Джон Росс - Wi-Fi. Беспроводная сеть

Внешние антенны и точки доступа

Вот некоторые факторы, связанные с уровнем сигнала (и, следовательно, максимальным расстоянием) радиоканала между точкой доступа и сетевым клиентом в сети Wi-Fi:

— коэффициент усиления антенны;

— передаваемая мощность;

— длина антенны;

— затухание в кабеле.

Имейте в виду, что Wi-Fi-соединение перемещает данные в двух направлениях: от точки доступа к сетевому адаптеру и от адаптера к точке доступа.

Поэтому антенны и радиоустройства должны иметь способность как передавать, так и принимать радиосигнал. К счастью, коэффициент усиления и характеристики направленности антенны являются одинаковыми и для приема, и для передачи, поэтому антенна, увеличивающая полезную мощность исходящего сигнала, может также повысить чувствительность приемника к слабому входящему сигналу.

Внешняя антенна должна быть устойчива и к физической среде, в которой она работает. Сильный ветер может сместить антенну от цели, на которую та была изначально ориентирована; скопившийся лед и снег могут ослабить сигнал и увеличить нагрузку на крепежное оборудование, а солнечные лучи — ухудшить качество пластикового покрытия. Поэтому многие антенны размещены внутри обтекателей или иных корпусов, обеспечивающих дополнительную защиту.

В настоящее время существует множество различных форм и размеров антенн на частоту 2,4 ГГц. Всенаправленная антенна может представлять собой один элемент всего в несколько сантиметров длиной с покрытием или без него.

Антенны, встроенные в PCMCIA-адаптеры, являются еще более короткими.

Наиболее распространенные направленные антенны — это «волновой канал» (уменьшенная версия размещаемых на крыше ТВ-антенн), миниатюрные антенны, напоминающие детекторы дыма, параболические рефлекторы, которые могут достигать высоты до 0,9 м, и крупные панели с очень широкими углами аперетуры.

Помните, что в сети 802.11b используются цифровые радиосигналы, поэтому использование повышенной мощности или модной антенны, а также размещение ее на крыше не дает абсолютно никакого преимущества. Если антенна с умеренным коэффициентом усиления обеспечивает приемлемый сигнал, ваши данные не станут сколько-нибудь лучше, если заменить антенну на крупногабаритную и более дорогую. А маленькие антенны также гораздо менее заметны, что может снизить вероятность появления претензий со стороны соседей и местных муниципальных органов.

Характеристики антенны

Беспроводные сетевые устройства используют одни и те же антенны как для передачи, так и для приема радиосигналов. В режиме передачи антенна оперирует с гораздо большей мощностью, чем в режиме приема, но эффективность характеристик остается одинаковой. Антенна, которая повышает эффективную излучаемую мощность сигнала передатчика, на то же значение повышает и чувствительность приемника, поэтому антенна, подключенная к Wi-Fi-точке доступа или сетевому адаптеру, будет повышать уровень радиосигналов, передающихся в обоих направлениях. Наиболее важными характеристиками, которые определяют эффективность антенны, являются апертурный угол и коэффициент усиления.

Апертурный угол представляет собой угол дуги, в пределах которого антенна излучает или принимает энергию с максимальной мощностью или чувствительностью. Если, например, апертурный угол антенны составляет 20°, «пространство» максимального уровня сигнала составляет по 10° с каждой стороны от фронтальной части антенны. Уровень сигнала будет падать, когда обе антенны соединения перестают находиться в пределах взаимных апертурных углов. На рис. 10.1 показан процесс взаимного ориентирования пары направленных антенн.

Рис. 10.1

Встроенные антенны, поставляемые со многими точками доступа и большинством сетевых адаптеров, не являются направленными, поэтому они в равной степени во всех направлениях излучают и детектируют сигналы.

Спецификации для ненаправленной антенны (также называемой всенаправленной) не включают апертурный угол, но если такое случается, он должен составлять 360°. Как следует из названия, при соединении точка-точка антенны ориентируются непосредственно одна на другую, поэтому их апертурные углы могут быть очень узкими.

Коэффициент усиления антенны представляет собой ее эффективную выходную мощность или чувствительность по отношению к стандартной дипольной антенне. Поэтому при измерении уровня сигналов от двух одинаковых передатчиков или одного и того же через два приемника сигнал, проходящий через антенну с коэффициентом усиления 3 dBi, будет на 3 дБ сильнее, чем на эталонной дипольной антенне. Коэффициент усиления антенны возрастает с увеличением размеров антенны и при фокусировании сигнала в пределах узкой апертуры.

Углы и коэффициент усиления антенны удобно представлять аналогично фокусировке света. Стандартная электролампа рассеивает одинаковое количество света во всех направлениях (за исключением основания колбы). Однако, если вы поместите рефлектор с одной стороны от источника света или сфокусируете свет в заданном направлении, кажущаяся яркость света в пределах зоны фокуса возрастет, а при отдалении от целевой зоны будет падать сила света. Общее количество света, излучаемого лампой, остается тем же самым, но большая часть света концентрируется в определенных местах.

Радиоантенны работают похожим образом. Ненаправленная антенна излучает равное количество энергии во всех направлениях, тогда как направленная антенна может концентрировать большую часть энергии в одном направлении.

Направленные антенны с узкими апертурными углами полезны для соединений точка-точка, но это не единственный способ извлечения преимуществ такой антенны в беспроводной сети. При наличии потенциальной возможности помех от других радиосигналов часто полезно расположить направленную антенну так, чтобы их источник был вне апертурного угла с тем, чтобы приемная антенна гораздо менее чувствовала источник помех, чем полезный сигнал.

Когда вы пытаетесь обеспечить покрытие вашей территории сетью, одновременно избегая влияния на соседей, можно разместить направленные антенны на краю охватываемой зоны и направить внутрь ее.

Антенна большого размера эффективнее, чем некрупная антенна, но весьма важен именно правильный размер. Идеальная антенна для любой радиочастоты имеет длину, в точности совпадающую с длиной волны на данной частоте или кратную ей. Поэтому совместно с вашей сетью 802.11b рекомендуется использовать антенну, специально спроектированную для работы на частоте 2,4 ГГц (2400 МГц). Антенна правильных размеров будет отправлять и принимать Wi-Fi-сигналы гораздо более эффективно, чем антенна произвольной длины.