FB
MÓJ KOSZYK
Mój koszyk jest pusty

WLAN, LAN

Trochę teorii

Poradnik Instalatora WLAN
Wstęp
Wychodząc naprzeciw zainteresowaniu wielu osób tematem budowy sieci WLAN, postanowiliśmy zebrać w jednym miejscu niezbędną teorię i kilka informacji praktycznych jak szybko i sprawnie wdrożyć sieć bezprzewodową standardu 802.11 w paśmie 2,4 GHz i 5 GHz.
WLAN (ang. Wireless Local Area Network) jest to technologia pozwalająca budować bezprzewodowe sieci danych niskim kosztem, o zadowalających parametrach i sporych zasięgach. Dodatkową zaletą tej technologii jest krótki czas potrzebny na zbudowanie sieci.
Możliwości sieci WLAN i ich wykorzystanie
  • bezprzewodowy dostęp do sieci lokalnej w domu, w biurze, w urzędach, itp.
  • bezprzewodowy dostęp do ogólnodostępnych punktów dostępu (hot-spot) na lotniskach, w kawiarniach, itp.
  • budowa łączy radiowych punkt – punkt, (łączenie sieci LAN, telemetria, telesterowanie, zdalny monitoring)
  • świadczenie usług dostępu do Internetu poprzez WLAN (w mieście, na wsi)
  • wykorzystanie jako protekcja łączy kablowych
    WLAN standardy
    W opracowaniu opiszemy standardy:
    • 802.11a – standard na pasmo 5 GHz, przepływności do 54 Mbit/s; 5,150 – 5,350 GHz i 5,470 – 5,725 GHz
    • 802.11b – standard na pasmo 2,4 GHz, przepływności do 11 Mbit/s; 2,4 – 2,483 GHz
    • 802.11g – standard na pasmo 2,4 GHz, przepływności do 54 Mbit/s; 2,4 – 2,483 GHz
    Jednak w zakresie tej techniki można się spotkać również ze standardami:
    • 802.11f – IAPP – Inter Access Point Protocol – współpraca między punktami dostępowymi
    • 802.11i – standard definiujący nowe metody zabezpieczeń sieci bezprzewodowej
    • 802.11n – standard do transmisji multimediów w domach. 300 Mbit/s, wykorzystuje techniki MIMO
    • 802.11e – standard definiujący QoS - wsparcie dla jakości usług
    • 802.16 - WiMax standard dla sieci szkieletowych wysokich przepływności
    Zasięg sieci bezprzewodowej
    Należy zdać sobie sprawę, że zasięg sieci bezprzewodowej zależy od wielu czynników, na niektóre z nich możemy mieć wpływ a inne są nieznane. Zasięg sieci zależy do:
    1. Czynników związanych z zastosowanymi urządzeniami:
    • moc wyjściowa urządzenia (podaje producent urządzenia),
    • tłumienie kabli (podaje producent kabla),
    • zysk anten (podaje producent anteny),
    • czułość urządzenia (podaje producent urządzenia),
    2. Od czynników zewnętrznych:
    • tłumienie między antenami (można oszacować na podstawie modelu FSL);
    • zakłócenia od innych urządzeń (nie da się ich przewidzieć – należy uwzględnić pewien zapas mocy kompensujący te zakłócenia).
    • wpływu ewentualnych przeszkód (ścian, stropów, drzew itp.)
    Tak więc chcąc wiedzieć, na jaką odległość będzie działała nasza sieć należy zgromadzić powyższe informacje i dokonać prostych obliczeń podanych w dalszej części poradnika.
    Propagacja fal radiowych
    Strefa Fresnela
    Strefa Fresnela (czyt. frenela) to jedno z najważniejszych pojęć pojawiające się w tematyce radiowej z którym koniecznie trzeba się zapoznać. Jest nią obszar aktywnie uczestniczący w przenoszeniu energii sygnału radiowego. Kształt tego obszaru w przekroju wzdłużnym jest elipsą, a w przekroju poprzecznym jest okręgiem. Promień tego okręgu zmienia się na długości całego łącza radiowego i przyjmuje wartość maksymalną w połowie odległości między antenami. Największe znaczenie ma pierwsza strefa Fresnela, gdyż to właśnie w niej przenoszona jest prawie cała energia sygnału radiowego.
    Kształt strefy Fresnela. R1 jest to promień I strefy.
    [m]
    gdzie:
    • dkm = d1km+d2km, jest to odległość między masztami
    • d1km – odległość od pierwszej anteny w km
    • d2km – odległość od drugiej anteny w km
    Źle wykonana instalacja. Instalator nie zapewnił widoczności radiowej anten. Łącze nie działa.
    Kolejny przykład źle wykonanej instalacji. Obecność przeszkód w pierwszej strefie Fresnela powoduje, że łącze radiowe nadal nie działa.
    Instalacja wykonana poprawnie. Widoczność anten i brak przeszkód w pierwszej strefie Fresnela. Łącze zostało zestawione.
    W praktyce zapewnienie czystości 60% I strefy Fresnela gwarantuje minimalne starty mocy.
    Tab. Zależność promienia I strefy Fresnela w funkcji długości łącza radiowego dla systemów działających na częstotliwości 2,4GHz oraz 5GHz.

    Długość łącza radiowego [km]

    60% promienia I strefy Fresnela [m]

    2,4GHz

    5GHz

    0,1

    1,1

    0,7

    0,2

    1,5

    1,0

    0,5

    2,4

    1,6

    1

    3,4

    2,3

    2

    4,7

    3,3

    3

    5,8

    4,0

    4

    6,7

    4,6

    5

    7,5

    5,2

    6

    8,2

    5,7

    7

    8,9

    6,1

    8

    9,5

    6,6

    9

    10,1

    7,0

    10

    10,6

    7,3

    Krzywizna ziemi
    W przypadku dystansów wynoszących parę kilometrów i więcej, należy uwzględniać krzywiznę ziemi. Dla dystansu 5 km wysokość przeszkód w środku łącza wzrasta o 1 m, a dla dystansu 10km już o 4 m. Anteny powinna być zawieszona na wysokości, spełniającej warunek:
    zawieszenie anteny = wysokość najwyższej przeszkody na torze + 0,6 R1 + krzywizna ziemi
    Przy dużych odległościach należy stosować bardziej dokładne metody wyznaczania wysokości zawieszenia anten, bazujące na profilu hipsometrycznym terenu oraz metodach uwzględniających refrakcję wiązki radiowej.
    Tłumienie w deszczu i w gazie
    Zjawiska te powszechnie uznawane za niekorzystne dla działania systemów radiowych, w praktyce dla systemów WLAN 2,4GHz oraz 5GHz są nieszkodliwe.
    Model FSL i tłumienie w wolnej przestrzeni
    Największy problem sprawia oszacowanie tłumienia między nadajnikiem a odbiornikiem. Gdy projektujemy łącze zewnętrzne możemy skorzystać z modelu FSL, aby oszacować to tłumienie. Model FSL to model propagacji w wolnej przestrzeni, który zakłada że:
    • między nadajnikiem a odbiornikiem nie ma przeszkód,
    • do odbiornika nie dochodzą fale odbite,
    • nie jest przysłonięta 1 strefa Fresnela,
    • model nie uwzględnia wpływu zaników ani zakłóceń zewnętrznych,
    Tłumienie wolnej przestrzeni jest definiowane jako strata sygnału na skutek sferycznego rozpraszania fal radiowych w przestrzeni.
    FSL dla częstotliwości 2,4 GHz dane jest wzorem:
    Lp (dB) = 100 + 20log10 D, gdzie D – odległość
    FSL dla częstotliwości 5,4 GHz dane jest wzorem:
    Lp (dB) = 106 + 20log10 D, gdzie D – odległość
    Tłumienie w wolnej przestrzeni i reguła 6dB
    Sygnał radiowy propagując w przestrzeni ulega osłabieniu, w miarę jak oddala się od anteny nadawczej. Wyznaczenie poziomu tłumienia sygnału radiowego jest kolejnym krokiem w projektowaniu łączy radiowych.

    odległość [km]

    tłumienie [dB]

    2,4GHz

    5GHz

    0,1

    80,4

    86,4

    0,2

    86,4

    92,4

    0,5

    94,4

    100,4

    1

    100,4

    106,4

    2

    106,4

    112,4

    3

    109,9

    116,0

    4

    112,4

    118,5

    5

    114,4

    120,4

    6

    116,0

    122,0

    7

    117,3

    123,3

    8

    118,5

    124,5

    9

    119,5

    125,5

    10

    120,4

    126,4

    Reguła 6dB mówi, że dwukrotny przyrost odległości powoduje wzrost tłumienia sygnału o 6dB, a dwukrotny spadek odległości powoduje spadek tłumienia sygnału o 6dB. Prostota tej reguły pozwala na szybkie zapamiętanie zależności tłumienia sygnału radiowego w funkcji odległości. Wystarczy zapamiętać, że na dystansie 1km w paśmie 2,4GHz tłumienie wynosi 100dB.
    Czyli po zastosowaniu reguły 6dB dla 2, 4, 8km otrzymuje się wartości tłumienia: 106, 112, 118dB. Dla odległości 500m, 250m, 125m tłumienie wyniesie: 94, 88, 82dB. Reguła 6dB także stosuje się do pasma 5GHz i innych, przy czym tłumnie w paśmie 5GHz dla odległości 1km wynosi 106dB, czyli widzimy, że reguła 6dB przekłada się także na częstotliwości.
    Inne modele propagacyjne
    W zastosowaniach profesjonalnych inżynierowie używają bardzo rozbudowanych modeli często opracowywanych do własnych potrzeb:
    • model propagacyjny z przesłoniętą strefą Fresnela
    • model propagacyjny uwzględniający tłumienie ścian w budynku
    Nie jest możliwe wykorzystywanie takich modeli w amatorskich obliczeniach.
    Obliczenia RSL
    Podstawą do obliczenia zasięgu jest zrobienie bilansu łącza radiowego i obliczenie poziomu odbieranego sygnału RSL:
    Składniki bilansu energetycznego
    • TSLdBm - poziom sygnał na zaciskach nadajnika (moc nadajnika)
    • RSLdBm - poziom sygnału na wejściu odbiornika
    • FSLdB - starty sygnału w wolnej przestrzeni
    • GTdBi - zysk anteny nadawczej
    • GRdBi - zysk anteny odbiorczej
    • CLT - starty sygnału w przewodzie i w złączach
    • CLR - starty sygnału w przewodzie i w złączach
    Nadajnik wysyła sygnał wielkiej częstotliwości do przyłączonego kabla z mocą TSLdBm. Sygnał po przejściu do zacisków anteny nadawczej ulega stłumieniu o wartość CLT. Następnie antena wypromieniowuje sygnał i jednocześnie ogniskuje go w kącie połowy mocy, uzyskując w ten sposób efekt wzmocnienia. Po przebyciu odległości dkm fala radiowa ulega osłabieniu o FSLdB. Antena odbiorcza zamieniając falę elektromagnetyczną na sygnał w.cz. zwiększa jego poziom o GRdBi. Sygnał po przejściu przez kabel do odbiornika pojawia się na jego zaciskach przyjmując wartość RSLdBm.
    RSLdBm = TSL – CLT + GTdB – FSL + GRdB - CLR
    Aby uodpornić się na zjawisko chwilowego spadku mocy sygnału wprowadza się do obliczeń parametr e, tj. margines na zanik. Typowa jego wartość wynosi 10dB.
    FM = RSL- RSLFM
    RSLFM jest to poziom odbieranego sygnału w zaniku. Jeżeli chcemy aby RSLFM = - 80dBm to wymaga się aby projekt łącza radiowego był wykonany na RSL = - 70dBm
    Naszym celem jest dobranie takich anten, aby uzyskać przez większość czasu wymagany poziom sygnału - 80dBm. Większość urządzeń bezprzewodowych WLAN pracuje wtedy z największą prędkością.
    Dobór sprzętu, przykład
    Anteny na pasmo 2,4GHz charakteryzują się zyskiem z przedziału od 7dBi do 24dBi. Powszechnie dotychczas stosowanym typem kabla na to pasmo jest H-155 E1170 o tłumienności 49,6dB/100m oraz H-1000 E1192 o tłumienności 21,5dB/100m.
    Jednakże obecnie pojawiły się nowocześniejsze kable o paśmie przenoszenia do 6 GHz. Należy tu polecić odpowiedniki wyżej wspomnianych Tri-Lan 240 E1171 i Tri-Lan 400 WLL E1173.

    Więcej o porównaniu tych kabli można znaleźć w bibliotece:
    Stosowanie przewodów koncentycznych w sieci WLAN
    W paśmie 5GHz anteny osiągają zyski energetyczne 10dBi - 32dBi. Są to więc zyski nieco wyższe od pasma 2,4GHz.
    Chcemy zestawić łącze na odległość 2km i uzyskać możliwie jak najlepsze parametry połączenia. Dysponujemy urządzeniami promieniującymi z mocami 18dBm. Długość kabla łączącego antenę z urządzeniem WLAN po obu stronach połączenia wynosi 7m. Z tabelki doboru zysków anten odczytujemy, że dla tego typu parametrów suma zysków GT i GR powinna być nie mniejsza niż 21,65. Z następnej tabelki odczytujemy, że należy użyć anten ATK-8 A7120.
    Uwaga. Niektórzy producenci ze względów marketingowych celowo zawyżają zyski energetyczne anten. Może prowadzić to do słabego działania łączy radiowych budowanych w oparciu o takie anteny, częstego spadku szybkości transmisji danych, a momentami nawet do utraty połączeń. Najlepiej używać anten, które zostały przebadane w laboratorium i posiadają odpowiednie dokumenty z tych badań. Poza tym istnienie w sąsiedztwie dużej ilości sieci bezprzewodowych może prowadzić do degradacji naszego sygnału. Dlatego czasami warto dodatkowo zaostrzyć kryterium na FM i przyjąć FM=20dB.

    moc
    nadajnika
    [dBm]

    rodzaj kabla

    długość
    kabla [m]

    Zasięg łącza radiowego [km]

    0,5

    1

    2

    3

    4

    6

    8

    10

    15

    16

    H-155

    3

    11,38

    17,38

    23,38

    26,88

    29,38

    32,98

    35,48

    37,38

    40,88

    7

    15,34

    21,34

    27,34

    30,84

    33,34

    36,94

    39,44

    41,34

    44,84

    15

    23,28

    29,28

    35,28

    38,78

    41,28

    44,88

    47,38

    49,28

    52,78

    H-1000

    3

    9,79

    15,79

    21,79

    25,29

    27,79

    31,39

    33,89

    35,79

    39,29

    7

    11,65

    17,65

    23,65

    27,15

    29,65

    33,25

    35,75

    37,65

    41,15

    15

    15,36

    21,36

    27,36

    30,86

    33,36

    36,96

    39,46

    41,36

    44,86

    18

    H-155

    3

    9,38

    15,38

    21,38

    24,88

    27,38

    30,98

    33,48

    35,38

    38,88

    7

    13,34

    19,34

    25,34

    28,84

    31,34

    34,94

    37,44

    39,34

    42,84

    15

    21,28

    27,28

    33,28

    36,78

    39,28

    42,88

    45,38

    47,28

    50,78

    H-1000

    3

    7,79

    13,79

    19,79

    23,29

    25,79

    29,39

    31,89

    33,79

    37,29

    7

    9,65

    15,65

    21,65

    25,15

    27,65

    31,25

    33,75

    35,65

    39,15

    15

    13,36

    19,36

    25,36

    28,86

    31,36

    34,96

    37,46

    39,36

    42,86

    20

    H-155

    3

    7,38

    13,38

    19,38

    22,88

    25,38

    28,98

    31,48

    33,38

    36,88

    7

    11,34

    17,34

    23,34

    26,84

    29,34

    32,94

    35,44

    37,34

    40,84

    15

    19,28

    25,28

    31,28

    34,78

    37,28

    40,88

    43,38

    45,28

    48,78

    H-1000

    3

    5,79

    11,79

    17,79

    21,29

    23,79

    27,39

    29,89

    31,79

    35,29

    7

    7,65

    13,65

    19,65

    23,15

    25,65

    29,25

    31,75

    33,65

    37,15

    15

    11,36

    17,36

    23,36

    26,86

    29,36

    32,96

    35,46

    37,36

    40,86

    Tabela doboru zysków anten, gdy dana jest długość łącza, parametry nadajnika oraz typ i długość kabli

    sumaryczny zysk anten
    na końcach łącza radiowego

    proponowany
    rodzaj anteny

    14

    ATK-P1

    22

    ATK8

    26

    ATK16

    28

    TetraAnt 14 dB

    33

    Grid 16N

    48

    Andrew 26T

    Powyższe rozważania są tylko teoretycznymi dywagacjami. W praktyce należy zawsze mieć na uwadze, że moc promieniowana w paśmie 2,4 GHz nie może przekraczać 100 mW EIRP (20 dBm). Stąd realne zasięgi sieci nie będą większe niż maksymalnie 2 km. Ponadto trzeba zwrócić uwagę, że korzystniej jest użyć nadajnika o mniejszej mocy, za to silniejszej anteny, niż mocnego nadajnika i anteny o małym zysku.
    Dobór sprzętu do wartości EIRP
    Czy stosując antenę o dowolnym zysku energetycznym nie łamiemy prawa? Należy podkreślić, że przepisy nie podają informacji o istnieniu granicznej wartości zysku, której przekroczenie jest niedozwolone.

    Dlaczego więc jedna osoba może mieć antenę o zysku 15 dBi, podczas gdy inna po instalacji anteny o zysku 10 dBi już łamie prawo?

    Dlaczego, niektóre firmy podają w świadectwach zgodności antenę o zysku 15dBi, podczas gdy inne anteny o zysku 10 dBi?
    Odpowiedź na to pytanie wynika wprost z jednego z paragrafów rozporządzenia Ministra Infrastruktury, dotyczącego maksymalnej dopuszczalnej wartości promieniowanej mocy EIRP. Bez pozwolenia radiowego można używać instalacji radiowych nieprzekraczających wartości EIRP 100mW, czyli 20dBm dla pasma 2,4 GHz, 200mW dla pasma 5,150-5,250GHz oraz 1 W (30 dBm) dla pasma 5,47 – 5,725 GHz. Tę samą moc EIRP można uzyskać na wiele sposobów:
    EIRP[dB] = Moc nadajnika dBm – (tłumienie złączek dB + tłumienie kabla dB) + zysk anteny dBi <= 20dBm (dla 2,4 GHz)
    EIRP[dB] = Moc nadajnika dBm – (tłumienie złączek dB + tłumienie kabla dB) + zysk anteny dBi <= 30dBm (dla 5 GHz)
    Aby nie przekroczyć granicznej wartości EIRP, należy dobrać stosowne parametry:
    • moc nadajnika,
    • rodzaj kabla, jego długości
    • zysk anten.
    Trzeba zauważyć, że znacznie korzystniejsze jest użycie nadajnika o mniejszej mocy z anteną o większym zysku niż nadajnika o dużej mocy i anteny o małym zysku. Dlaczego ? Otóż z punktu widzenia bilansu łącza w dowolny sposób można uzyskać żądany poziom mocy promieniowanej, ale stacja bazowa jest nie tylko nadajnikiem, ale również odbiornikiem, a wówczas, gdy odbiera sygnał od klienta, nie ma znaczenia jaką ma moc, tylko liczy się jej czułość oraz zysk anteny. Tak więc zysk anteny “liczy się” zarówno podczas nadawania jak i odbioru, a moc nadajnika tylko podczas nadawania.
    Osobną kwestią jest wykorzystywana moc promieniowana. Zwykle wydaje się, że im większa tym lepsza. A tymczasem, wcale nie jest to prawdą. Zawsze należy nadawać z mocą optymalną, dostosowaną do rozmieszczenia klientów. Zbyt duża moc nadawana to niepotrzebne wysyłanie swojego sygnału poza obszar naszej działalności. Przez to możemy zakłócać sieci, które działają w dalszej odległości. Będziemy też narażać się na ataki na naszą sieć przez osoby znajdujące się w oddali, trudne wówczas do zlokalizowania.
    Zyski anten klienckich również powinny być dobrane optymalnie. Klient, który posiada bardzo mocną antenę, a stację bazową ma blisko, oczywiście będzie miał mocny sygnał ze swojej anteny, ale jednocześnie podczas nadawania może zakłócać inne sieci, nawet w dużej odległości, ale poza tym będzie on “widzieć” te sieci, co za tym idzie będzie widział je jako dodatkowy szum (większy szum to większa liczba błędów i mniejsza prędkość transmisji) lub też będzie współdzielił z nimi medium transmisyjne – co zaowocuje mniejszą prędkością. Stacje, z mniejszymi antenami, będą widziały tylko swoją stację i nie będą miały takich problemów.
    Złącza
    Większość urządzeń WLAN wyposażana jest w złącze SMA/RP, podczas gdy anteny zewnętrzne mają złącza N. Stosując kabel H-155 z jednej strony należy go zakończyć wtykiem SMA/RP a z drugiej strony odpowiednim wtykiem męskim lub żeńskim w zależności od anteny. Jeżeli nie posiadamy zaciskacza, powinniśmy wybrać wtyk zakręcany. Preferowane są jednak złącza zaciskane ze względu na ich solidność.
    Zaciskacze do H-155 i Tri-Lan 240

    Zaciskacze do H-1000 i Tri-Lan 400

    Oprócz zaciskacza, potrzebna jest także lutownica.
    Konektor antenowy E83220 na przewodzie H-155

    Sposoby zarabiania kabli można znaleźć tutaj. Po przygotowaniu kabla należy pocynować wewnętrzną żyłę, a następnie nałożyć końcówkę, grzejąc ją lutownicą w czasie nakładania.
    Dobór kanału radiowego
    Pasmo 2,4 GHz składa się z 13 kanałów, z czego tylko 3 kanały są niezależne od siebie. Oznacza to, że w danym miejscu mogą pracować co najwyżej tylko trzy sieci WLAN. Instalator zanim rozpocznie budowę systemu WLAN powinien się zorientować, czy są jeszcze wolne kanały radiowe. W przypadku wolnych zasobów, należy wybrać kanał radiowy o najmniejszym poziomie szumów.
    Rozmieszczenie kanałów paśmie 2,4GHz. Z 13 kanałów tylko trzy kanały się nie nakładają: np.: 1,7,13; 1,6,11; 1,6,12, 1,6,13
    Przeprowadzone testy pokazały, że wpływ dwóch sieci działających na tym samym obszarze zależy od wybranych kanałów i jest tym mniejszy im kanały są od siebie bardziej oddalone. Gdy dwie sieci działają na tym samym kanale, każda ma dostępną połowę przepływności. Najbardziej niekorzystny przypadek występuje gdy sieci działają na sąsiednich kanałach, gdyż oddziałują wówczas na siebie jak szum o dużej wartości i efektywnie mogą wykorzystać tylko ok. 20% możliwej przepływności. Już odstęp 4 kanałów daje dla każdej z sieci około 70% przepływności teoretycznej. W praktyce widać, że nawet teoretycznie niezależne kanały mają pewien wpływ na siebie.
    Dobór polaryzacji
    Istnieją dwie popularne odmiany polaryzacji: kołowa i liniowa. Polaryzacja kołowa oznacza, że koniec wektora natężenia pola elektrycznego zakreśla w przestrzeni koło. Polaryzacja kołowa może być albo prawoskrętna, albo lewoskrętna. Systemy radiowe o polaryzacji prawoskrętnej nie oddziaływają na systemy o polaryzacji lewoskrętnej.
    Polaryzacje kołowe: prawoskrętna i lewoskrętna
    W przypadku polaryzacji liniowej wektor natężenia pola elektrycznego drga tylko w jednej płaszczyźnie. Jest to płaszczyzna albo pozioma, albo pionowa.
    Systemy radiowe o polaryzacji poziomej nie oddziaływają na systemy o polaryzacji pionowej. Są to bowiem polaryzacje ortogonalne. Cecha ta pozwala podwoić ilości systemów radiowych występujących w jednym miejscu.
    Uwaga. Nie wolno używać anten o polaryzacjach ortogonalnych w zestawianym łączu radiowym, tzn. nie wolno, aby po jednej stronie łącza instalator użył anteny o polaryzacji poziomej, a po drugiej stronie łącza anteny o polaryzacji pionowej. Jeśli chodzi o możliwość współpracy anten o polaryzacji kołowej z antenami o polaryzacji liniowej, to jest to możliwe ale traci się wtedy 3dB na mocy sygnału.
    Szumy
    Szumy są niepożądanymi sygnałami radiowymi, których nasilenie może prowadzić do pogorszenia pracy łącza radiowego, a nawet do jego całkowitego unieruchomienia. Nawet dobrze zbilansowane łącze radiowe może okazać się bezużyteczne na wskutek obecności wysokiego poziomu szumów. Na wartość poziomu szumów projektant nie ma wpływu. Czy można więc się bronić przed szumami? Najprostszym sposobem obrony przed szumami jest zestawienia połączenie na innym kanale radiowym. Innym sposobem jest dobranie anten o większym zysku, aby poprawić stosunek sygnału do szumu (SNR – signal noise ratio).
    Szybkość pracy łączą radiowego zależy od poziomu mocy odbieranego sygnału i stosunku sygnału do szumu (na rysunku oznaczone jako signal strength i signal quality). Aby łącze pracowało z maksymalną szybkością 11Mbit/s wskaźnik powinien znaleźć się na zielonym polu (Excellent). Jeżeli poziom szumu wzrośnie w kanale to nawet wysoka wartość odbieranej mocy sygnału nie uchroni nas przed spadkiem przepływności.
    Efektywna przepływność
    Ponieważ system WLAN opiera się na technice dostępu CSMA/CA oraz korzysta z techniki wysyłania potwierdzeń ACK, w efekcie użytkownik końcowy przyłączony np. łączem 11Mbit/s do sieci odczuwa, że ruch przenoszony takim łączem (np. transfer plików) jest na poziomie 5Mbit/s. Efektywna przepływność łączy WLAN’owych jest dwukrotnie niższa niż szybkość łącza radiowego.
    Tryby pracy punktu dostępowego
    Punkt dostępowy (access point) może pracować w kilku różnych trybach. Każdy tryb charakteryzuje się obsługą specyficznych urządzeń.

    Tryb pracy punktu dostępowego

    Obsługa sieci LAN

    (ilość obsługiwany komputerów)

    Obsługa klientów wyposażonych w karty radiowe

    Współpraca z punktami dostępowymi

    Bezprzewodowy most

    tak

    nie

    Bezprzewodowy most

    Most wielokrotny

    tak

    nie

    Bezprzewodowy most

    Repeater

    nie

    tak

    Punkt dostępowy

    Punkt dostępowy

    tak

    tak

    Przekaźnik, klient punktu dostępowego

    Klient punktu dostępowego

    tak

    nie

    Punkt dostępowy

    Budowanie komórek WLAN i świadczenie usług
    Istnieje kilka możliwości pokrywania obszaru sygnałem radiowym WLAN. Wszystko zależy od tego jakie chcemy uzyskać zasięgi i pojemności.
    Sposoby pokrywania terenu sygnałem radiowym komórka sektorowa i komórka dookólna
    W przypadku a) mamy teren pokryty za pomocą trzech AP i trzech anten sektorowych. Każdy AP używa innej częstotliwości. W przypadku b) mamy jeden AP z zastosowaną jedną anteną dookólną. System a) obejmuje 6 razy większy obszar niż obszar b) i 3 razy większą ilość abonentów. Koszt przyłączenia abonenta w obu systemach będzie zależeć od odległości abonenta od stacji bazowej. Abonenci, którzy znajdują się bliżej stacji bazowej będą wyposażani w anteny o małym zysku, a co za tym idzie o małym koszcie.
    Rozmiar komórki powinien zostać tak dobrany, aby dla danej gęstości zaludnia terenu oraz spodziewanej penetracji rynku w pełni wykorzystać możliwości stacji bazowej.
    W praktycznych realizacjach rozmiar komórki jest ograniczony przez ukształtowanie terenu oraz występujące przeszkody np. drzewa, kominy, budynki.
    Urządzenia zintegrowane z anteną
    Co raz częściej stosuje się urządzenia, które posiadają zintegrowane urządzenie aktywne (Access Point) w antenie. Do takiego urządzenia należy doprowadzić skrętkę komputerową (w przypadku tradycyjnej instalacji był to kabel koncentryczny, który miał ograniczoną długość (tłumienie)), mogącą posiadać długość do 30m (jest to uzależnione od zastosowanego zasilacza, który ma na celu zasilić access pointa w antenie (zasilanie PoE)). Rozwiązanie takie pozwala uniknąć problemu z trudnym prowadzeniem kabla koncentrycznego (mała giętkość) oraz duże na nim straty sygnału.
    Urządzenia na 2,4GHz:
    Punkt dostępowy TP-LINK TL-WA5210G
    Zewnętrzny punkt dostępowy TL-WA5210G High Power 2,4 GHz. Urządzenie posiada takie tryby pracy jak Access Point, WISP Client. Urządzenie znajduje się wraz z anteną o wysokim zysku w odpornej na warunki atmosferycznej obudowie. Dzięki zyskowi anteny wynoszącej 12dBi, dużej mocy wyjściowej 27dBm oraz wysokiej czułość modułu radiowego, urządzenie umożliwia tworzenie długich, wydajnych oraz stabilnych połączeniach bezprzewodowych.
    TP-LINK TL-WA5210G N2350
    Urządzenia na 5GHz:
    Bezprzewodowy punkt dostępowy ULTIAIR 423KC
    Urządzenia ULTIAIR zostały zaprojektowane do budowy s wydajnych sieci dostępu do Internetu. ULTIAIR charakteryzuje się niewielkim opóźnieniem i wysoką przepustowością. Urządzenie pracuje w nielicencjonowanym paśmie 5GHz, dzięki czemu może być używany bez ograniczeń.
    Urządzenia ULTIAIR
    Problemy z sieciami WLAN.

    Przyczyny braku łączności

    Rozwiązanie

    1.

    Przeszkody w I strefie Fresnela

    Zastosować wyższe maszty, zmienić lokalizację anten

    2.

    Źle obliczony bilans energetyczny łącza, źle dobrany sprzęt

    Użyć przewodów o niższym tłumieniu, np. zamiast H-155 wykorzystać H-1000, zastosować anteny o większym zysku

    3.

    Zła polaryzacja anten

    Dobrać anteny o takiej samej polaryzacji

    4.

    Źle ustawione anteny

    Wykorzystać miernik poziomu sygnału podczas instalowania anten. Ustawić anteny w położeniu, w którym odbierany sygnał ma największą moc

    5.

    Wysoki poziom zakłóceń interferencyjnych, szumy

    Wybrać kanał radiowy o najmniejszym poziomie szumów, zmienić polaryzację łącza na przeciwną, zastosować anteny o wyższym zysku energetycznym. W ostateczności zmienić lokalizację anten

    Nieprawidłowa praca systemu radiowego

    Diagnoza

    Rozwiązanie

    A.

    Zrywanie połączeń i niska prędkość łącza radiowego

    Niska wartość parametru SNR

    Punkty 1-5 w poprzedniej tabelce

    B.

    Niski transfer ze stacji bazowej, przy łączu radiowym pracującym z prędkością maksymalną

    Częste kolizje

    Włączyć klientom mechanizm RTS/CTS

    Polecamy zapoznanie się z artykułem: WLAN w domu jednorodzinnym. oraz artykuł WLAN – profesjonalne instalacje wewnątrz budynków.