Рівень wi-fi сигналу прийнято виражати в децибелах

Рівень Wi-fi сигналу прийнято виражати в децибелах. Спочатку потужність будь-якого передавача в налаштуваннях wi-fi точки / маршрутизатора виражається в міліват. Розкриємо поняття децибели:

Децибел - логарифмічна одиниця рівнів, затуханий і підсилень.

Децибел - десята частина бела, тобто десята частина десяткового логарифма безрозмірного відносини фізичної величини до однойменної фізичної величиною, прийнятої за вихідну.

Децибел - це безрозмірна одиниця, що застосовується для вимірювання відношення деяких величин - «енергетичних» (потужності, енергії, щільності потоку потужності і т. П.) Або «силових» (сили струму, напруги та т. П.). Іншими словами, децибел - це відносна величина. Чи не абсолютна, як, наприклад, ват або вольт, а така ж відносна, як кратність ( «триразове відзнаку») або відсотки, призначена для вимірювання відносини ( «співвідношення рівнів») двох інших величин, причому до отриманого відношенню застосовується логарифмічний масштаб.

Так само слід зазначити, що наприклад у виробника d-link існує спеціальний калькулятор призначений на розрахунок дальності бездротового зв'язку в ідеальному випадку, для їх обладнання:

Методика і підхід

Для того щоб розрахувати дальність бездротового з'єднання потрібно ввести деякі поняття:

Без висновку наведемо формулу розрахунку дальності. Вона береться з інженерної формули розрахунку втрат у вільному просторі:

FSL (Free Space Loss) - втрати у вільному просторі (дБ); F- центральна частота каналу, на якому працює система зв'язку (МГц); D - відстань між двома точками (км).

FSL визначається сумарним посиленням системи. Воно вважається таким чином:

де - потужність передавача; - коефіцієнт посилення передавальної антени; - коефіцієнт посилення приймальні антени; - чутливість приймача на даній швидкості; - втрати сигналу в коаксіальному кабелі і роз'єми передавального тракту; - втрати сигналу в коаксіальному кабелі і роз'єми приймального тракту.

від швидкості передачі даних

Для кожної швидкості приймач має певну чутливість. Для невеликих швидкостей (наприклад, 1-2 мегабіта) чутливість найменша: від -90 дБмВт до -94 дБмВт. Для високих швидкостей чутливість набагато вище. Як приклад в таблиці вище наведені кілька характеристик звичайних точок доступу 802.11a, b, g.

FSL обчислюється за формулою:

де SOM (System Operating Margin) - запас в енергетиці радіозв'язку (дБ). Враховує можливі фактори, що негативно впливають на дальність зв'язку, такі як:

температурний дрейф чутливості приймача і вихідної потужності передавача;

всілякі атмосферні явища: туман, сніг, дощ;

неузгодженість антени, приймача, передавача з антенно-фідерних трактом.

Параметр SOM зазвичай береться рівним 10 дБ. Вважається, що 10-децибельних запас щодо посилення достатній для інженерного розрахунку.

Центральна частота каналу F береться з таблиці нижче:

Обчислення середньої частоти

В результаті отримаємо формулу дальності зв'язку:

Користуючись усіма перерахованими вище даними можна розрахувати дальність wi-fi сигналу.

Важливе відступ: Спочатку планувалося отримати в децибелах цифру, яка відповідає загасання при проходженні сигналу через перешкоди. Але дана затія провалилася, тому що не вийшло встановити причину по якій передавач при фіксованому bitrate, наприклад 54mbit, при виході за кордон зони на якій може бути досягнута ця швидкість, перемикається на bitrate нижче (48mbit). Тому було вирішено отримувати результат у метрах.

Для проведення практичних експериментів було взято наступне обладнання:

wi-fi router ASUS WL500G Premium version 1

Потужність передавача - 18dbm

Потужність антени - 5dbm

netbook hp compaq mini 311

Потужність антени - 5dbm

Розрахуємо дальність сигналу в ідеальному випадку:

У качесте робочої частоти був обраний 13 канал f = 2484 МГц, швидкість 54MBpsпрі якої чутливість -66dbm.

Знайдемо сумарне посилення системи:

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 кілометрів

В теорії вийшло, що приблизна дальність дії wi-fi сигналу в нашому випадку буде дорівнює 165 метрам.

Перевіримо дані розрахунки на практиці.

Як полігон для досліджень була обрана наступна територія:

Маршрутизатор підключався до UPS і фіксувався в початковій точці. Уздовж дороги кожні 25 метрів зупинявся людина і виробляв виміри за допомогою ноутбука. Ось результат вимірів:

Як видно з таблиці, швидкість 54mbps передавач і приймач перестали підтримувати в проміжку 50 і 75 метрами, а конкретніше, перехід на іншу швидкість був відзначений на відстані 55 метрів.

З огляду на той факт, що антена у нас кругова, то отримане відстань є радіусом дії, а діаметр дії, тобто дальність, дорівнює 110 метрам.

Розбіжність між теорією і практикою пояснюється тим, що не всі параметри були враховані, але це в нашому випадку нормально і не критично.

Таким чином, можна говорити про те, що наш маршрутизатор забезпечує швидкість 54 mbps на відстані 110 метрів.

Так само слід зазначити той факт, що на відстані більше ніж 200 метрів сигнал продовжує прийматися, але швидкість передачі даних дорівнює 1mbps. При такій швидкості інформація не може нормально передаватися.

Відштовхуючись від цього факту, спробуємо подивитися вплив залізо-бетону на wi-fi сигнал:

Щоб подивитися як впливає така перешкода було вирішено використовувати наступне будівлю:

На першому поверсі будівлі був встановлений наш маршрутизатор. Таким чином виходило що ми вимірюємо сигнал з «залізо-бетонної коробки». Ось результати вимірювань:

У цьому випадку швидкість 54 мегабіт перестала підтримуватися на відстані 20 метрів. Таким чином радіус дії wi-fi сигналу на даній чкорості дорівнює 40 метрам.

Зауваження: Варто також звернути увагу на те, що товщина такої стіни дорівнює 10 сантиметрам.

Цегляне приміщення подібного роду пропускає сигнал на відстані 50 метрів. На жаль, товщину стіни цегли, зафіксувати не вдалося.

Чи можна в цих умовах сформулювати універсальне керівництво по вибору

місця установки точки доступу? Швидше за все, немає, але деякі базові принципи,

узагальнюючі накопичений досвід, постараємося їх назвати.

1. Покладіть точки доступу та абонентів бездротової мережі так, щоб кількість перешкод між ними було мінімально. Особливо слід прагнути до скорочення числа стін і перекриттів: кожна перешкода зменшує максимальний радіус зони покриття на 1-45 м.

2. Зверніть увагу на кут між точками доступу (абонентами мережі) і

протяжними перешкодами. Стіна товщиною 0,5 м при куті в 45 ° для радіохвилі еквівалентна стіні з товщиною 1 м. Але якщо випромінювання приходить на неї під кутом в одиниці градусів, її еквівалентна товщина буде на порядок вище! Зауважимо, що не всі програми для планування радіомереж в приміщенні враховують цей нюанс. Найкращий і прогнозований за результатами варіант, коли

сигнал направляється під прямим кутом до перекриттів або стін.

3. Будівельні матеріали впливають на проходження сигналу по-різному: цілком металеві двері або алюмінієва облицювання позначаються негативно. Намагайтеся також, щоб між абонентами мережі були відсутні залізобетонні перешкоди.

4. Незважаючи на високу інерційність ПО моніторингу потужності сигналу, не нехтуйте його допомогою і позиціонують антену на кращий прийом.

5. Творчо ставитеся до розміщення прикладених у комплекті багатьох PCI-адаптерів виносних антен: «прімагнітілась» їх до корпусу в невдалому місці, можна втратити до 25% дальності зв'язку.

6. Видаліть від абонентів бездротових мереж, по крайней мере на 1-2 метра,

Для типового житла забезпечення необхідного покриття, як правило, не є проблемою. Але якщо ви виявляєте невпевнену зв'язок в межах квартири, спробуйте почати свої експерименти, розташувавши точку доступу посередині умовної лінії, що з'єднує найбільш віддалені кімнати, в яких необхідна бездротова мережа.

Якщо цих заходів виявиться недостатньо, то слід розглянути варіант з

застосуванням кімнатних всеспрямованих і спрямованих антен зі збільшеним коефіцієнтом посилення.

Для ангарів, складів, залів, великих офісних приміщень з малопоглощающімі перегородками найчастіше досить ефективним засобом спрощення організації WLAN є «стельові» точки доступу, що мають форму великих таблеток, в яких використані антени зі спеціальною формою діаграми спрямованості.