmaps, программы для легкого измерения покрытия Wi-Fi для Windows с помощью любого Wi-Fi адаптера.

    Благодаря новому дизайну станет более очевидно, какую версию программы вы собираетесь запустить, что позволит избежать путаницы :).

    Acrylic WiFi HeatMaps — профессиональная программа для измерения покрытия сетей Wi-Fi

    Acrylic WiFi Heatmaps — это программа для анализа беспроводных сетей, позволяющая измерять покрытие сети Wi-Fi, генерировать карты покрытия Wi-Fi и определять пути улучшения производительности сети путем изменения позиции точек доступа (AP), мощности сигнала или антенн.

    В версии 1.1, запуск которой планируется на этой неделе, запланировано множество улучшений, безусловно самым заметным из которых станет изменение логотипа и значков программы.

    Увеличьте производительность и зону покрытия Wi-Fi
    Скачайте пробную версию самой современной программы для инспектирования сети

    Acrylic WiFi Free — Сниффер Wi-Fi

    Acrylic WiFi — это бесплатная программа для анализа сетей Wi-Fi для Windows, которая работает с большинством из доступных на рынке Wi-Fi USB-адаптеров и позволяет узнать, кто подключен к вашей Wi-Fi сети, захватывать сетевой трафик, идентифицировать беспроводные сети и случаи наложения сигналов, в наглядной форме оценивать покрытие Wi-Fi и просматривать список точек доступа и других устройств в непосредственной близости к вашему оборудованию.

    Логотип версии Free не изменился, так же как и сама программа, которая осталась бесплатной.

    Проанализируйте вашу сеть Wi-Fi
    Скачайте наш бесплатный анализатор сетей Wi-Fi для Windows

    Acrylic WiFi Professional — Анализатор Wi-Fi трафика

    Acrylic WiFi Professional — это настоящий «швейцарский нож» для сетей Wi-Fi. Это инструмент для расширенной диагностики беспроводных сетей и обнаружения проблем. Программа обладает продвинутыми диагностическими функциями, такими как встроенный Wi-Fi сниффер, просмотр находящегося поблизости беспроводного оборудования, включая устройства, не подключенные в данный момент к сети, а также, отображение информации о производительности, максимальной поддерживаемой скорости и о количестве потерянных из-за ошибок соединения пакетов.

    Профессиональную версию программы можно протестировать в течение некоторого времени без каких-либо ограничений.

    Проанализируйте вашу Wi-Fi сеть
    Скачайте наш бесплатный анализатор Wi-Fi сети для Windows

    Напишите нам по почте или в Twitter, что вы думаете о новом имидже и возможностях нашего программного обеспечения для оценки покрытия Wi-Fi сетей. Подписывайтесь на обновления в нашем блоге или в Twitter. Если у вас возникли вопросы или какие-либо трудности при загрузке или использовании пробной версии программы, мы будем рады вам помочь.

    Источник: http://www.acrylicwifi.com/ru/blog/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9-%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7-heatmaps-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D1%8B-%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD/

    Какой купить репитер 3G и как рассчитать зону покрытия?

    3G – это беспроводная связь третьего поколения. Скорость передачи данных может достигать десятки мегабит, в отличие от сетей GSM, где скорость достигает не более 0,24 Мбит/сек.

    Два основных стандарта 3G в России – это UMTS 900 и UMST 2100. Все современные 3G модемы и телефоны поддерживают оба стандарта. UMTS 2100 – из-за высокой частоты базовых станций имеет достаточно маленький радиус покрытия. Поэтому преимущественно действует в густонаселенных пунктах и городах.

    Детально посмотреть какие конкретно частоты используются в стандартах сотовой связи можно ТУТ.

    Для правильного подбора репитера 3G необходимо определить:

    1. какой стандарт 3G используется оператором в месте установки репитера,
    2. необходимо сделать замер уровня 3G сигнала.

    Измерение уровня 3G сигнала и определение стандарта UMTS900 или UMTS2100

    Эти измерения можно сделать практически любым телефоном или модемом, активировав функцию Netmonitor.

    В нашем случае мы использовали телефон Samsung Galaxy Mini с операционной системой Android.

    Для активации меню набираем *#0011# и видим на экране инженерное меню.

    Красной рамкой выделено значение соответствующее полосе частот. Если это значение находится в этом диапазоне чисел 10562-10838 – то это UMTS 2100, если в диапазоне 2937-3088 – то UMTS 900. Зная это значение, мы уже можем определить из какой группы репитеров выбирать Picocell 900 или Picocell 2000.

    Внутри желтой рамки – уровень 3G сигнала. В нашем случае уровень сигнала -72 dBm. Основная задача – это опираясь на динамически меняющиеся значение уровня сигнала, найти точку самого лучшего приёма сигнала от базовой станции для расположения внешней антенны. Если это загородный дом, то антенну лучше всего ставить на самую крышу, а не фасад. Если это офис, то необходимо померить сигнала из окон со всех сторон и определить место наилучшего приёма 3G сигнала.

    Вопрос уровня сотового сигнала подробно рассмотрен в «учебнике по установке GSM репитеров». Правда замечено, что для сетей 3G более мягкие условия приёма сигнала, например при уровне в -92 dBm 3G модем выдает скорость до 3Мбит в сек.

    Расчет зоны покрытия от системы усиления сотовой 3G связи

    Вариант №1:

    В нашем первом примере используем репитер Picocell 2000 SXB, внешняя антенна – AL-800/2700-8 и внутренняя антенна AP-800/2500-7/9ID.

    Весь просчет системы это элементарная арифметика: коэффициенты усиления идут со знаком «+», затухания в кабеле и делителях – со знаком «-».

    Красным цветом выделено значение уровня 3G сигнала, которое мы померили телефоном в точке предварительной установки антенны. В нашем случае это -62 dBm. Коэффициент антенны, согласно паспорту изделия, равен 8 дБ. Соответственно, с выхода антенны получаем -62+8=-54 дБ. При этом коэффициент усиления это максимальное значение, в реальности может оказаться меньше, т.к. во многих случаях сигнал приходит на антенну отраженным.

    Затухания в кабеле считается тоже очень просто. Зная марку кабеля, смотрим по графику затухание дБ на 100 метрах кабеля при определенной частоте. В нашем случае это кабель 8D-FB на частоте 2100 МГц. Графики можно посмотреть ТУТ. На 100 метрах теряется 23 дБ, то есть на 1м кабеля теряется 0.23 дБ. Допустим у нас 9 метров от антенны до репитера, получаем 9*0.23 = 2 дБ.

    У нашего репитера Picocell 2000 SXB максимальный Ку = 55 дБ. С выхода репитера получаем -56+55=-1 дБ.

    В данном примере мы внутреннюю антенну напрямую подключили к выходу репитера и соответственно затухание между репитером и антенной отсутствует.

    Ку внутренней антенны = 9 дБ. На выходе мы получаем -1+9=8 дБм.

    По нашей таблице мы переводим значение из дБм в мВт:

    Получается, что на выходе внутренней антенны 6,4 мВт. Далее, чтоб получить ориентировочную площадь покрытия от антенны, это значение помножаем на коэффициент 4, который получен опытным путём и используется для упрощения расчета системы: 6.4*4=25,6 кв.м.

    Вариант №2:

    Абсолютно та же схема, но сигнал в точке установки внешней антенны не -62, а -75 дБм! На выходе с внутренней антенны будет сигнал не +8 дБм, а -5дБм. По таблице получаем на выходе менее 1 мВт. Далее, помножая на 4, получим площадь около 1 кв.м.! При этом надо понимать, что -75 дБ – это хороший сигнал на все 5 палочек на телефоне, но для данной модели репитера слишком мал.

    Вариант №3:

    Та же схема, тот же входной сигнал, как во втором варианте: – 75 дБм, но репитер Picocell 2000 SXB заменили на Picocell 2000 B60, у которого Ку = 65 дБ и максимальная выходная мощность 100 мВт. Проделав аналогичные расчеты, получим с выхода внутренней антенны 5дБм, что соответствует 3,2 мВт мощности. Рассчитываем площадь покрытия 3,2*4=13 кв.м. Также получается достаточно маленькая площадь покрытия.

    Вариант №4:

    Теперь рассмотрим вариант установки репитера 3G Picocell 2000 B60 в черте города, где сигнал на улице достаточно сильный:

    На выходе первой антенны А1: получается +15 дБм = 32 мВт, на выходе А2: +17 дБм = 50 мВт и на выходе А3: +20 дБм = 100 мВт. Теперь помножаем эти значения на 4 и получаем примерные площади покрытия от каждой из антенн: S1=32*4=128 кв.м., S2=50*4=200 кв.м., S3=100*4=400 кв.м. Суммарная площадь всех антенн: S=S1+S2+S3=728 кв.м.

    Для чего нужен 3G бустер?

    Бустер (booster) в переводе с английского «усилитель», но в нашей терминологии называем его «умощнителем». Picocell 2000 BST имеет Ку=40 дБ и максимальную выходную мощность 2000 мВт. Когда бустер подключается последовательно после репитера — их коэффициенты усиления складываются, а максимальная выходная мощность остается как у бустера. Например, Picocell 2000 B60 + Picocell 2000 BST = 65 + 40 = 105 дБ! Такой высокий коэффициент усиления дает возможность усиливать 3G сигнал на удаленных от базовой станции дистанциях.

    В городе использовать Picocell 2000 SXB вместе с бустером Picocell 2000 BST для покрытия больших офисов или бизнес-центров достаточно актуально. Но на дальних дистанциях 10 мВт в UpLink`е на выходе Picocell 2000 SXB может не хватить, чтоб «дотянуться» до базовой станции.

    Источник: http://www.exclusive-comfort.ru/buyer/article/kakoy-kupit-repiter-3g-i-kak-rasschitat-zonu-pokrytiya/

    Нужна ли внешняя антена Wi-Fi роутеру?

    Беспроводные сети стандартов IEEE-802.11 получают всё большее распространение. Однако, многие пользователи и системные администраторы сталкиваются с проблемами покрытия своего офиса или дома уверенной связью.

    Чем хуже качество приёма сигнала на компьютере клиента, тем на меньшей скорости будет установлено соединение. А это означает, что вы совершенно бесплатно теряете скорость, которая могла бы быть и выше.

    Другая проблема — обеспечение устойчивой связью пользователей на большом расстоянии от точки доступа. И в том и в другом случае перед системным пользователем появится вполне конкретная задача: надо сделать так, чтобы сигнал принимался увереннее и с максимально возможным уровнем.

    Казалось бы, для этого достаточно лишь найти сетевой адаптер или точку доступа с увеличенной мощностью — и проблема будет решена. Но в случае с беспроводными сетями мы имеем дело с радио эфиром, использование которого строго регламентируется законодательствами соответствующих стран. У нас, в Рф, для беспроводных сетей определён диапазон частот 2400 — 2483.5 МГц, в котором могут работать передатчики мощностью не больше 100 мВт.

    WI-FI антенны для беспроводных систем

    Ошибочно полагать, что передающая антенна может усиливать сигнал.

    Обычная пассивная антенна при передаче сигнала лишь направляет спектр в определённом направлении и за счёт своей площади обеспечивает более уверенный приём.

    Антенна работает подобно световому отражателю в фонарях. Она направляет свет в заданном направлении.

    Например, вам надо охватить уверенным сигналом большое помещение. Простым решением будет разместить точку доступа в центре помещения, но к сожалению это может быть связано с техническими трудностями.

    Намного проще установить точку доступа в одном из углов комнаты и направить сигнал в противоположный угол. Для этого вам потребуется направленная антенна, которая не будет посылать сигнал в стенку за собой, где он никому не потребуется, зато распределит спектр по площади с большей эффективностью.

    Тем не менее, одна из основных характеристик антенны — её коэффициент усиления, выраженный в децибелах.

    Коэффициент усиления такой антенны — это отношение мощности сигнала излучённого в определённом направлении к мощности сигнала, излучаемого идеальной не направленной антенной.

    Необходимо отметить, что коэффициент усиления характеризует направленность сигнала, а не увеличение выходной мощности по отношению к входной (как это может показаться из названия), поэтому данный параметр часто ещё называют коэффициентом направленного действия.

    Этот параметр напрямую связан с диаграммой направленности антенны.

    Из любой штырьковой ненаправленной антенны можно сделать направленную, для чего достаточно установить отражающий экран. Для этого пойдёт как лист фольги, так и простая жестяная банка. Но это неэтично, неэстетично и не идеально.

    Промышленностью сегодня выпускаются достаточно антенн для различного применения в беспроводных сетях. Могут потребоваться антенны для установки на улице или в помещении. Всё зависит от ваших требований.

    Конечно, если есть необходимость осуществить покрытие вашего двора или площади перед офисом, вам потребуется антенна для внешней установки. Такие антенны имеют крепкий водонепроницаемый корпус, защищённый от непогоды, порывов ветра и температурных перепадов. Такие антенны имеют мощные скобы для крепления на мачты или кронштейны и крепкие закрытые контакты.

    Внутренние антенны не защищены от воды, чая и кофе. Они компактно устанавливаются рядом с вашим монитором, на тумбочке или на системном блоке. Такие антенны крайне удобны, если ваш системный блок стоит под столом, где существенная часть сигнала от антенны встроенного сетевого контроллера будет гаситься. Чтобы повысить скорость беспроводной сети, потерянную из-за плохого качества сигнала, такую антенну надо устанавливать как минимум на рабочем столе или крепить на стену.

    Направленные антенны это самый распространённый тип Wi-Fi антенн. Такие антенны, как мы уже сказали, отлично подходят для организации сети по типу точка-точка. Если ваш компьютер должен соединяться только с точкой доступа или с другим компьютером, используйте направленную антенну. В офисе или дома вы можете такой антенной «пробить» непробиваемые стены, направить сигнал от принтера на компьютер или расширить Wi-Fi на сад вашего дачного участка.

    Направленные антенны — идеальный вариант для связи двух точек по беспроводной сети Wi-Fi. Например, вы и ваш друг живёте в соседних домах, окна которых смотрят друг на друга. Чтобы соединиться по беспроводной сети, вам потребуется две направленных антенны, «смотрящих» строго друг на друга. Расстояние, на которое может передаваться сигнал, зависит лишь от коэффициента усиления вашей антенны. Некоторые энтузиасты могли передать сигнал на несколько десятков километров, так что для двух домов, находящихся в пределах видимости, соединиться по Wi-Fi будет намного проще.

    Всенаправленные антенны — это основной тип антенн, используемый в оборудовании для беспроводных сетей.

    Всенаправленные антенны равномерно покрывают территорию во всём радиусе действия. Если в вашем офисе установлен Wi-Fi принтер, к которому вы собираетесь дать доступ всем гостям с ноутбуками, которые могут находиться в переговорной, в приёмной, в столовой или где-нибудь ещё, на принтере должна быть установлена всенаправленная антенна. В то же время, если вы хотите установить на крыше дома Wi-Fi передатчик, чтобы дать доступ к сети соседним домам, гаражам и летним беседкам, вам нужна именно такая антенна.

    Как правило, всенаправленные антенны представляют собой штырь, устанавливаемый вертикально. Этот штырь распространяет сигнал в плоскости, перпендикулярной своей оси. Так называемые, вертикальные всенаправленные антенны.

    При выборе антенны необходимо узнать диаграмму её вертикальной и горизонтальной поляризации. Она покажет, как антенна распространяет сигнал в вертикальной и горизонтальной плоскости и вы сможете рассчитать мёртвые зоны и зоны неуверенного приёма исходя из положения антенны в офисе или дома.

    Практические способы увеличть радиус действия WiFi роутера

    • Установить антенны WiFi роутера в вертикальное положение

    Излучение точки доступа в пространстве представляет собой не сферу, а тороидальное поле, напоминающее по форме бублик. Чтобы покрытие WiFi в пределах одного этажа было оптимальным, радиоволны должны распространяться в горизонтальной плоскости — параллельно полу. Для этого предусмотрена возможность наклона антенн.

    Антенна — ось «бублика». От ее наклона зависит угол распространения сигнала. При наклонном положении антенны относительно горизонта, часть излучения направляется вне помещения: под плоскостью «бублика» образуются мертвые зоны. Вертикально установленная антенна излучает в горизонтальной плоскости: внутри помещения достигается максимальное покрытие.

    На практике: Установить антенну вертикально — простейший способ оптимизировать зону покрытия WiFi внутри помещения.

    • Разместить роутер ближе к центру помещения

    Очередная причина возникновения мертвых зон — неудачное расположение точки доступа. Антенна излучает радиоволны во всех направлениях. При этом интенсивность излучения максимальна вблизи маршрутизатора и уменьшается с приближением к краю зоны покрытия. Если установить точку доступа в центре дома, то сигнал распределится по комнатам эффективнее.

    Роутер, установленный в углу, отдает часть мощности за пределы дома, а дальние комнаты оказываются на краю зоны покрытия. Установка в центре дома позволяет добиться равномерного распределения сигнала во всех комнатах и минимизировать мертвые зоны.

    На практике: Установка точки доступа в «центре» дома далеко не всегда осуществима из-за сложной планировки, отсутствия розеток в нужном месте или необходимости прокладывать кабель.

    • Обеспечить прямую видимость между WiFi роутером и клиентами

    Частота сигнала WiFi — 2,4 ГГц. Это дециметровые радиоволны, которые плохо огибают препятствия и имеют низкую проникающую способность. Поэтому радиус действия и стабильность сигнала напрямую зависят от количества и структуры препятствий между точкой доступа и клиентами.

    Проходя через стену или перекрытие, электромагнитная волна теряет часть энергии. Величина ослабления сигнала зависит от материала, который преодолевают радиоволны.

    Эффективное расстояние — это величина, определяющая как изменяется радиус беспроводной сети в сравнении с открытым пространством при прохождении волной препятствия.

    Пример расчета: Сигнал WiFi 802.11n распространяется в условиях прямой видимости на 400 метров.

    • После преодоления некапитальной стены между комнатами сила сигнала снижается до величины 400 м * 15% = 60 м.
    • Вторая такая же стена сделает сигнал еще слабее: 60 м * 15% = 9 м.
    • Третья стена делает прием сигнала практически невозможным: 9 м * 15% = 1,35 м.

    Такие расчеты помогут вычислить мертвые зоны, которые возникают из-за поглощения радиоволн стенами.

    Следующая проблема на пути радиоволн: зеркала и металлические конструкции.

    В отличие от стен они не ослабляют, а отражают сигнал, рассеивая его в произвольных направлениях.

    Зеркала и металлические конструкции отражают и рассеивают сигнал, образуя за собой мертвые зоны.

    Если переместить элементы интерьера, отражающие сигнал, удастся устранить мертвые зоны.

    На практике: Крайне редко удается достичь идеальных условий, когда все гаджеты находятся на прямой видимости с роутером. Поэтому в условиях реального жилища над устранением каждой мертвой зоной придется работать отдельно: выяснить что мешает сигналу (поглощение или отражение); продумать куда переместить роутер (или предмет интерьера).

    • Разместить WiFi роутер подальше от источников помех

    Диапазон 2,4 ГГц не требует лицензирования и поэтому используется для работы бытовых радиостандартов: WiFi и Bluetooth. Несмотря на малую пропускную способность, Bluetooth все же способен создать помехи маршрутизатору.

    Соседство двух радиостандартов в одном диапазоне вызывает помехи, снижающие радиус действия беспроводной сети. В этом же частотном диапазоне излучает магнетрон микроволновой печи.

    Интенсивность излучения этого устройства велика настолько, что даже сквозь защитный экран печи излучение магнетрона способно «засветить» радиолуч WiFi роутера.

    Излучение магнетрона СВЧ-печи вызывает интерференционные помехи почти на всех каналах WiFi.

    На практике: При использовании вблизи WiFi роутера Bluetooth-аксессуаров, включаем в настройках последних параметр AFH.

    Микроволновка — мощный источник помех, но она используется не так часто. Поэтому, если нет возможности переместить роутер, то просто во время приготовления завтрака не получится позвонить по скайпу.

    • Отключить поддержку режимов 802.11 B/G

    В диапазоне 2,4 ГГц работают WiFi устройства трёх спецификаций: 802.11 b/g/n. N является новейшим стандартом и обеспечивает большую скорость и дальность по сравнению с B и G.

    Спецификация 802.11n (2,4 ГГц) предусматривает большую дальность, чем устаревшие стандарты B и G.

    Роутеры 802.11n поддерживают предыдущие стандарты WiFi, но механика обратной совместимости такова, что при появлении в зоне действия N-роутера B/G-устройства, — например, старый телефон или маршрутизатор соседа — вся сеть переводится в режим B/G.

    Физически происходит смена алгоритма модуляции, что приводит к падению скорости и радиуса действия WiFi роутера.

    На практике: Перевод маршрутизатора в режим «чистого 802.11n» однозначно скажется положительно на качестве покрытия и пропускной способности беспроводной сети.

    Однако девайсы B/G при этом не смогут подключиться по WiFi. Если это ноутбук или телевизор, их можно легко соединить с роутером через Ethernet.

    • Выбрать оптимальный WiFi канал в настройках

    Почти в каждой квартире сегодня есть WiFi роутер, поэтому плотность сетей в городе очень велика. Сигналы соседних точек доступа накладываются друг на друга, отнимая энергию у радиотракта и сильно снижая его эффективность. Соседние сети, работающие на одной частоте, создают взаимные интерференционные помехи, подобно кругам на воде. Беспроводные сети работают в пределах диапазона на разных каналах. Таких каналов 13 (в России) и роутер переключается между ними автоматически. Чтобы минимизировать интерференцию, нужно понять на каких каналах работают соседние сети и переключиться на менее загруженный. Подробная инструкция по настройке канала представлена здесь. Загруженность WiFi-каналов в подъезде многоэтажки.

    На практике: Выбор наименее загруженного канала — эффективный способ расширить зону покрытия, актуальный для жильцов многоквартирного дома. Но в некоторых случаях в эфире присутствует сетей настолько много, что ни один канал не даёт ощутимого прироста скорости и дальности WiFi. Тогда имеет смысл обратиться к способу № 2 и разместить роутер подальше от стен, граничащих с соседними квартирами. Если и это не принесет результата, то стоит задуматься о переходе в диапазон 5 ГГц

    • Отрегулировать мощность передатчика роутера

    Мощность передатчика определяет энергетику радиотракта и напрямую влияет на радиус действия точки доступа: чем более мощный луч, тем дальше он бьет. Но этот принцип бесполезен в случае всенаправленных антенн бытовых роутеров: в беспроводной передаче происходит двусторонний обмен данными и не только клиенты должны «услышать» роутер, но и наоборот.

    Асимметрия: роутер «дотягивается» до мобильного устройства в дальней комнате, но не получает от него ответ из-за малой мощности WiFi-модуля смартфона. Соединение не устанавливается.

    Рекомендуемое значение мощности передатчика — 75%. Повышать ее следует только в крайних случаях: выкрученная на 100% мощность не только не улучшает качество сигнала в дальних комнатах, но даже ухудшает стабильность приема вблизи роутера, т. к. его мощный радиопоток «забивает» слабый ответный сигнал от смартфона.

    Использовать диапазон 5 ГГц

    Бюджетные WiFi-устройства работают на частоте 2,4 ГГц, поэтому диапазон 5 ГГц относительно свободен и в нем мало помех.

    5 ГГц — перспективный диапазон. Работает с гигабитными потоками и обладает повышенной емкостью по сравнению с 2,4 ГГц.

    На практике: «Переезд» на новую частоту — радикальный вариант, требующий покупки дорогостоящего двухдиапазонного роутера и накладывающий ограничения на клиентские устройства: в диапазоне 5 ГГц работают только новейшие модели гаджетов.

    Проблема с качеством WiFi сигнала не всегда связана с фактическим радиусом действия точки доступа, и ее решение в общих чертах сводится к двум сценариям:

    В загородном доме чаще всего требуется в условиях свободного эфира покрыть площадь, превышающую эффективный радиус действия роутера.

    Для городской квартиры дальности роутера обычно достаточно, а основная трудность состоит в устранении мертвых зон и интерференционных помех.

    Нужна ли внешняя антенна Wi-Fi роутеру?

    Каждый WiFi маршрутизатор имеет одну или несколько антенн, но они могут быть внешними (с коэффициентом усиления 1,5-5 dBi, чаще — 2 dBi) или внутренними (с коэффициентом усиления 1-1,5 dBi). Но следует учесть, что при подключении устройства к роутеру по WiFi создаётся условно 2 канала передачи — от роутера к устройству (Rx) и от устройства к роутеру (Tx).

    • Чаще всего проблема возникает во втором канале, так как обычно мощность передатчика устройства значительно меньше, и сигнал, например, от смартфона просто не достаёт к роутеру.

    Сигнал WiFi сильно ослабевает проходя через толстые стены, и может быть такая ситуация, что смартфон роутер «видит», но подключится не может (не создаётся второй канал). Это следует учитывать при выборе места установки для WiFi роутера — при правильной установке зона WiFi будет по всей квартире.

    • Исходя из выше сказанного, при выборе WiFi маршрутизатора для дома с внешней антенной или внутренней разницы в скорости Интернета Вы не увидите, только с внутренней антенной он лучше впишется в Ваш домашний интерьер. Главное правильно выбрать место для роутера.

    Роутеры также могут поддерживать технологию MIMO, это когда создаются несколько потоков для увеличения пропускной способности беспроводной сети. На практике встречаются устройства с MIMO 2х2, реже с 3х3 и 4х4. Следует знать, что вся полоса пропускания (если грубо, то скорость) делится между всеми абонентами, которые в это время подключены. Технология MIMO полезна и значительно увеличивает скорость при большом количестве абонентских устройств.

    В простейшем, суммарная мощность Wi-Fi (Y) устройства определяется по формуле:

    где PdBm — мощность передатчика в dBm (ниже в таблице перевод из мВт).
    GdBi — коэффициент усиления антенны в dBi.

    мВт10203040506070809010020030050075010001500
    dBm101314.8161717.818.51919.5202324.82728.83031.8
    • К примеру: TP-LINK TL-WR841ND имеет внешние антенны с коэффициентом усиления 5dBi и передатчик 100 мВт, суммарная мощность составляет 25dB. MikroTik RB951G-2HnD имеет внутренние антенны с коэффициентом усиления 2.5dBi и передатчик 1000мВт, суммарная мощность составляет 32.5dB.

    В приведённых примерах роутер с внутренней антенной будет иметь больший радиус действия, чем с внешней. Следует учесть, что большинство Wi-Fi маршрутизаторов имеют разъём для подключения внешней антенны.

    Если вы затрудняетесь в выборе, не стесняйтесь, спросите наших инженеров, мы подберем для Вас лучшее решения

    Источник: http://solaris-it.ru/blog/nastrojka-routera-2.html

    Как рассчитать зону покрытия для Wi-Fi сети

    В этом мероприятии Арсений Анплеев, технический пресейл подразделения Aruba компании HPE, расcкажет о портфеле продуктов Aruba для организации уличного Wi-Fi. Какую производительность следует ожидать от точек доступа (NL), какие востребованные на рынке функции операционных системах следует использовать, а также некоторые варианты покрытия точек доступа определенных зон.

    Сначала рассмотрим аксессуары, которые доступны для ДТ, т.е антенны, опции для монтажа, переходники, кабели и рекомендации, в каких случаях это использовать. Рассмотрим сценарий уличного Wi-Fi, варианты построения сетей.

    Обзор точек доступа

    У Aruba имеется три уровня продуктов. Это наиболее высокопроизводительные ТД уличного исполнения 270-й серии и 370-й серии. Представлены тремя моделями с различными антеннами, с различными интерфейсами подключения антенн.

    Следующий уровень, это точки доступа серии AP-360, который представлен двумя моделями.

    И третий уровень, однако, это не совсем уличные ТД, это AP-318 и AP-228. Они не защищены от погодных условий, но имеют расширенный диапазон рабочих температур. Если вы организуете новую уличную сеть, то в этом случае следует использовать более современные ТД такие, как AP-375, AP-374, AP-377, AP-365 AP-367. Если есть уже построенная сеть, и необходимо добавить дополнительные ТД, то следует обращать внимание на ТД-275, ТД-274, ТД-277. На тыльной стороне у этих устройств есть интерфейсы для подключения Ethernet, для подключения питания, консольного кабеля и есть возможность перезапустить ТД (RESET).

    На этом слайде представлены двухдиапазонные ТД, они работают в диапазоне 5 ГГц (максимальная скорость 1733 Мбит/c) и в 2,4 МГц (максимальная скорость 300 Мбит/c). Здесь представлены три модели. Это AP-374 с возможностью подключения внешних антенн, у нее четыре коннектора (5 ГГц) и два коннектора (2,4 ГГц). В точку доступа AP-375 встроены всенаправленные антенны (находится в верхней части слайда). Точка доступа AP-377 (внизу слайда) имеет встроенные направленные антенны. Они обладают двумя аплинками. Один из них медный, другой — оптический. В этом плане она тоже отличается от 275-й ТД, которая имеет два медных аплинка. Имеется встроенный BLE маячок, который можно использовать, например, для позиционирования и управления.

    Рабочий диапазон температур стандартный для этой отрасли: от — 40 до + 60 градусов. Рейтинг защиты — IP66 и IP67. Рейтинг защиты IP66: первая цифра означает защиту от проникновения твердых частиц. В данном случае, цифра 6 означает, что ТД защищена от проникновения пыли, т.е. ТД пылезащищенная. Вторая цифра информирует о защищенности от воды. Стандарт, в соответствии с которым происходит маркировка, предусматривает, что, если вторая цифра равна 6, это означает устройство соответствует требованиям защиты и для меньших цифр, т.е. от IP61, IP62, . и до IP66 включительно. Вторая цифра 6 означает защиту от воздействий сильного напора воды. Но если вторая цифра 7 или 8, то это не означает, что устройство пригодно для работы под воздействием сильных струй воды. Вторая цифра 7 означает возможность погружения устройства до 1 метра на полчаса. А вторая цифра 8 означает возможность более глубокого погружения. Есть методики испытаний в Российском стандарте, где можно посмотреть, что означает термин «сильная струя воды». Если ТД находится в условиях, где часты сильные ветры с дождями, то может быть лучше воспользоваться ТД с защитой IP67. Или бывает, что ТД постоянно находится в таких условиях, где постоянно происходит омывка или воздействие через шланги (поливка), то возможно имеет смысл использовать ту же ТД, которая имеет защиту IP66.

    Питается ТД, от PoE, ее также можно запитать от источника переменного тока. Все ТД имеют идентичные корпуса, т.е. внешне они абсолютно одинаковы, и только один Ethernet порт заменен на SFP-порт. Добавлены BLE маячки и поддержка операционных систем ArubaOS/InstantOS начиная с версии 8.3.0.0. Именно поэтому иногда в уже существующей сети ТД AP-370 может не подойти. Стоит обращать внимание на AP-275, которая поддерживает более ранние версии операционных систем.

    Точки доступа серии AP-360 это защищенные ТД для уличного исполнения. Они имеют меньшие скорости, меньшие Special Streams. Эти ТД обладают встроенными всенаправленными антеннами как в варианте AP-365 и встроенные направленные антенны, как в варианте AP-367. Визуально они никак не отличаются, имеют один аплинк и питаются только через POE. Здесь нет возможности подключить источник переменного тока. Также имеется встроенный BLE-маячок, такие же рабочие температуры (от — 40 до + 60 градусов С), такой же рейтинг защиты IP66 и IP67. Эта ТД работает также под управлением операционных систем ArubaOS/InstantOS 6.5.2 или 8.2.0.

    Модель AP-375

    Если речь идет о встроенных всенаправленных антеннах и ТД AP-375, то их усиление составляет 4,0 dBi (в диапазоне 2,4 ГГц) и 4,6 dBi (в диапазоне 5 ГГц). Особой приметой этой ТД является то, что она не выглядит как точка доступа.

    Эта точка доступа была помещена в элегантный малоприметный, но при этом защищающий от неблагоприятной внешней среды корпус. И крепления для них были разработаны тоже неброские. Т.о. эта ТД приобрела приятный для глаз вид. Маскируется она либо под фонарь, светильник либо под камеру наблюдения. Эта ТД хорошо вписывается в любой экстерьер.

    Модель AP-377

    Точка доступа AP-377 имеет встроенную направленную антенну с усилением 6,4 dBi. AP-377, также как и точка AP-277, по размерам соизмерима с внешними антеннами.

    Например, показанная на слайде AP-ANT-48 имеет 60 градусов, и по размерам она соизмерима с ТД AP-377. И поэтому в некоторых случаях экономически более оправданно устанавливать именно точку AP-377, а не AP-274 плюс направленную антенну. Имеются специальные крепления, которые позволяют регулировать угол наклона и ориентировать ее относительно другой ТД при организации сетей.

    Модель AP-374

    Эта ТД имеет небольшой вес, коннекторы для подключения внешних антенн расположены снизу и скрыты под нижним колпаком. Т.е. ее нижняя крышка скрывает радиоинтерфейсы.

    На слайде показано, как она закреплена на длинном кронштейне. Коннектор подключения, нижний колпак откручивается, подключается антенна, допустим, с какими-то длинными хвостиками и затем нижний колпак снова закрывается. Т.о. он закрывает провода, которые могут испортить внешний вид ТД.

    Модель AP-365

    Эта компактная модель со встроенными всенаправленными антеннами, тоже имеет малоприметный корпус. Она еще меньше, чем AP-375 со всенаправленными антеннами.

    И, если смонтировать ее на короткий кронштейн, который имеется в аксессуарах, то она будет весьма малозаметна на фасаде здания.

    Модель AP-367

    ТД при таких же размерах имеет уже направленную антенну. В некоторых случаях это оправдано.

    Модель AP-318

    Эта модель, как говорилось выше, не уличная точка доступа. По характеристикам она схожа с точками серии AP-370., имеет такие же интерфейсы, но у нее нет питания от источника переменного тока AC.

    В нее тоже добавлен маячок для организации позиционирования и управления. Данную ТД можно устанавливать в помещениях, где, например, есть заведомо отрицательные температуры, но при этом помещение защищено от неблагоприятных погодных условий, таких, как снег или дождь. Или эту ТД можно использовать для организации высокоплотного беспроводного доступа, допустим, если поместить такую ТД на стадионах в короб, который также ее будет защищать от непогоды.

    Здесь уместно отметить еще об одном из сценариев использования точек доступа AP-367 и AP-365: это холодильные или морозильные камеры в больших распределительных центрах, где хранятся скоропортящиеся продукты. Такие ТД могут быть установлены там потому что они, во-первых, имеют направленные антенны и расширенный диапазон рабочих температур, кроме того, они достаточно бюджетны.

    Внешние антенны

    Антенны внешнего исполнения, которые можно подключить к точкам доступа, представлены на слайде в последней колонке таблицы.

    Точки доступа AP-274 и AP-374 обладают коннекторами для подключения внешних антенн. Практически все антенны для внешних ТД поставляются без кабелей и без монтажного комплекта. Поэтому, когда вы закладываете в смету внешние антенны к ТД, не надо забывать, что еще нужно заложить в смету кабель и комплект монтажа, чтобы зафиксировать антенну.

    Есть разные варианты антенн: всенаправленные, секторные антенны с разной шириной луча и антенны с высоким коэффициентом усиления для организации, допустим, mesh-сети. В терминологии Aruba под mesh-сетью подразумевается организация обычного Wi-Fi-моста между двумя точками доступа.

    Если посмотреть на последний столбик таблицы, где представлены антенны с высоким коэффициентом усиления с узкой направленностью, то увидим, что они могут использоваться в двух случаях. Первый — для организации удаленного Wi-Fi-моста (на 2-3 км), второй — можно их использовать при очень плотном дизайне, например, на стадионах. Если мы сможем закрепить ТД достаточно высоко, то нам удастся организовать узкий луч в сторону части зрительских мест и покрыть небольшую площадь, не создавая дополнительных интерференций и помех соседним антеннам соседних ТД. Такие сценарии как правило себя оправдывает в том случае, когда, во-первых, необходимо предоставить пользователям хорошую пропускную способность, а, во-вторых, использовать несколько раз один и тот же радиоканал.

    Крепление антенн

    Варианты доступных креплений антенн представлены на следующем слайде.

    Первый вариант AP-270-MNT-V2. Это короткий кронштейн длиной 30 см, подходит для установки ТД AP-275/375/274/374.

    Более длинный вариант — AP-270-MNT-V1, имеет длину 45 см. Он также подходит для установки ТД AP-375/275/365 на мачту или на стену также на него можно закрепить ТД с внешними антеннами AP-274/374.

    Есть вариант крепления AP-270-MNT-H2. Это крепление является нерегулируемым и предназначено для установки ТД AP-277/377/367 (т.е. тех ТД, в которых есть встроенные направленные антенны) на стену фасада здания для покрытия близлежащей территории или на потолок, или для всех остальных вариантов ТД. При креплении на потолок ТД AP-377/367/277 направляем луч к земле таким образом, чтобы ограничить зону покрытия, чтобы захватить как можно меньше клиентов и также использовать возможность переиспользования каналов в области, где большое скопление людей.

    Следующий вариант крепления — AP-270-MNT-H1. Он также подходит для крепления ТД с направленными антеннами, поскольку, во-первых, можно организовать некий наклон, если устанавливаем эту точку слишком высоко. Или можно использовать этот вариант крепления для подвешивания ТД со встроенными антеннами такими, как AP-375/365/275 или AP-364/374/274, но при условии, что они монтируются на скошенный потолок, т.е. если потолок не горизонтальный. Установив, к примеру, ТД AP-375 на такое крепление, мы можем ее выровнять по отношению к земле. И таким образом создать равномерное покрытие.

    Дополнительные аксессуары к ТД включают несколько вариантов RF-кабелей, грозоразрядник, который устанавливается в промежутке подключения антенн и ТД AP-274. Но он необходим только в случае, если длина кабеля от антенны до ТД больше 2 м.

    В линейке аксессуаров присутствуют также SFP-трансиверы, кабели питания для подключения к источнику питания переменного тока и PoE+ инжекторы для всех серий.

    Полный спиcок доступных аксессуаров для всех ТД можно посмотреть в Ordering Guide.

    Зоны покрытия для клиентского доступа

    Теперь рассмотрим какие зоны покрытия для клиентского доступа обеспечивают ТД Aruba, на какие цифры стоит ориентироваться. Не вникая в более фундаментальные вещи, многим хочется знать, как далеко «бьёт» точка.

    Во-первых, необходимо определиться область, которую мы пытаемся покрыть, она открытая или есть какие-либо преграды в виде деревьев, зданий, транспортов, возможно в поле радиозрения могут попадать люди, все эти факторы стоит учитывать. Необходимо оценить, какое количество клиентов подключается к беспроводной сети. Условия «аутдорные» и «индорные», как правило, отличаются. Потому что в «индорных» решениях расположение клиентов более плотное и общая производительность сети или ячейки ТД намного выше, чем в «аутдорном» исполнении, где пользователи рассредоточены на бОльших расстояниях, и сами ТД покрывают гораздо большие площади.

    Важно правильно подобрать тип ТД, какие антенны можно к ней подключить или какие у нее есть встроенные антенны. Также стоит обратить внимание, как закреплять ТД. И направленность антенн как внешних, так и встроенных, зависит от ориентации ТД.

    Необходимо обращать внимание на то, можно ли переиспользовать каналы в данной зоне покрытия, как влияет интерференция соседних каналов, а также влияние CCI/ACI как от собственных ТД, так и ТД, которые находятся не под нашим административным управлением.

    Если речь идет об «индорном» исполнении, то для этой технологии есть все условия: есть стены, столы и шкафы от которых идет отражение сигналов, за счет чего и работает эта технология. В «аутдорном» исполнении такой роскоши, как правило, нет, особенно если речь идет об открытых площадках. Но если, к примеру, вокруг городская среда с высокоплотной застройкой, то в этом случае можно рассчитывать на технологию MIMO.

    MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход) – это технология, используемая в беспроводных системах связи (Wi-Fi, Wi-MAX, 4G), позволяющая значительно улучшить спектральную эффективность системы, максимальную скорость передачи данных и емкость сети.

    Стоит также учитывать влияние человеческих тел, потому что оно очень хорошо поглощает радио- и электромагнитную энергию. Если на площадке большая плотность людей, то ориентация самого клиентского устройства относительно ТД может играть большую роль. Если ТД установлена низко, то радиосигнал, проходящий через толпу, может слишком быстро затухать, не обеспечивая необходимого покрытия и сервиса. В этом случае стоит учитывать высоту подвеса и вешать ТД как можно выше. Если среда не слишком плотная, то высота расположения ТД не играет большой роли.

    Общее руководство к дизайну

    У точек доступа AP-275/375 имеется одинаковая радиочасть и они обеспечивают одинаковую зону покрытия.

    Их отличия заключаются в разных стандартах и в интерфейсах. Но с точки зрения радиопокрытия, они обеспечивают примерно одинаковую площадь. Для этих ТД можно рассчитывать на зону покрытия радиусом примерно в 150-200 м. Но это при обеспечении прямой видимости, без преград в виде зданий, деревьев и т.п. Если же устанавливают эти ТД в парке с большим количеством деревьев, то это расстояние смело можно делить на два, а то и на четыре, даже больше. Кроны деревьев хорошо поглощают электромагнитную энергию. В этом случае на стандартные цифры ориентироваться нельзя, а нужно проводить радиообследование, чтобы понять, где и как расположить ТД, и какого типа ТД использовать. Если говорить о высоте подвеса, то допустимая высота лежит в пределах от 3 м до 30 м. При этом высота установки 10 м -12 м будет хорошей, а 4 м — 6 м просто идеальной.

    Стоит отметить, что если устанавливать ТД со всенаправленной антенной на фасад здания, внутри которого уже имеется беспроводная сеть, то могут возникнуть определенные сложности. Во-первых, интерференция с внутренним Wi-Fi, во-вторых, клиенты, находящие внутри здания, могут подключаться к внешней ТД, не оставляя места для клиентов, находящихся вне здания. В этом случае лучше обращать внимание на ТД AP-277/377 или АР-367, которые имеют направленные антенны, их фокус можно направить в сторону от здания.

    ТД также можно установить на мачту с креплением AP-270-MNT-V1. Это крепление имеет более длинный кронштейн, поэтому находится чуть дальше от мачты. Мачта создает меньшую радиотень, когда находится дальше от ТД.

    При установке на горизонтальный потолок следует использовать крепление AP-270-MNT-H2, или на скошенный потолок — AP-270-MNT-H1 для того, чтобы выровнять ТД по отношению к земле. Если нет необходимости в организации перекрытия Wi-Fi-ных сот, то можно на расстоянии 1 км шириной 400 м тремя точками покрыть зону, конечно, в случае, если там нет никаких преград. Если нужно обеспечить 100-процентное перекрытие зоны, то таких ТД потребуется уже 5 штук.

    Но при этом стоит обращать особое внимание на переиспользование каналов. Использовать их нужно так, чтобы они как можно меньше влияли друг на друга (это в большей степени возможно в диапазоне 5 ГГц), чтобы они не пересекались, т.е. взять 5 разных каналов.

    AP-277/377

    AP-277/377 — точки доступа с направленными антеннами. У этих ТД можно рассчитывать на боковое покрытие 50-75 м в каждую сторону.

    В направлении фокуса покрытие может составить 250-300 м, разумеется (при отсутствии деревья и иных преград). Высота подвеса желательна до 10 м при направлении фокуса усиления параллельно земле. Крепим ТД на стену с помощью AP-270-MNT-H2. В том случае, если мы вынуждены установить ТД чуть выше 10 м, и есть необходимость организовать покрытие для клиентов, которые находятся на уровне земли, то точке доступа необходимо обеспечить угол наклона каждые 5 м на 5 градусов к земле. Сделать это будет возможно только в случае, если на мачте или стене будет использоваться регулируемое крепление AP-270-MNT-H1, которое сможет помочь установить необходимый угол наклона. Она также лучше подходит для установки на фасады здания т.к. весь радиосигнал будет идти от здания. И лишь минимальная часть сигнала сможет проникнуть внутрь.

    Без перекрытия можно с помощью трех точек доступа покрыть боковое расстояние в 300 м, в длину тоже 300 м. Если необходимо перекрытие, то ТД потребуется больше.

    AP-274/374

    По статистике Aruba в 90% случаев уличное покрытие обеспечивается с помощью ТД AP-275/277/375/377 и 365/367. Но в ряде случаев, когда необходимо организовать какой-то узконаправленный Wi-Fi-мост, необходимо использовать внешние антенны с соответствующими характеристиками, которые можно подключить к ТД с внешними коннекторами.

    Такими ТД являются AP-274/374. Есть варианты как с всенаправленными, так и с направленными антеннами. В данном случае сценарии могут быть следующими: через интерфейс 5 ГГц мы подключаем узконаправленную антенну, организуем мост на интерфейс 2,4 ГГц и подключаем клиентов. Таким образом мы организуем mesh-сеть, когда ТД подключается к БВС через радиоинтерфейс и одновременно организуем Wi-Fi-доступ для клиентов. Поскольку есть множество вариантов антенн и их диаграмм направленности, то для проработки дизайна с 274-ми точками требуется больше времени, большая квалификация инженера. Устанавливаются эти ТД в большинстве случаев на AP-270-MNT-V1 и AP-270-MNT-V2, т.е. на кронштейне. Если говорить о защите коннекторов, к которым подключаются антенны, то они защищены снизу кожухом и дополнительной защиты для них не требуется. Грозоразрядник устанавливается только в случае, если длина кабеля, подключающего антенну к ТД, более 2 м. В случае, если антенна имеет больше антенных элементов, чем точка доступа коннекторов, то нужно выбирать самые оптимальные, допустим те элементы, которые расположены перпендикулярно для лучей поляризации. А свободные кабели пусть останутся в воздухе и не будут используются. В том случае, если антенных элементов на антенне меньше, чем на ТД, если, например, подключаем 2×2 антенну к ТД AP-374 в диапазоне 5 ГГц, где у нас четыре коннектора, то будут заняты только 2 коннектора на ТД 274-х, использовав все интерфейсы на антенне и 2 останутся свободными. Их в этом случае необходимо терминировать специальными терминаторами. Надо отметить, в портфеле Aruba терминаторов нет. Нужно будете и найти на рынке и затерминировать открытые интерфейсы в ТД.

    AP-365 и AP-367

    Поскольку эти точки доступа имеют меньшую мощность, то и зона покрытия у них меньше. Здесь используются те же принципы, что и для AP-375, все те же условия крепления, единственное отличие в меньшей площади покрытия.

    На слайде показаны цифры, если нужно покрыть зону длиной до 750 м, то используем 3 ТД, если нужно перекрытие, то используем 5 ТД.

    Для ТД AP-367 все абсолютно то же самое. Фокус направлен в одну сторону.

    Если ТД крепится на фасад здания, исключаем проникновение радиосигнала внутрь здания. Естественно здесь чуть меньшие цифры на покрытие. И так же организуется наклон к земле, в случае если подвешиваем ТД высоко. Так же обеспечиваем боковое покрытие и покрытие в сторону, т.е. от того места, где мы они установлены.

    Mesh сети и примеры топологий

    Далее рассмотрим Mesh-сети и примеры топологий, которые можно организовать при помощи разных операционных систем.

    Определимся с терминологией. Mesh-Portal в терминологии ARUBA означает ТД, которая служит для подключения точек доступа Mesh Point, и для которых она является шлюзом в проводную сеть. Mesh Points в свою очередь служит для увеличения покрытия и подключается к Mesh-порталу через радиоканал. Т.е. портал у нас подключен к проводной сети, «светит» радио, к которому подключается Mesh Point, который подключается к порталу через радио.

    Топология, которую можно организовать, это Poit-to-Point (PtP), когда две точки доступа подключены друг ко другу через радио. Т.е. это «Mesh-Portal» — «Mesh POINT». Один «Mesh- Portal», один «Mesh point».

    Poit-to-Multipoint (PtMP), когда несколько ТД подключены к одной ТД через радиоинтерфейс, т.е. это один Mesh-Portal и к нему подключено несколько Mesh Points.

    Multi-Hop Mesh (Single Channel) на одном канале последовательное подключение ТД через радио. Например, «Mesh-Portal» — «Mesh Point» — «Mesh Point» — «Mesh Point» и т.д.

    Multi-Hop Mesh (Multi-Channel) организованный через разные каналы. Эта топология представляет собой несколько Poit-to-Point Mesh-сетей, объединенных между собой через Ethernet кабели.

    ArubaOS и InstantOS

    Сначала определим различия, которые существуют в операционных системах ArubaOS, т.е. контроллерное решение, и InstantOS, т.е. бесконтроллерное решение.

    На контроллерное решение обращаем внимание в том случае, когда на площадке точек доступа больше 128 APs. Т.е. когда уже имеется внутренняя корпоративная сеть и есть желание организовать покрытие на внутреннем дворе или на фасаде здания, тут лучше использовать контроллерное решение, подключив его к существующей сети. Также контроллерное решение рекомендуется использовать в случае, если используются сложные топологии Mesh-сети. Т.е. когда несколько Mesh-порталов, несколько «Mesh Points», подключенных друг к другу. ArubaOS позволяет организовать более тонкую настройку, т.е. можно точнее настраивать какие точки к каким порталам подключаются.

    InstantOS предназначена для самых простых решений. Она также имеет ограничение по количеству хопов при организации Mesh-сети и на количество Mesh Points, которые могут быть подключены к Mesh-Portal.

    Существуют значительные различия в настройке ArubaOS и InstantOS. В ArubaOS каждая ТД, которая подключается к контроллеру, должна быть «справижена» и добавлена в определенную группу.

    В группе настраивается Mesh Cluster Profile (MSSID) с определенным именем, совпадающее с SSID, которому будет «светить» этот профиль. Специальной ТД назначается роль Mesh-Portal или Mesh Point и настраивается Recovery SSID, который является резервным в случае, если, например, Mesh Point не сможет подключиться к Mesh Cluster Profile, т.е. к MSSID, она будет использовать резервный Recovery SSID.

    После provisioning точка доступа отключается, начинает искать свой Mesh-Portal, который она ищет, используя MSSID. Т.е. если он называется Mesh Cluster Test, значит будет искать Mesh Cluster Test. Разумеется, для клиента все это скрыто. И взаимодействие между двумя точками происходит, если мы опускаемся до заголовков, то определенные биты FDS и TDS выставляются в единицу. Этот бит регулирует направление трафика в беспроводной сети. Т.е. если FDS равен — 1, а TDS — 0, то это означает, что трафик идет от ТД к клиенту. Если трафик идет от клиента к клиенту, то FDS — 0 и TDS — 0. Соответственно, для Mesh-сети трафик идет от точки к точке, т.е. от инфраструктурного оборудования к инфраструктурному оборудованию FDS — 1 и TDS — 1.

    Как это выглядит в InstantOS? Для того, чтобы ТД могла подключиться по Mesh-сети, т.е. по радиоканалу к своему порталу, она должна прежде всего подключиться к существующему кластеру. В кластере должен быть отключен Extend SSID. Mesh Cluster Profile абсолютно не настраиваемый, он генерируется автоматически и находится в настройках InstantOS. Т.е. влиять на него нет возможности.

    Что можно организовать с помощью операционной системы ArubaOS?

    Во-первых, с ее помощью можно создать несколько кластеров в одной области. Допустим, вам нужно организовать несколько Mesh-сетей, Mesh-линков, а, используя разные пары ТД, вы можете сделать provisioning для каждой со своим Mesh Cluster, Mesh Profile, и каждая ТД будет подключаться к своему порталу. Так ес возможность контролировать топологию подключения точек от Mesh Point к Mesh Portal. Кроме этого, можно указать один Mesh Cluster как основной, а второй Mesh Cluster — как резервный, и таким образом ТД будет подключаться сначала к одному порталу, и если она не найдет его, он будет не активный, она посмотрит по своим настройкам, какой у нее есть резервный Mesh Portal. Однако, это не тот Recovery, про который я говорил, это именно второй Mesh Cluster. И начинает пробовать подключаться к Mesh Portal со второй настройкой. Таким образом, есть возможность как регулировать, так и подключаться по какой очередности к каким Mesh Portal.

    В Instant в пределах одного кластера может быть только один Mesh Cluster SSID.

    Важно, что Mesh-сеть может быть построена только для диапазона 5 ГГц, но зато здесь имеется упрощенный процесс настройки. ТД подключается к кластеру, она забирает себе случайно сгенерированный Mesh SSID, вы отключаете ее от кластера, и она автоматически пытается подключиться к проводной сети. Вы подключаете ее к питанию, и она уже автоматически пытается подключиться к своему кластеру.

    При этом вы не можете контролировать, как она подключается, к каким именно Mesh Portal. И подключается ли она напрямую к Mesh Portal или через другую Mesh Point. Эта простая схема подходит не для сложных Mesh-сетей, а для Point-to-Point соединений.

    Доступ Point to Point Mesh Link (PtP).

    Mesh Point подключается к Mesh Portal через радиолинк, но при этом он своим вторым радиодиапазоном может «светить» клиентам для предоставления клиентского доступа. Вопрос. Может ли ТД строить Mesh Link на 5 ГГц и одновременно «светить» на 2,4 ГГц и 5 ГГц клиентам? Да, так можно сделать. Т.е. сервис удаленной ТД будет предоставлять клиентам диапазон 2,4 ГГц и 5 ГГц, и одновременно будет на 5 ГГц строить Mesh Link. Кроме этого можно к Ethernet порту ТД подключить проводное устройство. В данном случае это удаленная камера.

    В тех случаях, когда прокладка Ethernet кабеля экономически не эффективна, можно подключить камеру к ТД к Ethernet порту или через switch, и пробрасывать до основного сегмента ЛВС.

    Надо отметить, что это может быть не одно устройство с левой стороны. К примеру, switch, к нему подключена кроме камеры, еще и ноутбук, компьютер, принтер, еще что-нибудь, т.е. тут образуется отдельный удаленный сегмент в сети. Т.е. фактически речь идет о Wi-Fi-мосте.

    Point to Multi-Point (PtMP)

    Здесь все то же самое. Только один Mesh Portal обслуживает несколько Point Link к своим Mesh Point. Могут быть комбинации этих вариантов.

    Единственное, что нужно учитывать, это то, что точки доступа Mesh Point не слышат друг друга. Это основная проблема Wi-Fi. Другая Mesh Point не знает, в каких временных рамках ей ожидать своей очереди обслуживания, и пытается это сделать самостоятельно, т.е. занять радиоэфир. И в этот момент могут происходить коллизии. Разумеется, это настраивается с помощью определенных механизмов операционной системы, но это приводит к снижению производительности. Поэтому, если все Mesh Point будут видеть друг друга, то это будет лучший вариант.

    Single-Channel Multi-hop Mesh

    В этом случае несколько ТД подключены последовательно: Point to Point — Mesh Point — Mesh Point — Mesh Portal.

    При этом все они работают на одном радиоканале. Т.е. один диапазон радиоканала используется для того, чтобы подключить каждую последующую Mesh Point точку доступа. Производительность такого Link, разумеется, падает примерно вдвое по мере удаления точек доступа от Mesh Portal. И длинные цепочки рекомендуется использовать только в том случае, если нет каких-либо особых условий по производительности приложений на удаленном конце. Стоит отметить, что длинные цепочки можно построить только под управлением операционной системы ArubaOS с контроллерным решением. Aruba Instant имеет ограничения на два хопа. Вы можете поставить портал, один Point и второй Point. И все. До третьего хопа очередь уже не дойдет.

    Есть вариант организовывать Mesh-сети с разными каналами: Multi-Channel на разных каналах. Это называется Linear Mesh в терминологии Aruba.

    Доступен он только на контроллерном решении. По сути это несколько Point to Point Mesh Link, которые объединены между собой через Ethernet сеть. При этом производительность от хопа к хопу не падает, т.е. мы сохраняем полную емкость Link, используя разные каналы. Увеличивается объем оборудования, растет сложность настройки. Также стоит учитывать несколько вариантов, таких как, то что точки доступа необходимо разносить на расстояние не меньше 1 м, а лучше еще дальше, в зависимости от того, какую антенну мы используем: направленную или всенаправленную. Все это связано с тем, что, у точек есть свои собственные шумы, которые в рамках одного диапазона распространяются на весь спектр 5 ГГц. Если, допустим, у нас канал 157-й, то радиомодуль, работающий на этом канале, дает шум квантования на весь спектр «пятерочного» диапазона. И распространяется на 149-й канал. Причем необходимо разносить соседние точки не только по расстоянию, но и по каналам. Т.е. не рекомендуется брать соседние каналы. Нужно, к примеру, выбирать 64-й канал и 157-й. В этом случае мы исключаем влияние нелинейности от усилителя самого радиомодуля, который не строго обрывается на 20 МГц, он там еще создает некую маску, которая может влиять в том случае, если мы возьмем соседние каналы в одном диапазоне.

    Источник: http://smb.ixbt.com/articles/primery-vnedrenij/2020-05-20/kak-postroit-ulichnyy-wi-fi

    Далее  Альтернативный диспетчер задач для Windows 7/10
    « »