  |
||||
| « Επιστροφή | ||||
Wi-Fi Κεραίες |
||||
αλλά να μην έχουμε περισσότερη ισχύ από ότι χρειαζόμαστε (για την ακρίβεια θα πρέπει να υπάρχει κάποιο περιθώριο έτσι ώστε να μπορέσουμε να διατηρήσουμε σταθερή ζεύξη και σε έκτακτες συνθήκες όπως αυξημένη υγρασία). Μεγαλύτερη ισχύ από ότι χρειαζόμαστε σημαίνει και μεγαλύτερη λήψη θορύβου, περισσότερες ανακλάσεις, και παρεμπόδιση άλλων ραδιοεπικοινωνιών. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Μια κεραία έχει κάποια απολαβή (κέρδος) όταν εκπέμπει ή λαμβάνει κάποια ηλεκτρομαγνητική ενέργεια προς/από κάποια κατεύθυνση. Η μονάδα μέτρησης ενίσχυσης απολαβής (κέρδους) της κεραίας μετριέται σε dBi. Καθορίζεται από την απολαβή που έχει, σε σχέση με μια ιδανική κεραία η οποία έχει μηδενική απολαβή και λέγεται ισοτροπική διπολική κεραία (δεν υπάρχει, δεν μπορεί να κατασκευαστεί, αλλά είναι χρήσιμη ως σημείο αναφοράς στους υπολογισμούς). Χοντρικά η κεραία λειτουργεί σαν μια πηγή φωτός όταν στέλνει και ως ένας μεγεθυντικός φακός όταν λαμβάνει. Οι κεραίες είναι τριών πολώσεων. Η πόλωση έχει σχέση με το πως μεταφέρεται το ράδιοκύμα. Έτσι έχουμε κυκλική, οριζόντια και κάθετη πόλωση. Εδώ δεν θα ασχοληθούμε με την κυκλική γιατί είναι πιο σπάνια (εξυπηρετεί σε κάποιες ειδικές περιπτώσεις και έχει καλύτερη αντιμετώπιση στις ανακλάσεις - αν θέλετε περισσότερες πληροφορίες). Τα ραδιοκύματα είναι ευκολότερο να τα σχεδιάζουμε και να τα σκεφτόμαστε επίπεδα σε δύο διαστάσεις. Όταν το κύμα φεύγει από την κεραία κάθετα τότε η κεραία είναι πολωμένη κάθετα, αντίστοιχα συμβαίνει όταν είναι οριζόντια. Αν γυρίσουμε την ίδια κεραία (κάθετης ή οριζόντιας πόλωσης) πλάγια κατά 90 μοίρες τότε αλλάζουμε και την πόλωση της. Όταν δύο κεραίες μιάς ζεύξης έχουν διαφορετική πόλωση τότε έχουμε σημαντικές απώλειες (αυτό κοστίζει περίπου 20 dB χαμένη ισχύ). Οπότε επιλέγουμε να έχουν πάντα την ίδια πόλωση. Αυτή η ιδιότητα αποτελεί και πλεονέκτημα αφού επιτρέπει σε περισσότερα ραδιοσυστήματα να μοιράζονται τον ίδιο εναέριο χώρο. Άλλος ένας σημαντικός παράγοντας επιλογής της πόλωσης είναι η μείωση αντανακλάσεων που δημιουργούν το φαινόμενο multipath (πολυδιόδευσης). Εκτός της εκπομπής και λήψης ραδιοκυμάτων μια κεραία σε ένα ασύρματο δίκτυο ανάλογα με τον τύπο της λειτουργεί και ως κατευθυντήρας. Έτσι μπορούμε με την επιλογή ενός τύπου κεραίας να τονίσουμε την εκπομπή προς μία κατεύθυνση και να μειώσουμε την εκπομπή προς άλλες ενώ αντίθετα με κάποιον άλλο τύπο κεραίας να έχουμε μια ισομερή εκπομπή προς όλες της κατευθύνσεις. Ο τρόπος εκπομπής της κεραίας ονομάζεται πρότυπο εκπομπής και μας βοηθάει να επιλέξουμε τον σωστό τύπο έτσι ώστε να έχουμε βέλτιστη εκπομπή αλλά και λήψη.  Δύο είναι τα βασικά είδη εξωτερικών κεραιών ανάλογα με το πρότυπο εκπομπής τους:Η Κατευθυντική Κεραία (directional) όπου το χαρακτηριστικό πρότυπο εκπομπής της είναι έντονα ενισχυμένο προς μια κατεύθυνση και η Πολυκατευθυντική Κεραία (omnidirectional, omni) (ή αλλιώς ονομαζόμενη ευρείας διασποράς) οι οποίες εκπέμπουν προς όλες της κατευθύνσεις. Ακόμα, υπάρχουν οι Sector Antennas (κεραίες τομέα με γωνία οριζόντιας κάλυψης από 40 έως 180 μοίρες) και οι Flat Panel κεραίες (επίπεδες) οι οποίες είναι πιο ενδιάμεσες λύσεις. Κατευθυντικές είναι οι παραβολικές πλέγματος (Grid Parabolic) και τα δορυφορικά κάτοπτρα. Το Πρότυπο Εκπομπής τους είναι τέτοιο, ώστε να δημιουργεί μια σχετικά στενή δέσμη, που όμως μπορεί να φτάσει σε μεγαλύτερη απόσταση. Το πλεονέκτημά τους είναι ότι, εκτός από τη μεγάλη απόσταση, λόγω της στενής δέσμης δεν είναι εύκολο να έχουν παρεμβολές και παράσιτα, έτσι ώστε η σύνδεση να είναι καθαρή. Ιδανικές περιπτώσεις για την χρήση τους είναι η σύνδεση σημείου με σημείο (Point-to-Point) ειδικά αν είναι μεγάλες οι αποστάσεις, αλλά και η σύνδεση ενός σημείου με ένα Access Point, το οποίο χρησιμοποιεί omniDirectional κεραία. Πολυκατευθυντική Κεραία (omnidirectional, omni) (ή αλλιώς ονομαζόμενη ευρείας διασποράς): Πρόκειται για κεραίες που, χοντρικά, έχουν την ίδια ενίσχυση (gain) προς κάθε κατεύθυνση. Στην πράξη, το πρότυπο εκπομπής τους είναι τέτοιο, ώστε να δημιουργούν γύρω τους ένα πεδίο που μοιάζει με "ιπτάμενο δίσκο", με αποτέλεσμα να έχουν μικρότερη ενίσχυση στον κατακόρυφο άξονα και μεγαλύτερη στον οριζόντιο. Το πόσο επίπεδος θα είναι αυτός ο "ιπτάμενο δίσκος" και τη έκταση θα έχει, καθορίζεται από τα επιμέρους χαρακτηριστικά της κεραίας, και την ενίσχυση της (dB). Ιδανική περίπτωση χρήσης τους είναι η σύνδεση ενός σημείου με πολλά (Point-to-Multipoint) με την χρήση ενός Access Point. Σε αρκετές περιπτώσεις είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσουμε αντί για μία omni μία ή περισσότερες Sector ή Flat Panel κεραίες. Τέτοιες περιπτώσεις είναι όταν χρησιμοποιούμε πολλαπλά APs σε έναν πύργο (στερεή μεταλλική βάση), όταν οι σταθμοι (clients) βρίσκονται όλοι προς μια πλευρά, όταν έχουμε ένα μεγάλο εμπόδιο που εμποδίζει το οπτικό μας πεδίο προς την μια πλευρά (π.χ. ένα ύψωμα), όταν θέλουμε να καλύψουμε μεγαλύτερες αποστάσεις. Επίσης όταν θέλουμε να έχουμε την δυνατότητα να απομονώνουμε τμήματα της εκπομπής μας απενεργοποιώντας την αντίστοιχη sector, γιατί δεν υπάρχουν πλέον σταθμοί (clients) ή έχει δημιουργηθεί άλλος κόμβος AP ο οποίος καλύπτει καλύτερα την συγκεκριμένη περιοχή. Πέρα ότι μπορούμε να αντικαταστήσουμε μια sector με μια άλλη sector με διαφορετική γωνία κάλυψης, υπάρχουν και sector οι οποίες είναι ρυθμιζόμενες ανάλογα με τις ανάγκες μας. Συνήθως οι πολυκατευθυντικές κεραίες έχουν κάθετη πόλωση. |
||||
 Το πρότυπο εκπομπής κεραίας SMCANT-00M8 8dBi ευρείας διασποράς, σε οριζόντιο επίπεδο |
||||
 Το πρότυπο εκπομπής κατευθυντικής κεραίας SMCANT-DI145 14dBi, σε οριζόντιο επίπεδο |
||||
 Το πρότυπο εκπομπής παραβολικής κατευθυντικήςκεραίας SMCANT-DI215 21dBi, σε οριζόντιο επίπεδο |
||||
|
Αφού είδαμε σχηματικά τα πρότυπα εκπομπής ας αναφέρουμε και κάποια πράγματα που αφορούν τα ανωτέρω σχέδια. Μια παρατήρηση είναι ότι πέρα από την κύρια εκπομπή δημιουργούνται και μικρές πλαϊνές (αυτό φαίνεται πιο έντονα στο σχέδιο της παραβολικής κατευθυντικής). Η κύρια εκπομπή λέγεται και κύριος λοβός ενώ οι μικρές πλαϊνές πλάγιοι λοβοί. Μια καλή κατευθυντική κεραία θα πρέπει να έχει όσο το δυνατόν στενότερο κεντρικό λοβό και όσο το δυνατόν μικρότερους πλάγιους λοβούς. Οι πλάγιοι λοβοί είναι υπεύθυνοι πολλές φορές για λήψη επιπλέον θορύβου ενώ δεν μας εξυπηρετούν στην εκπομπή. Από την άλλη όσο στενότερος είναι ο κεντρικός λοβός τόσο περισσότερο μειώνονται οι ανακλάσεις και η πιθανότητα για θόρυβο. Στις ανακλάσεις παίζει σημαντικό ρόλο η ζώνη Fresnel (επηρεάζει την εγκατάσταση της κεραίας και όχι την ίδια την κεραία). Πολλές φορές όταν κάνουμε μια ζεύξη προσέχουμε μόνο το οριζόντιο επίπεδο. Αυτό όμως μπορεί να αποτρέψει να γίνουν σωστά κάποιες ζεύξεις. Ας πάρουμε για παράδειγμα την τοποθέτηση μιας omni κεραίας στην ταράτσα ενός δεκαόροφου κτιρίου. Μια συνηθισμένη γωνία κάθετης κάλυψης είναι χοντρικά οι 10 μοίρες, οι οποίες όμως μοιράζονται σε 5 μοίρες πάνω από τον οριζόντιο άξονα και 5 μοίρες κάτω. Έτσι αν έχουμε κάποιον client αρκετά κοντά μας (π.χ. στα 50 μέτρα) σε μια πενταόροφη πολυκατοικία ενδέχεται να μην μπορέσουμε να κάνουμε την σύνδεση (εκτός αν πέσει πάνω σε κάποιον πλάγιο λοβό Wink). Αντιθέτως αν ο client είναι πιο μακριά (π.χ. στα 800 μέτρα) τότε έχουμε πολλές περισσότερες ελπίδες να κάνουμε την σύνδεση. Η ζώνη των 2.4 MHz είναι ελεύθερη (δεν χρειάζεται άδεια), αλλά υπάρχει νομοθεσία που επιβάλει περιορισμούς στην χρήση της. Υπάρχει όριο εκπομπής και αυτό πρέπει να το λάβουμε σοβαρά υπόψη. Αυτό συνεπάγεται σε περιορισμούς στην συνολική ισχύ του εξοπλισμού, και επομένως στην απόσταση των ζεύξεων. Αντίθετα με το τι ισχύει στην Β.Αμερική όπου υπάρχει άλλο όριο για πολυκατευθυντικά interfaces και άλλο για κατευθυντικά (μεγαλύτερο), στην Ευρώπη υπάρχει η δέσμευση στα 20 dBm (100 mw) ανεξαρτήτως της μορφής της σύνδεσης. Μην ξεχνάτε ότι η κλίμακα dB είναι λογαριθμική όποτε οποιαδήποτε διαφορά της τάξης των 3 dBm σημαίνει και διπλασιασμό της εκπεμπόμενης ισχύος. Δηλαδή αν έχουμε εκπομπή στα 23 dBm σημαίνει ότι εκπέμπουμε διπλάσια από το κανονικό! Μια ιδανική κατασκευή που μας επιτρέπει μεγαλύτερες αποστάσεις για τις ζεύξεις μας είναι μια συστοιχία δύο κεραιών που η μία παίζει αποκλειστικά τον ρόλο της εκπομπής και η άλλη αποκλειστικά τον ρόλο της λήψης. Αυτό μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε αρκετά μεγαλύτερη κεραία για την λήψη και μια πιο μικρή για την αποστολή. 
Πρακτικοί κανόνες στα ασύρματα δίκτυα που όμως βασίζονται στα παραπάνω και στην εμπειρία μας.
1ος Χρυσός Κανόνας. Δεν σκεφτόμαστε μόνο την δικιά μας ζεύξη αλλά και τις υπόλοιπες (ακόμα και μελλοντικές) που μοιράζονται τον ίδιο χώρο στον αέρα. Μπορούμε να 'νικήσουμε' κάποιον βάζοντας κάποια μεγαλύτερη κεραία αλλά το ίδιο μπορεί να κάνει και αυτός, και με την σειρά τους και όλοι οι άλλοι που χρησιμοποιούν τον ίδιο χώρο αέρα δημιουργώντας έναν φαύλο κύκλο. Αυτό θα οδηγήσει σε αναξιόπιστες ζεύξεις και στην αναπόφευκτη υπέρβαση του νόμιμου ορίου. Ο σεβασμός στον άλλο, είναι απαραίτητος πέρα από την ηθική του πλευρά και για πρακτικούς λόγους.
2ος Χρυσός Κανόνας. Πάντα κρατήστε την ασφάλεια ως πρώτη προτεραιότητα, νομιμότητα/ αξιοπιστία ως δεύτερη, και
ως τρίτη το κόστος.
3ος Χρυσός Κανόνας. Εκπέμπουμε μόνο τόσο όσο χρειάζεται.
4ος Χρυσός Κανόνας. Χρησιμοποιούμε όσο το δυνατόν πιο κατευθυντικές κεραίες. Από την στιγμή μάλιστα που οι περισσότερες συνδέσεις (αν όχι όλες) είναι σταθερά σημεία.
5ος Χρυσός Κανόνας. Πάντα υπάρχουν περιθώρια πειραματισμού. Ότι και να λέμε εδώ ή οποιοσδήποτε ειδικός δεν σημαίνει ότι δεν μπορούμε να πειραματιστούμε με την μόνη προϋπόθεση να μην είναι σε βάρος άλλων. Μία από τις καλύτερες και φθηνότερες λύσεις για κατευθυντική κεραία αποτελεί το συμπαγές κάτοπτρο το οποίο είναι αρκετά κατευθυντικό. Για να λειτουργήσει ως κεραία θα πρέπει να έχει στο σημείο εστίασης του κατόπτρου μια συσκευή η οποία λέγεται feeder (αντίστοιχο του LNB* από τα δορυφορικά κάτοπτρα). To feeder στην ουσία είναι μια κεραία που ενισχύεται από το κάτοπτρο. Όσο μεγαλύτερο είναι το κάτοπτρο η δέσμη γίνεται πιο κατευθυντική (=μείωση θορύβου+ multipath [πολυδιόδευσης], δυσκολία στόχευσης), οι πλάγιοι λοβοί μειώνονται, αλλά από την άλλη αυξάνει η απολαβή (κέρδος) της κεραίας. Η επιλογή μας πρέπει να βασιστεί σε μια ισορροπία στα παραπάνω. Συνήθως χρησιμοποιούμε κάτοπτρα 65 - 80 εκ. Σε ειδικές περιπτώσεις που έχουν να κάνουν με προβλήματα κατά την εγκατάσταση (μείωση αντίστασης αέρα σε μεγάλο ύψος) μπορεί να χρησιμοποιηθούν και παραβολικές πλέγματος (παρότι δεν συστήνεται). Η χρήση της omni καλό είναι να αποφεύγεται. Παρόλα αυτά, λόγω ευκολίας εγκατάστασης και κόστους μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μικρής ισχύος omni για να καλύψουμε μια μικρή ακτίνα γύρω μας. Η ιδανική λύση είναι η χρήση κεραιών τομέων
[sector] (με μεγαλύτερο κόστος όμως, αν θέλουμε να καλύψουμε το ίδιο εύρος με μια omni).* LNB είναι το βασικό σύστημα λήψης μιας δορυφορικής κεραίας. Τοποθετείται στο σημείο εστίασης του κατόπτρου και έχει ενσωματωμένο κυματοδηγό, για να οδηγεί το σήμα. Το LNB είναι ένας συνδυασμός LNA (Low Noise amplifier) και ενός Block Down Converter, για τη μετατροπή της συχνότητας λήψης σε συχνότητα IF.
Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή μιας κεραίας:Πέρα από τα βασικά χαρακτηριστικά που αναφέραμε - δηλαδή την κατευθυντικότητα, την ισχύ, και την πόλωση - πρέπει να λάβουμε σοβαρά υπόψη κατά την επιλογή μας και μια σειρά από άλλους παράγοντες. Συσχετισμός με τον υπόλοιπο εξοπλισμό: Η κεραία αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι του ασύρματου εξοπλισμού μας, και η αποτελεσματικότητα αυτού πρέπει να κριθεί συνολικά. Η χρήση μιας κάρτας με ρυθμιζόμενη ισχύ μας επιτρέπει να έχουμε μεγαλύτερη γκάμα επιλογών στην απολαβή (κέρδος) της κεραίας στα νόμιμα πλαίσια. Το μήκος και η ποιότητα του καλωδίου (κάθοδος) παίζουν σημαντικό ρόλο. Η χρήση προεκτάσεων καλωδίου μπορούν να μειώσουν την εκπομπή (προσοχή και την λήψη). Η χρήση και άλλων κεραιών άρα και πιθανότητα παρεμβολής είναι ένας άλλος παράγοντας. Εγκατάσταση: Κάποιες κεραίες είναι πιο εύκολες στην εγκατάσταση από κάποιες άλλες. Τα κάτοπτρα απαιτούν πιο γερή στήριξη από ότι οι παραβολικές κεραίες πλέγματος. Διάφοροι λόγοι μπορούν να μας αποτρέψουν από την αγορά μίας κατά τα άλλα ενδεδειγμένης λύσης. (Δεν μπορούν να βάλουν όλοι πύργους στην ταράτσα τους, η εγκατάσταση σε κεραμοσκεπές είναι σαφώς πιο δύσκολη, κάποιοι τύποι κεραίας είναι σαφώς μικρότεροι σε μέγεθος). Αντοχή στον χρόνο: Τα υλικά που χρησιμοποιούνται και η ποιότητα κατασκευής είναι ένας σημαντικός παράγοντας επιλογής. Το αν θα πάρουμε σιδερένιο ή αλουμινένιο κάτοπτρο μπορεί να μην είναι τόσο σημαντικό αλλά η επιλογή μιας γερής βάσης είναι. Διακριτικότητα: Κάποιες φορές για λόγους αισθητικής καταφεύγουμε σε χρήση flat panel κεραιών που μπορεί να μοιάζουν με πλαστικά κουτιά. Βέβαια αυτή η λύση έχει ως μειονέκτημα ότι χάνουμε αρκετή από την κατευθυντικότητα που θα είχαμε με την χρήση ενός κάτοπτρου. Μορφολογία: Δεν είναι όλες οι περιοχές άνετες για ασύρματη επικοινωνία. Το αντίθετο μάλιστα. Υπάρχουν αρκετά εμπόδια που πρέπει να λάβουμε υπόψη και έχουν να κάνουν με δένδρα, κτίρια, υψομετρικές διαφορές, και άλλα που είτε κρύβουν το οπτικό πεδίο είτε δημιουργούν ανακλάσεις. Το να πάρουμε μια Omni για ένα σημείο που δεν έχει καλή οπτική επαφή περιμετρικά μπορεί να μας δημιουργήσει αρκετά προβλήματα. Πρέπει να δεχτούμε ότι κάποιες ζεύξεις δεν είναι εφικτές απευθείας έστω και ας βρίσκονται λίγες δεκάδες μέτρα μακριά μας. Κόστος: Σίγουρα δεν περισσεύουν χρήματα από κανένα. Μερικές λύσεις όμως είναι αρκετά πιο ακριβές από κάποιες άλλες. Όμως εδώ θα σας παραπέμψουμε στον δεύτερο χρυσό κανόνα. Αν πιστεύετε ότι τα παραπάνω αποτελούν ένα άλυτο παζλ, δεν έχετε ασχοληθεί ποτέ με ασύρματα δίκτυα, και θέλετε πάση θυσία να στήσετε κάποιο ασύρματο interface επικοινωνήστε μαζί μας ώστε να αποφύγετε λάθος επιλογές. Το παρόν είναι ένα δείγμα μόνο του τι πρέπει να γνωρίζετε. |
||||
|
« Επιστροφή |
||||
|
|
||||
Copyright © 2002-2006 HellasCams® All rights reserved. Εισαγωγή, Εμπορία, Μελέτες, Εγκαταστάσεις.Axis Communications AB Sweden Certified Partner 
|
