4. Дальность работы по Wi-Fi

На дальность работы, скорость связи и устойчивость подключения по Wi-Fi влияют множество факторов.

Отношение сигнал/шум в точках расположения антенн приемника и передатчика

Это отношение зависит от шумов и помех на используемых частотах, наличия других мешающих беспроводных сетей, работающих на тех же или соседних каналах, наличия помех от промышленного оборудования, наличия беспроводных аналоговых систем передачи видео (видеосендерах), работающих на тех же частотах и т.д. Без наличия соответствующих приборов (анализаторов спектра) оценить соотношение сигнал/шум на выбранном канале невозможно, можно только перевести точку доступа в режим клиента и просканировать эфир на наличие мешающих беспроводных сетей.

Обычно отношение сигнал/шум можно оценить только на практике после установления связи и при наличии большого уровня помех бывает необходимо отстроиться от них, перейдя на другие каналы или даже на другой диапазон.

Наличие препятствий на пути распространения сигнала

Если на пути распространения сигнала есть объекты, мешающий его распространению, то на расстоянии более 50 метров отсутствие связи практически гарантировано! Объекты, мешающие распространению радиосигналы, могут быть любыми, наиболее распространены здания, линии электропередач, деревья и т.д.

Очень часто недооценивают влияние деревьев. Следует учитывать, что один метр кроны ослабляет сигнал до 6 дБ!

Для устранения препятствий можно изменить место установки антенн, поднять антенны выше препятствий (с учетом зоны Френеля, о чем будет написано ниже), либо организовать передачу видео от беспроводных камер с использованием промежуточных ретрансляторов или мостов.

Наличие препятствие в зоне Френеля

Зона Френеля – это область вокруг линии прямой видимости, в которой распространяются радиоволны. Как правило, перекрывание 20% зоны Френеля не вызывает больших потерь сигнала. Но при перекрывании более 40% потери становятся уже значительными.

 

Расстояние между антеннами, м	Требуемый радиус первой зоны Френеля на частоте 2.4 ГГц, м	Требуемый радиус первой зоны Френеля на частоте 5 ГГц, м
300	3,06	2,12
1600	7	4,9
8000	15,81	10,95
10000	17,68	12,25
15000	21,65	15

На расстояниях более нескольких километров для расчета прямой видимости радиолинка кроме рельефа необходимо учитывать кривизну земли.

Влияние погоды на беспроводную связь с Wi-Fi камерами

Природные явления, такие как дождь, туман и снег незначительно влияют на стабильность беспроводной связи. Некоторое влияние оказывает сильный дождь или сильный туман. Влияние погодных условий становится заметно при частотах выше 4 ГГц, поэтому в системах на 2.4 ГГц влияние погоды будет незначительно. Диапазон 2.4 ГГц достаточно плотно занят, а влияние погоды на 5 ГГц диапазон пренебрежимо мало на расстояниях порядка 800 м.

Кабельная система

Для подключения внешних антенн к точке доступа используются кабельные сборки, состоящие из кабелей с соответствующими разъемами для подключения к точке доступа и антенне. Качество изготовления кабельной сборки и монтажа ее в месте установки антенны оказывает большое влияние на качество и скорость связи.

Для подключения антенн используются коаксиальные кабели. Коаксиальные кабели состоят из центрального проводника, окруженного диэлектриком и экрана.

По внутреннему проводнику передается радиосигнал, а внешний экран предотвращает излучение сигнала в атмосферу и интерференцию с внешними сигналами.

При передаче сигнала по кабелю, он затухает. Степень затухания зависит от частоты передачи и конструкции кабеля. Затухание в кабеле должно быть сведено к минимуму, для чего необходимо применять качественные кабели, рассчитанные на используемый диапазон частот минимальной длины.

Длина кабеля в любом случае не должна превышать нескольких метров из-за того, что потери в кабеле на частотах Wi-Fi весьма велики.

Еще одним компонентом кабельной сборки являются разъемы. Наиболее часто используемые разъемы при связи по Wi-Fi – это разъемы типа N и SMA.

Разъемы типа N	Разъемы типа SMA

Разъемы делятся на разъемы типа male (папа) и разъемы типа female (мама), а также на тип соединения – винт или гайка.

Таким образом, существует 8 типов разъемов и при подключении оборудования необходимо внимательно подойти к выбору типов разъемов кабельной сборки.

• Внимание! Обращение с кабельными сборками требует осторожности!
  - Не бросайте кабельные сборки на пол и не наступайте на них при монтаже и демонтаже!
  - Не перегибайте кабель и не выдергивайте разъем, держась за кабель.
  - Не используйте инструменты для закручивания разъемов. Всегда делайте это только руками.
  - Не допускайте попадания влаги (снег, дождь, туман) на внутренние части разъемов и под изоляцию кабеля. Вода на частотах работы Wi-Fi оборудования оказывает очень большое сопротивление. Помните, что попавшую влагу практически невозможно высушить и кабельная сборка после попадания влаги подлежит замене!
  - После окончания монтажа и настройки линии связи дополнительно загерметизируйте разъемные соединения.

Помните, что при несоблюдении данных условий возможно возникновение проблем со стабильностью работы из-за нестабильности параметров кабельных сборок!

Эти проблемы очень трудно отследить и обнаружить, а они могут привести к непредсказуемому поведению радиоканала.

Мощность передатчика

Мощность передатчика определяет расстояние, на которое будет передаваться сигнал, а также скорость передачи. Чем больше мощность передатчика, тем на большем расстоянии можно установить связь. Мощность передачи обычно измеряется в милливаттах или дБм.

Если необходимо обеспечить максимальную дальность связи, то используйте передатчик большой мощности и антенну с большим коэффициентом усиления.

Чувствительность приемника

Параметры приемника Wi-Fi характеризуются прежде всего его чувствительностью, которая определяется как минимальный уровень сигнала, при котором приемник способен удовлетворительно декодировать информацию. Порог приемлемости определяется частотой появления ошибочных битов (BER), частотой появления ошибочных пакетов (packet error rate, PER) или частотой появления ошибочных фреймов (frame error ratio, FER).

Обратите внимание на то, что чувствительность приемника указывается для конкретной скорости передачи, поскольку каждая схема модуляции имеет свои требования к отношению сигнал/шум (SNR). В общем случае, чем выше скорость передачи данных, тем больше должно быть отношение сигнал/шум и, следовательно, тем выше чувствительность приемника.

Чувствительность приемника - один из важнейших входных параметров для оценки характеристик Wi-Fi оборудования, который, в конечном счете, определяет достижимые скорости передачи данных и радиус действия.

Используемые антенны

Несмотря на важность всех описанных выше параметров, основное влияние на дальность и скорость связи оказывают типы применяемых антенн.

Источник: Security-bridge