1 Организация беспроводных сетей Часть 3 Антенны

2 Определение антенны Антенну можно определить как проводник, используемый для излучения или улавливания электромагнитной энергии из пространства.

3 Диаграмма направленности Эффективность передачи сигнала для различных направлений неодинакова Для определения эффективности используется диаграмма направленности

4 Типы антенн Изотропная Полуволновой диполь Параболическая антенна

5 Изотропная антенна Понимают точку в пространстве, которая излучает энергию одинаково во всех направлениях

6 Полуволновой диполь

7 Направленное излучение

8 Парабола Это геометрическое место точек, равноудаленных от некоторой фиксированной прямой линии и фиксированной точки, которая не принадлежит этой линии.

9 Поляризация антенн Вертикальная Горизонтальная

10 Коэффициент усиления Является мерой направленности антенны Это отношение мощности сигнала, излученного в определённом направлении, к мощности сигнала, излучаемого идеальной ненаправленной антенной в любом направлении По отношению к диполю – дБ По отношению к изотропной антенне - д Би

11 Единицы измерения P 1 – измеренная мощность (Вт), P 2 – эталонная мощность (Вт), V 1 – измеренное напряжение (В), V 2 – эталонное напряжение (В).

12 Выбор децибела интенсивность сигнала часто снижается по логарифмическому закону, поэтому ослабление проще выражать в децибелах, являющихся логарифмическими единицами. суммарное усиление или ослабление сигнала в каскадном канале передачи можно вычислить с помощью простых операций сложения или вычитания.

13 Распространение сигнала При распространении сигнал, излученный антенной, может огибать поверхность Земли, отражаться от верхних слоев атмосферы, либо распространяться вдоль линии прямой видимости.

14 Дифракция (огибание) путь распространения сигнала в той или иной степени повторяет контур планеты (до 2 МГц)

15 Распространение вдоль линии прямой видимости Если частота радиосигнала превышает 30 МГц, то огибание им земной поверхности и отражение от верхних слоев атмосферы становятся невозможными.

16 Искажения в процессе передачи 1. Затухание 2. Потери в свободном пространстве 3. Шум 4. Атмосферное поглощение 5. Многолучевое распространение

17 1. Затухание При передаче сигнала в любой среде его интенсивность уменьшается с расстоянием В изотропной среде такое ослабление, или затухание, в общем случае логарифмически зависит от расстояния Для изотропной среды затухание можно выразить как постоянную потери интенсивности (в децибелах) на единицу длины

18 2. Потери в свободном пространстве Передаваемый сигнал рассеивается по мере его распространения в пространстве Мощность сигнала, принимаемого антенной с постоянной эффективной площадью, будет уменьшаться по мере удаления от передающей антенны

19 2. Потери в свободном пространстве Для идеальной изотропной антенны Для антенн с коэффициентом усиления

20 3. Шум Тепловые Интермодуляционные Перекрёстные Импульсные

21 Тепловой шум Является результатом теплового движения электронов Устранить нельзя, поэтому именно он определяет верхний предел производительности систем связи

22 Интермодуляционный шум Это помехи, возникающие на частотах, которые представляют собой сумму, разность или произведение частот двух исходных сигналов

Перекрёстные помехи Возникает вследствие нежелательного объединения трактов передачи сигналов 23

24 Импульсные помехи По своей природе являются прерывистыми и состоят из нерегулярных импульсов или кратковременных шумовых пакетов с относительно высокой амплитудой Причины: внешние электромагнитные воздействия (например, молнии) или дефекты (поломки) самой системы связи

25 4. Атмосферное поглощение Вклад в ослабление сигнала вносят водные пары и кислород Дождь и туман (капли воды, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе) приводят к рассеиванию радиоволн и, в конечном счете, к ослаблению сигнала

26 Отношение сигнал/шум Отношение энергии сигнала на 1 бит к плотности мощности шумов на 1 герц Используется в качестве меры производительности цифровых систем связи

27 Необходимо связать сетевые инфраструктуры двух офисов А и Б по беспроводной линии: Пример: Распространение сигнала

28 Пример: Распространение сигнала

29 Расчёт дальности Расчёт по графику Расчёт по формуле

30 Расчёт дальности по графику Для определения дальности связи необходимо рассчитать суммарное усиление тракта и по графику определить соответствующую этому значению дальность

31 Расчёт дальности связи по графику

32 Средняя чувствительность приёмников D-Link # 54 Мбит/с: -66 dBm # 48 Мбит/с: -71 dBm # 36 Мбит/с: -76 dBm # 24 Мбит/с: -80 dBm # 18 Мбит/с: -83 dBm # 12 Мбит/с: -85 dBm # 9 Мбит/с: -86 dBm # 6 Мбит/с: -87 dBm и т.д.

33 Расчёт дальности по формуле FSL определяется суммарным усилением системы – 10 дБ

34 Расчёт зоны Френеля Радиоволна в процессе распространения в пространстве занимает объем в виде эллипсоида вращения с максимальным радиусом в середине пролета, который называют зоной Френеля

35 R – радиус зоны Френеля (м) S+D – расстояние между антеннами (км) f – частота (ГГц)

36 1. Точка доступа со съёмной антенной 2. Полосовой фильтр 3. Кабельная сборка SMA-RP-plug N-type-male 4. Инжектор питания 2 N-type-female 5. Переходник TLK-NTYPE-MM 6. Кабельная сборка HQNf-Nm15 7. Усилитель 2.4 ГГц 8. Кабельная сборка HQNf-Nm1, Внешняя направленная антенна Антенно-фидерный тракт с усилителем

37 Простой антенно-фидерный тракт 1. Точка доступа; 2. Pigtale (в комплекте с антенной); 3. Кабельная сборка; 4. Модуль грозозащиты (в комплекте с антенной); 5.Антенна.

38 Точка доступа, подключённая напрямую к антенне 1. Точка доступа; 2. Pigtale (в комплекте с антенной); 3. Модуль грозозащиты (в комплекте с антенной); 4.Антенна.

39 Антенны для беспроводных устройств Антенны используются для усиления сигнала и могут использоваться в зависимости от модели внутри или снаружи помещения. Диапазон частот: от 2.4ГГц до 2.5ГГц Сопротивление: 50 Ом Максимальное усиление: ГГц Затухание в кабеле (1.5 м): 2.45ГГц ДН в горизонтальной плоскости: 68° ДН в вертикальной плоскости: 80° 1) Антенна ANT направленная антенна 2,4ГГц с коэффициентом усиления 6dBi для внутреннего использования

40 2) Антенна ANT всенаправленная антенна с высоким коэффициентом усиления 7dBi Диапазон частот: от 2.4ГГц до 2.5ГГц Направленность: всенаправленная Сопротивление: 50 Ом Максимальное усиление: 7.0 dBi Затухание в кабеле (1.5 м): 2.45ГГц ДН в вертикальной плоскости: 24° ДН горизонтальной плоскости: 360°

41 3) Антенна ANT всенаправленная антенна 8 dBi Рабочие частоты: 2,4 –2,5ГГц Усиление сигнала: 8 dBi Разъем: N–type-male Кабель переходник: N–type-female в RP-SMA, Длина: 0,5 м ДН по горизонтали: 360° ДН по вертикали: 15°

42 4) Антенна ANT антенна для внутреннего и внешнего использования, 8.5 dBi Диапазон частот: ГГц Усиление: 8,5 dBi Разъем: N–type-male Кабель переходник: N–type-female в RP-SMA, Длина: 3 м Потери в кабеле 0.83 дБ/м ДН по горизонтали: 70° ДН по вертикали: 70°

43 5) Антенна ANT направленная внешняя антенна типа YAGI, 12 dBi Диапазон частот: 2,4 – 2,5 ГГц Усиление сигнала: 12 dBi Разъем: N–type-male Кабель переходник: N-type-female в RP-SMA Длина: 50 см ДН по горизонтали 50° ДН по вертикали 50° Горизонтальная ДН Вертикальная ДН

44 6) Антенна ANT направленная антенна типа YAGI (волновой канал), 18dBi Диапазон частот: ГГц Усиление: 18 dBi VSWR Разъем: N–type-male Кабель переходник: N-type-female в RP-SMA Длина: 50 см ДН по горизонтали: 15° ДН по вертикали: 15°

45 7) Антенна ANT параболическая антенна с высоким коэффициентом усиления, 21 dBi Диапазон частот: ГГц Усиление: 21 dBi Разъем: N–type-male Кабель переходник: N–type-female в RP-SMA Длина 3 м ДН по горизонтали 5° ДН по вертикали 8° Горизонтальная ДН Вертикальная ДН

46 Адаптер Power over Ethernet (PoE) DWL-P100 Адаптер передает данные, и электрические сигналы на беспроводные устройства используя стандартный кабель Ethernet категории 5. Это исключает необходимость непосредственного подключения источника питания к каждой точке доступа. Состав: 1 основной модуль 1 терминальный модуль Контакты кабеля Ethernet категории 5: Данные: 1, 2, 3, 6 Питание: 4, 5, 7, 8 Скорость передачи данных: 10/100Mбит/с TIA/EIA 568 Cat. 5 Разъем: RJ-45

47 Использование Power over Ethernet