MSPStandard.pl - IT dla małych i średnich firm - link do strony głównej

reklama

Stworzony dla firm produkcyjnych

Praca z systemem ERP nigdy nie była tak prosta i intuicyjna. Zobacz demo i sprawdź dlaczego firmy produkcyjne wolą system Epicor.
Zapraszamy do strefy »

popularne komentowane nowości

popularne

Najczęściej czytane

więcej...

Biblioteka Wiedzy poleca

Zarządzaj swoją firmą lepiej

Czołowe przedsiębiorstwa wybierają wszechstronną platformę wspomagającą ład korporacyjny, zarządzanie ryzykiem i dostosowywanie się do...
pobierz »

Więcej bezpłatnych raportów w serwisie

powiększ tekst

ARCHIWUM

Antena antenie nierówna

1 stycznia 2007

Zbigniew Bednarek

Standardowo zasięg sieci Wi-Fi to kilkadziesiąt, w najlepszym razie kilkaset metrów. Wystarczą jednak odpowiednie anteny, aby rozciągnąć WLAN nawet na kilka kilometrów, nie obniżając zbytnio przepustowości!

PC World — O wydajności sieci Wi-Fi, a więc jej zasięgu i przepustowości, decydują trzy parametry: moc wyjściowa nadajnika, czułość wejściowa odbiornika oraz zysk zastosowanych anten.

Standardową jednostką mocy jest wat (W), ale ponieważ podstawowym parametrem pozostałych elementów toru transmisyjnego jest decybel (dB), także moc wyjściową nadajnika podaje się w decybelach (ponieważ dB to uniwersalna jednostka, stosowana w różnych dziedzinach, dlatego dla zaznaczenia, że mamy na myśli stosunek mocy danego urządzenia odniesiony do 1 mW, stosujemy jednostkę dBm).

Czułość odbiornika oznacza poziom sygnału potrzebny do poprawnego odebrania danych przy określonej prędkości transmisji i również jest wyrażana w decybelach.

Fragment specyfikacji odbiornika karty Wi-Fi DWL-G520 firmy D-Link - liczby wskazują czułość odbiornika zamontowanego w urządzeniu. Moc wyjściowa nadajnika, a więc także moc fali emitowanej przez nadajnik, jest stała i nie zależy od szybkości transmisji. Natomiast czułość odbiornika jest tym niższa, im mniejsza jest prędkość. Oznacza to, że transmisja z dużą przepustowością wymaga mocnego sygnału i wraz ze spadkiem jego mocy maleje również przepustowość.

Dlatego gdy oddalasz się od routera, karta Wi-Fi będzie pobierać coraz więcej prądu (czyli bardziej się nagrzewać - dostrzegalne zwłaszcza w notebookach), a mimo to prędkość kopiowania plików może maleć.

Brakującym elementem w tej układance jest zysk energetyczny anteny, parametr czysto teoretyczny, ale bardzo przydatny w praktyce: określa stosunek mocy sygnału emitowanego przez daną antenę do mocy sygnału emitowanego przez antenę wymodelowaną matematycznie.

Producenci często podają zysk w dBi - dodatkowa litera "i" oznacza zysk obliczony na podstawie teoretycznego modelu anteny izotropowej. Możesz go nie zauważać; w warunkach domowych to żaden błąd.

Jak się ma zysk do przepustowości i zasięgu sieci?

Panel konfiguracyjny punktu dostępowego DI-524 firmy D-Link zawiera opcję Antenna transmit power, która decyduje o mocy wyjściowej nadajnika. Jeśli chcesz poznać moc samego routera (bez anteny), od podanej w panelu wartości odejmij 2 dBm (17 - 2 = 15 dBm). Wypromieniowana przez nadajnik fala, docierając do odbiornika, podlega tłumieniu, które wynosi -100 dB na dystansie 1 kilometra, przy czym dwukrotny wzrost dystansu powoduje wzrost tłumienia o -6 dB i vice versa. Oznacza to, że na dystansie 2 km tłumienie wynosi -106 dB, a na dystansie 500 m -94 dB.

Zatem antena o większym zysku (16 dBi) w połączeniu z nadajnikiem o mniejszej mocy (5 dBm) zapewnia na dystansie 300 metrów taki sam poziom sygnału, jak antena o mniejszym zysku (6 dBi) w połączeniu z nadajnikiem o większej mocy (15 dBi) na dystansie 100 metrów.

Wniosek jest prosty: stosując nadajniki o niskim poziomie mocy wyjściowej oraz anteny o dużym zysku energetycznym, uzyskasz większy zasięg łącza bezprzewodowego.

Zysk energetyczny anteny ma wpływ również na przepustowość sieci. Aby zrozumieć tę zależność, należy sięgnąć do danych technicznych karty Wi-Fi bądź punktu dostępowego. Znajduje się tam pozycja "czułość odbiornika" (receiver sensitivity), która przedstawia zależność przepustowości łącza bezprzewodowego od poziomu mocy sygnału.

Jak wynika z ilustracji obok, czułość odbiornika jest określona dla każdej prędkości transmisji i rośnie wraz z nią, co oznacza, że do ustanowienia łącza o dużej przepustowości niezbędny jest mocny sygnał.

Nasz przykładowy (patrz rysunek na następnej stronie) nadajnik emituje fale o mocy 20 dBm, która na dystansie między nim a odbiornikiem ulega stłumieniu o 100 dB, czyli możesz wnioskować, że odległość między urządzeniami wynosi kilometr.

Oznacza to, że fala docierająca do odbiornika ma moc -80 dBm. Zastosowanie anteny o zysku energetycznym 6 dBi zapewnia możliwość odbioru sygnału o mocy -75 dBm (pamiętaj o -1dB strat na przewodzie z anteną oraz złączkach), czyli transmisję z szybkością 36 Mb/s. Natomiast stosując antenę o zysku 16 dBi, otrzymasz sygnał o mocy -65 dBm, który zapewnia transfer 54 Mb/s.

Wniosek, podobnie jak w poprzednim wypadku, jest oczywisty: stosowanie anten o dużym zysku energetycznym pozwala uzyskać większą prędkość transmisji na tym samym dystansie.

Teoria w praktyce: kupujemy antenę

Antena o większym zysku oferuje większą szybkość transmisji niż antena o miejszym zysku - pomiar dotyczy tego samego dystansu między dwoma urządzeniami. Powyższe szacunki są teoretyczne, ale nasze wnioski sprawdzą się i w praktyce, warto zastosować antenę o większym zysku energetycznym.

Zanim pójdziesz na zakupy, musisz dokonać obliczeń. Spójrz na rysunek powyżej: minimalna moc wyjściowa nadajnika w routerze DI-524 to 10 dBm. Jeśli odejmiesz od niej zysk dołączanej fabrycznie anteny, otrzymasz 8 dBm. Oznacza to, że aby pozostawać w zgodzie z polskim prawem, musisz kupić antenę o zysku nie większym niż 12 dBm (13 dBm, jeśli uwzględnić straty na złączkach i krótkim przewodzie - patrz też dalej).

To nie wszystko, ważny jest również kształt anteny, bo wpływa na charakterystykę promieniowania (kierunek promieniowania). W sprzedaży są anteny:

dookólne - wypromieniowana fala rozchodzi się równomiernie we wszystkich kierunkach w płaszczyźnie poziomej;
kierunkowe (sektorowe) - fala jest wypromieniowana w kierunku określanym za pomocą kąta poziomego i pionowego.

Do domowej sieci bezprzewodowej lepsza będzie antena dookólna, zapewniająca pokrycie zasięgiem całego obszaru domu lub mieszkania. Natomiast w wypadku łączy spinających dwa budynki na dużą odległość poleca się anteny kierunkowe.

Ostatni etap: gniazdo i przewód

Kupując antenę, koniecznie trzeba zwrócić uwagę na jej gniazdo połączeniowe, potocznie zwane złączką. Producenci pragnąc zachęcić klienta do zakupu swoich urządzeń, stosują własne, niekiedy dość nietypowe rozwiązania. Rezultatem jest duża liczba typów gniazd, z których najpopularniejsze to: UFL, RP-SMA, MMCX, MCCARD oraz gniazdo typu N.

Jeśli zlecasz zrobienie anteny lub kupujesz ją w serwisie aukcyjnym, zapytaj sprzedawcę, czy wtyczka będzie pasować do gniazda na twojej karcie sieciowej lub w routerze. Najlepiej zdejmij fabryczną antenę i sfotografuj urządzenie.

Gdybyś jednak stał się posiadaczem anteny, której wtyczka nie pasuje do gniazda zainstalowanego na karcie Wi-Fi lub w punkcie dostępowym, musisz kupić odpowiednią przejściówkę, zwaną potocznie konektorem lub pigtailem. To rozwiązanie nie tylko zwiększa koszty, ale wprowadza dodatkowe tłumienie, co spowalnia transmisję.

Nie wolno zapomnieć o długości przewodu: jeżeli chcesz zainstalować antenę za oknem lub na dachu, licz się z tym, że metr dobrego kabla wprowadza tłumienie rzędu -0,5 dB. Jeśli więc nadajnik może emitować sygnał o mocy 8 dBm, a antena podłączona zostanie przewodem 10-metrowym, wnoszone przez kabel tłumienie wyniesie -5 dB. Możesz zatem, nie łamiąc prawa, stosować antenę o zysku energetycznym 17 dBi (8 dBm -5 dB + 17 dBi = 20 dBm).

Podsumowanie

Nie należy kupować anteny na chybił trafił. Najpierw zdecyduj, czy lepsza będzie dookólna, czy kierunkowa, następnie sprawdź moc nadajnika wbudowanego w router. Na koniec zmierz odległość między miejscem montowania anteny a urządzeniem Wi-Fi oraz przelicz, czy przestawienie punktu dostępowego lub komputera nie opłacałoby się bardziej (ze względu na tłumienie przewodów). Dopiero po zebraniu tych informacji możesz odwiedzać sklep lub serwis aukcyjny.

Anteny a prawo

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z 24 października 2005 r. w sprawie urządzeń radiowych, nadawczych lub nadawczo-odbiorczych, które mogą być używane bez pozwolenia radiowego (Dziennik Ustaw z 24 listopada 2005 roku, nr 230, pozycja 1955), moc nadajnika nie może przekraczać 20 dBm, czyli 100 mW (można to obliczyć według wzoru dBm = 10 * log (P/1 mW), gdzie P jest mocą elektryczną wyrażaną w miliwatach (mW)).