Ресиверы
Сравнительная оценка антенн типа рг, бс и об. И.М. Воробьев. Оборудование и эксплуатация радиостанций Базовые станции. Общие сведения

Сравнительная оценка антенн типа рг, бс и об. И.М. Воробьев. Оборудование и эксплуатация радиостанций Базовые станции. Общие сведения

Прием декаметровых волн сопровождается глубокими замираниями сигнала и требует смены рабочих частот во времени в зависимости от состояния ионосферы. Для повышения надежности радиосвязи применяют сдвоенный (реже строенный) прием на два (три) приемника, работающими с разнесенными в пространстве антеннами. В результате число антенн на приемной станции оказывается достаточно большим. Для уменьшения числа антенн, фидеров и упрощения их коммутации приемные антенны должны быть широкодиапазонными. В этих антеннах можно допустить несколько пониженный КПД, поскольку уровни сигнала и внешних помех при этом уменьшаются одинаково и отношение сигнал-шум не изменится. В качестве приемных применяются симметричные и несимметричные антенны бегущей волны .

Симметричные антенны бегущей волны представляют собой систему горизонтальных симметричных вибраторов (рис.17,а), равномерно расположенных в пространстве и подключенных через сопротивления связи к собирательной линии.

Собирательная линия выполняется многопроводной с пониженным волновым сопротивлением W=160-200 Ом. С одного конца собирательная линия посредством фидера подключается к приемнику, а с другого - замыкается на сопротивление R = Wo. Число и длину вибраторов желательно брать большими, при этом увеличивается мощность, принимаемая антенной. Однако увеличение длины плеча более значения 0.64λ нежелательно, поскольку приводит к увеличению уровней боковых лепестков. Для работы в диапазоне волн 12,5... 70 м длину плеча вибратора выбирают равной l = 0,64λкор = 8 м. Длина полотна антенны L (собирательной линии) определяет величину КНД. Из

конструктивных соображений длину антенны ограничивают значением 90 ...100 м. С увеличением числа вибраторов увеличивается действующая длина антенны и уменьшается расстояние между вибраторами. При расстояниях между вибраторами меньше 0,5λ. дальнейшее уменьшение этого расстояния слабо сказывается на уровнях боковых лепестков, но увеличивается шунтирующее действие вибраторов на собирательную линию. Расстояние между вибраторами выбирают в пределах d= (0,3 ... 0,4) λкор, а число вибраторов n= 20-30.

В общем случае входное сопротивление вибратора является комплексным. Непосредственное подключение вибраторов к собирательной линии изменяет ее погонные параметры, изменится и фазовая скорость в ней. Всякое подключение к линии сосредоточенного сопротивления нарушает однородность линии и вызывает некоторое отражение энергии от точек подключения. Чтобы уменьшить шунтирующее действие и отражения, вибраторы к собирательной линии подключаются через сопротивления связи. В качестве сопротивления связи может использоваться активное сопротивление (рис.17,а), конденсатор (рис.17,6) или индуктивность (рис.17,в). В соответствии с этим антенны бегущей волны обозначаются БС, БЕ или БИ.

Из экономических соображении высоту антенн уменьшают до 17... 25 м.

На рис.18 приведены ДН антенны бегущей волны. В сравнении с синфазными и ромбическими антенны БС имеют меньшие уровни боковых лепестков. Активные сопротивления связи исключают резонансные явления, позволяют увеличить длины вибраторов и получить значительно большее перекрытие по диапазону. Одна антенна БС практически перекрывает весь диапазон декаметровых волн. С увеличением сопротивления связи уменьшается влияние вибраторов на собирательную линию, улучшается согласование, но из-за возрастания потерь ухудшается КПД. Низкий КПД позволяет использовать антенны бегущей волны только в качестве приемных.

Для сужения ДН и увеличения КНД два полотна антенны располагают рядом и соединяют параллельно с помощью экспоненциальных фидерных трансформаторов.

В практике радиосвязи большое распространение получили антенны типа БС-2 (21/8) (200/4,5)25. Данное обозначение имеет следующую расшифровку: антенна бегущей волны (Б) с активными сопротивлениями связи (С) состоит из двух параллельно соединенных полотен (2). Каждое полотно имеет по 21 симметричному вибратору с длиной плеча l= 8 м и расстоянием между ними d=4,5м. Сопротивление связи в каждом плече вибратора по 200 Ом. Полотна имеют высоту подвеса над землей 25м.

В условиях ограниченного по размерам антенного поля сдвоенный прием можно осуществить, используя антенны с взаимно перпендикулярными вибраторами (поляризационно-разнесенный прием). Если одна из антенн имеет горизонтальные вибраторы, например БС, то вторая должна иметь вертикальные вибраторы. Такой антенной может быть БСВН - вертикальная несимметричная антенна бегущей волны, вибраторы которой связаны с собирательной линией через активные сопротивления (резисторы) связи (рис.19,а). Число вибраторов, их длина и расстояния между ними выбираются из тех же соображений, что и для антенны БС Собирательная линия (рис. 19,6) выполняется несимметричной, многопроводной с волновым сопротивлением 140 Ом. Внешние провода собирательной линии под каждым вибратором заземляются. Вибраторы через сопротивления связи 350... 800 Ом подключаются к двум внутренним проводам. Антенны БСВН по сравнению с БС имеют меньшую стоимость.

Антенна БСВН2 по сравнению с БС2 в горизонтальной плоскости имеет несколько большие уровни боковых лепестков, поскольку вертикальный вибратор в горизонтальной плоскости не обладает направленными свойствами. Диаграмма направленности антенны БСВН в вертикальной плоскости существенно зависит от параметров почвы. При идеально проводящей почве максимум главного лепестка ДН совпадает с направлением вдоль земли. В условиях реальной проводимости почвы волна, распространяющаяся вдоль земной поверхности, испытывает поглощение и направление главного лепестка составляет с плоскостью земли угол 10...200.

В диапазоне декаметровых волн в качестве приемной антенны можно использовать провод диаметром 3 ... 4 мм длиной 100... ... 300 м, расположенный на высоте 2,5... 3,5 м над землей, вытянутый в направлении на корреспондента. К одному концу через согласующий трансформатор подключается приемный фидер, а к другому - через нагрузочное сопротивление, равное волновому сопротивлению провода,- заземление или противовес.

Вертикальные провода в начале и конце антенны могут существенно ухудшить ее направленные свойства. Чтобы уменьшить длины этих проводов, нагрузочное сопротивление в конце и наружный проводник фидера в начале антенны подключают не к заземлениям, а к приподнятым над землей противовесам. При работе на одной частоте противовес можно выполнить из трех лучей, расположенных в горизонтальной плоскости, расходящихся под углами 120° и имеющих длину 0,25 λ, каждый. При работе в диапазоне противовес выполняют многолучевым, длины лучей которого выбирают по логопериодическому закону Противовес представляет систему из 15 лучей, расположенных в горизонтальной плоскости, расходящихся иод углами 360/15=24° друг к другу.

Для понижения волнового сопротивления провод антенны выполняют из нескольких проволок, разнесенных в пространстве. При работе на трассах небольшой протяженности углы прихода волны Δ≥40° и длина антенны оказывается малой. Например, при Δ = 40° Lопт = 2к, а при Δ = 60° Lопт = λ. Такие антенны обладают слабыми направленными свойствами. Для улучшения направленных свойств антенну выполняют в виде синфазной решетки из двух и более проводов.

При работе с дальними корреспондентами, когда углы прихода волны в вертикальной плоскости Δ≤18°, оптимальная длина антенны Lопт≥10λ. Направленные свойства такой антенны лучше.

Антенна, представляющая собой синфазную решетку, состоящую из двух проводов, разнесенных на 20... 60 м, при длине каждого провода 100 ...300 м, может быть использована на магистральных линиях связи большой протяженности как временная или резервная.

На трассах протяженностью свыше 2000 км применяют сдвоенный прием на разнесенные в пространстве антенны. Если пространственный разнос антенн осуществить затруднительно, применяют поляризационно-разнесенный прием с использованием антенн БС2 и БСВН2, располагая вертикальные вибраторы БСВН2 непосредственно под собирательными линиями антенны БС2.

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ IНАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ

Кафедра ТАВР

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по предмету

"ТЕХНОЛОГИИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ"

екстерн спец. ТЗТе-08

Фесюніна Л.І.

Перевірив: доц. каф. ТАВР Стародубцев Н.Г.

Харків 2009

1. ВЛИЯНИЕ ВЫСОТЫ УСТАНОВКИ АНТЕННЫ БС НА УРОВЕНЬ ПРИНИМАЕМОГО СИГНАЛА

При расчете уровня сигнала в точке приема необходимо учитывать волны, отраженные от земной поверхности. Влияние отраженных от поверхности земли лучей на устойчивость связи можно учесть на основании двулучевой модели (рис. 1.1).

Рисунок 1.1 – Двулучевая модель распространения сигнала БС

Множитель ослабления относительно поля свободного пространства можно представить следующим образом

, (1.1)

где α - коэффициент отражения от поверхности земли; Ф - фазовый сдвиг между прямым лучом и отраженным от Земли. Обычно принимают α = -1, поскольку угол падения обычно мал. В этом случае выражение (1.1) можно записать следующим образом

(1.2)

В свою очередь

(1.3)

где Δr=r 1 -r 2 - разность хода лучей; α -длина волны.

На основании построений на рис 1.1 можно записать

(1.4) и , (1.5)

где h 1 и h 2 - высоты установки антенн БС и МС соответственно; d-расстояние от БС до МС.

Выражение (1.4) и (1.5) можно переписать в виде

На практике обычно d >> h 1 +h 2 ,поэтому можно применить известное приближенное равенство

, где α << 1. (1.6)

Подставляя (1.6) в (1.3) и (1.2), получаем

(1.7)

Мощность сигнала на входе МС приемника может быть рассчитана по формуле

(1.8)

где Р 1 - мощность передатчика БС; G 1 ,G 2 - коэффициенты усиления антенн БС и МС соответственно;

- затухание энергии в свободном пространстве.

Подставляя (1.7) в (1.8), находим

(1.9)

Если ΔФ < 0,6 рад, то sin(ΔФ/2)

ΔФ/2 и формула (1.9) принимает вид (1.10)

Выражение (1.10) позволяет установить, что потери энергии на участке распространения будут составлять 40 дБ/дек.

В самом деле, если d 1 =l км и d 2 =10 км, то при прочих равных условиях

(1.11)

Таким образом, мощность сигнала на входе приемника обратно пропорциональна d 4 , т.е.

где а - коэффициент пропорциональности.

При расчетах потерь энергии в свободном пространстве действует другое правило, а именно20 дБ/дек, т.е.

Для реальных городских радиотрасс имеем

где γ=2...5.

Величина γ не может быть меньше 2, т.к. это значение соответствует свободному пространству.

Из (1.10) также следует, что увеличение высоты установки антенны БС приводит к увеличению уровня сигнала на входе приемника МС примерно на 6 дБ/окт.

В самом деле, удвоение высоты установки антенны БС дает

(1.12)

По вполне понятным причинам высота установки антенны МС не превышает 3 м, поэтому влияние ее высоты на энергетику линии обычно не рассматривают.

В формуле (1.9) не учтены многие факторы, влияющие на распространение радиоволн, а именно: шероховатость поверхности Земли, тропосферное отражение, рельеф местности и многие другие. Поэтому при расчетах часто прибегают к материалам, полученным на основании измерений и статистического усреднения результатов наблюдения.

2 МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Эффективность ССПР зависит от большого числа параметров и может служить показателем соответствия системы своему назначению, указывая степень ее технического совершенства и экономической целесообразности. Для количественной оценки эффективности сети подвижной радиосвязи можно использовать: пропускную способность; достоверность передачи информации; количество каналов, в выделенной полосе частот; размеры обслуживаемой территории; стоимость эксплуатации; статистические параметры трафика и другие факторы.

Обычно эффективность ССПР оценивают числом абонентов, приходящихся на выделенную полосу частот. Такой метод оценки достаточно нагляден и позволяет сравнивать различные системы подвижной радиосвязи.

Допустим, что МС равномерно распределены на территории обслуживания, имеющей вид круга радиуса R 0 с площадью

. Каждая сота представляет собой шестиугольник с радиусом описанной окружности R, имеющий площадь (2.1)

Количество БС на территории обслуживания

(2.2)

Размерность кластера К является частотным параметром системы, т.к. определяет минимально возможное число каналов в ССПР. Если на каждой БС набор состоит из п с с шириной полосы каждого канала F к, то общая полоса частот для ССПР (с учетом повторяемости частот) в направлении передачи составит

Число активных абонентов на всей территории обслуживания равно

В этом случае эффективность использования выделенной полосы частот (2.3)

Из (2.3) следует, что эффективность ССПР не зависит от числа каналов на БС и возрастает с уменьшением радиуса ячейки R. В сущности это указывает на то, что уменьшая размеры ячеек можно повысить повторяемость частот, т.е. их одновременное использование в сети. Кроме того, из соотношения (2.3) следует целесообразность уменьшения размерности кластера К. Рассмотрим более подробно влияние размерности кластера на характеристики ССПР, в частности на уровень взаимных помех, возникающих вследствие повторного использования рабочих частот (рис.2.1). Взаимные помехи можно разделить на два вида.

Во-первых, мобильные станции в ячейках с совпадающими частотами создают помехи в каналах приема базовой станции соты номер один, находящейся в центре рис. 2.1 Отношение сигнал/помеха на входе приемника БС определяется выражением

(2.4)

где Р пр.б – мощность сигнала МС центральной соты на входе приемника собственной БС;

Р ш.б – мощность тепловых шумов приемника БС;

Р п. м. i – мощность помехи от МС в совпадающей соте i-го кластера первого круга;

К 1 – число совпадающих сот первого круга.

Во-вторых, базовые станции всех совпадающих ячеек в первом круге создают помехи мобильным станциям, находящихся в центральной соте. Отношение сигнал/помеха в этом случае

(2.5)

где Р пр.м – мощность сигнала БС центральной соты на входе приемника МС этой же соты;

Р ш.м – мощность тепловых шумов приемника МС;

Р п.б1 – мощность помех от БС совпадающей ячейки i-го кластера первого круга.

Ячейки, создающие помехи на совпадающих частотах

Рисунок 2.1 – Влияние размерности кластера на уровень взаимных помех

Для получения количественной оценки уровня взаимных помех сделаем ряд естественных предположений. Считаем, что Р ш.б и Р ш.м можно пренебречь, поскольку уровень шумов ниже уровня взаимных помех. Полагаем, что

, т.е. будем рассматривать сбалансированную систему. Кроме того, принимаем в расчет, что передатчики всех МС имеют одинаковую мощность. То же самое относится и к передатчикам БС.

Тогда имеем

(2.6)

где (2.7)

При любой размерности кластера в первом кругу располагается шесть совпадающих ячеек, т.е. К 1 =6. Кроме того, все относительные расстояния повторного использования частотных каналов равны, т.е.

С учетом этого выражение (2.7) можно представить в виде

Антенна типа ОБ-2, в частности, с помощью изоляторов может быть установлена на такелаже антенны типа БС-2 (рис. 7.45) с весьма незначительными затратами сил и средств. При этом антенны могут работать независимо друг от друга, являясь взаимным резервом. Антенны имеют линейные взаимноортогональные поляризации, поэтому провода полотна и такелажа антенны БС почти не влияют на характеристики антенны ОБ. Антенны позволяют осуществить сдвоенный прием радиосигналов методом поляризационного разнесения.

Антенны типа ОБ имеют относительно широкий лепесток диаграммы направленности, что снижает их помехоустойчивость. Этого недостатка лишена антенна типа ОБ-Е.

Рис 7.45. Схема размещения антенны типа ОБ-2 на такелаже

антенны типа БС-2

Антенна типа ОБ-Е

При разработке антенна ОБ-Е предполагалась для использования на приемных радиоцентрах магистральной радиосвязи взамен антенн типа БС-2, 2 БС-2, 3 БС-2, лучших по эффективности из имеющихся, но громоздких, дорогих, ненадежных в эксплуатации и трудоемких в обслуживании. Антенна ОБ-Е обладает высоким коэффициентом эффективность/стоимость С .

Схема антенны ОБ-Е приведена на рис. 7.46. Она имеет маркировку ОБ-Е , где L – длина полотна антенны; h – высота подвеса полотна антенны. На рис. 7.46 обозначено: 1 – поверхность «земли»; 2, 8 – проводники противовесов; 3 – источник ЭДС (радиопередатчик, ГСС); 5 – проводник с бегущей волной; 7 – резистор – нагрузка.

Антенна получила маркировку ОБ-Е (однопроводная, бегущей волны), где литера Е указывает на присутствие еще одной волны на проводнике, похожей по структуре на волну Е 0 в круглом волноводе, если смотреть в торец проводника.

Антенна ОБ-Е имела длину L = 300 м.; эквивалентный диаметр проводника с бегущей волной d экв = 280 мм.; наминал нагрузочного резистора R н = 200 Ом; высота подвеса h = 3 м. Диапазон рабочих частот антенны ОБ-Е составляет Δf = 3 ÷ 30 МГц.

Рис. 7.46. Антенна ОБ-Е

Исследования выявили принципиальные расхождения в принципах работы антенн ОБ и ОБ-Е. Они позволяют полагать, что в околопроводном пространстве антенны ОБ-Е происходит перераспределение энергии излучения, что привело к созданию новой, простой по конструкции и очень компактной в поперечнике антенне для магистральных ДКМ радиосвязей, представляющей собой «рупорную антенну без видимых стенок».

ВЧ-антенны бегущей волны типа РГ, РГД, БС, БС-2, ЗБС-2 громоздкие, дорогостоящие сооружения, занимающие большие земельные площади. На крупных стационарных радиоцентрах эти антенны стоят на ответственных связях и должны окупать затраты на их изготовление. Устойчивость и надежность ДKМ линий радиосвязи с ионосферным распространением радиоволн в существенной мере определяется и зависит как от типов применяемых антенн, так и от их состояния на данный момент времени. К общим недостаткам ромбических антенн и антенн типа БС можно отнести наличие мачт высотой в несколько десятков метров с разветвленным такелажем. Этот недостаток отмечается по причинам:

Ограничения возможности восстановления антенны силами центра при выходе из строя хотя бы одной из ее мачт;

а) вид сверху

б) вид сбоку

Рис. 7.42. Антенна БС-21/8.180/4,4.17

Ограничения возможности осмотра полотна антенны, проведения регламентных и профилактических мероприятий (спуск полотна ведет к потере связей на данном рабочем азимуте);

Удорожания и увеличения времени строительства и обслуживания антенн;

Ограничения возможности расстановки антенн на антенных полях.

К частным недостаткам антенн БС можно отнести наличие сопротивлений связи (резисторов), число которых может достигать нескольких сотен. Под воздействием грозовых разрядов резисторы могут сгорать. При этом антенна теряет свои первоначальные свойства, ухудшаются ее характеристики .

Сопоставление основных показателей антенн типа ОБ, РГ и БС-2 (η – КПД антенны, и D – КНД антенны)позволяет сделать несколько важных заключений. Сравним антенны , и ЗБС-2 . Из рис. 7.43 следует, что КПД ромбической антенны много больше КПД антенн типа ОБ и БС, т.е. ее целесообразно использовать как передающую антенну. КПД приемных антенн ДKМ диапазона не является для них определяющим показателем. Здесь на первый план из электрических параметров выдвигается значение КНД, связанного с направлением основного излучения антенны.

Рис. 7.43. К сравнительной оценке КПД антенн различных типов:

1 – ОБ, 2 - РГД; 3 - ЗБС-2

Из анализа рис. 7.43 следует, что по электрическим показателям антенны типа ОБ-2 и БС-2 примерно равноценны, если не считать более низкого КПД антенны БС-2 в длинноволновой области ДKМ диапазона. Ромбические антенны, как приемные антенны, не выдерживают конкуренции с антеннами типа ОБ-2 и БС-2 по диапазонности и направленности.

Сопоставим типовые антенны ЗБС-2 и (см. табл. 7.21) . При этом ограничимся сравнением только основных конструктивных параметров. Анализ показывает, что по конструктивным показателям, антенны типа ОБ-2 существенно превосходят антенны типа БС-2.

На рис. 7.44 приведены характеристики КНД названных выше антенн, а также антенны типа ОБ-2 и нескольких типов антенн РГД.

Рис. 7.44. К сравнительной оценке КНД антенн различных типов:

1 – , 2 – , 3, 4 и 5 – антенны РГД, 6 – ЗБС-2

Таблица 7.21

Конструктивные характеристики антенн 3БС-2 и ОБ-2

Рис 7.45. Схема размещения антенны типа ОБ-2 на такелаже

антенны типа БС-2

Антенна типа ОБ-Е

Рис. 7.46. Антенна ОБ-Е

Результаты расчетов ДН в горизонтальной и вертикальной плоскостях и экспериментальных исследований, полученных с помощью облета на одинаковых частотах, приведены на рис 7.47 и рис.7.48. Экспериментальные точки показаны крестиками.

Из анализа диаграмм направленности следует, что антенна ОБ-Е обладает высокой помехоустойчивостью.

Антенный комплекс ОБ-Е

Для приема сигналов, приходящих под разными углами в угломестной плоскости, создан антенный комплекс ОБ-Е . Он включает в себя три антенны ОБ-Е различной длины L = 60; 120; 240 м, которые ориентированы на местности в одном общем азимуте.

Рис. 7.47. Расчётные и экспериментальные диаграммы направленности антенны ОБ-Е в горизонтальной плоскости

Рис. 7.48. Расчётные и экспериментальные диаграммы направленности антенны ОБ-Е в вертикальной плоскости

Комплекс рассчитан на прием радиоволн в диапазоне 10 м £ λ £ 100 м, (3 ÷ 30 МГц) с ионосферным характером распространения на трассах большой протяженности R > 1000 км. Рекомендации по выбору приёмных антенн приведены в табл. 7.22. Параметры ионосферы нестабильны во времени и неоднородны в пространстве, поэтому в точке приема радиоволн, наблюдаются нестабильность углов q пр по отношению к горизонту и колебания уровней поля.

1) Где лучше располагать базовую станцию?
Базовую станцию следует располагать на высокой точке таким образом, чтобы максимальное число клиентов могли видеть ее антенны. Это может быть крыша высокого здания, башня, заводская труба и т.д.

2) Какое оборудование необходимо для создания базовой станции (БС)?
Простейшая базовая станция (БС) состоит из:
а. беспроводного маршрутизатора РЭС «РАПИРА»
б. ВЧ кабеля с разъемами N. Для подключения к маршрутизатору используется разъем N-male. В зависимости от типа антенны на другом конце кабеля может использоваться N-male, N-female или иной разъем.
в. Антенны - секторной или всенаправленной
г. Кабеля снижения типа STP Cat.5
д. Инжектора питания (входит в комплект поставки РЭС «РАПИРА»)
БС высокой производительности может состоять из 3х или 6ти таких комплектов, обеспечивающих покрытие 360 градусов по азимуту. При использовании версии радиомаршрутизатора с двумя беспроводными интерфейсами может устанавливаться один маршрутизатор на 2 секторных антенны при условии, что частоты передачи отстоят друг от друга не менее чем на 100Мгц.

3) Как много клиентов может быть подключено к одной базовой станции?
Одна базовая станция может обслуживать до 128 клиентов на сектор. Следует помнить, что пропускная способность базовой станции делится между всеми клиентами. Таким образом, скорость, доступная каждому из клиентов зависит от общего числа клиентов, нагрузки, которую каждый из них создает, количества и активности компьютеров в локальных сетях, скрывающихся за клиентскими маршрутизаторами. Вы можете влиять на распределение ресурсов базовой станции, пользуясь средствами QoS , шейпинга и приоритезации, чтобы выделить каждому клиенту необходимую ему полосу пропускания.

4) Что мне потребуется, чтобы подключить локальную сеть клиента к БС?
Вам потребуется:
а. маршрутизатор РЭС «РАПИРА», настроенный в режиме беспроводного клиента
б. ВЧ кабель с разъемами. Для подключения к маршрутизатору используется разъем N-male. В зависимости от типа антенны на другом конце кабеля может использоваться N-male, N-female или иной разъем.
в. Антенна направленная - параболическая или планарная (панельная)
г. Кабель снижения типа STP Cat.5 (до 100м)
д. Инжектор питания (входит в комплект поставки РЭС «РАПИРА»)
В зависимости от результатов энергетического расчета выбирается антенна с необходимым коэффициентом усиления. Антенна монтируется так, чтобы до антенны базовой станции обеспечивалась прямая видимость.
Маршрутизатор является шлюзом для компьютеров ЛВС клиента. ЛВС клиента может быть защищена средствами FIREWALL, встроенными в беспроводный маршрутизатор. Вы также можете задействовать функцию DHCP - сервера для автоматической раздачи компьютерам IP адресов и функцию NAT, чтобы скрыть всю ЛВС клиента за одним IP.

5) Как много локальных сетей клиента может быть подключено к беспроводной сети посредством одного беспроводного маршрутизатора РЭС «РАПИРА»?
РЭС «РАПИРА» имеет один интерфейс в «уличной» версии и 2 интерфейса в «комнатной». Соответственно числу интерфейсов вы можете подключить 1 или 2 сети. РЭС «РАПИРА» также поддерживает VLAN. Подключив к радиомаршрутизатору коммутатор с поддержкой VLAN 802.11Q, вы можете создать до 255 виртуальных интерфейсов и подключить соответствующее количество изолированных друг от друга локальных сетей, обеспечив маршрутизацию между ними и разграничив доступ листами доступа FIREWALL.

6) Может ли быть ограничена доступная полоса пропускания для каждого из клиентов?
Да, скорость по направлению «к клиенту» может быть централизованно ограничена на БС при помощи функции шейпинга. По направлению «от клиента» скорость может быть задана на клиентских радиомаршрутизаторах.

7) Каков максимальный радиус обслуживания базовой станции?
Максимальный радиус обслуживания, т.е. расстояние от БС до самого удаленного клиента зависит в частности от следующих факторов:
а. мощности передатчика (зависит от модуляции) и чувствительности приемника, которая в свою очередь тоже зависит от выбранной скорости (модуляции).
б. усиления антенны БС и антенны клиента
в. потерь в СВЧ кабелях и разъемах (зависит от их типа и длины кабелей)
д. наличия преград для распространения волны в 1й зоне Френеля
е. помех от систем работающих на той же или близкой частоте
Обычно радиус обслуживания соты БС не превышает 10-15км. позволяет заранее оценить максимальный радиус обслуживания при использовании различных антенн и усилителей.

8) Могу ли я использовать усилители чтобы увеличить радиус обслуживания или длину канала точка - точка?
Да, вы можете использовать усилитель внешний усилитель. Модификации РЭС «РАПИРА» PA400 содержат встроенный двунаправленный усилитель. Использование версии PA400 позволяет до 10dB поднять уровень сигнала на передачу, чувствительность на 2-3dB и помогает увеличить радиус обслуживания в 2 - 4 раза. Использование версии PA400 со встроенным усилителем обеспечивает существенную экономию и дополнительны эксплуатационные преимущества.

9) Как выбирать антенну для клиентской станции или канала точка - точка?
Помните старое и мудрое правило «антенна - лучший усилитель». В отличие от усилителя, антенна не вносит дополнительных шумов и не усиливает помехи вместе с полезным сигналом на приеме. Хорошая направленная антенна позволяет «отстроиться» от помех по направлению за счет использования узкого луча. Например, параболическая антенна диаметром 0,9м обеспечивает усиление 30dB и обеспечивает ширину луча порядка 3 градусов. На расстоянии 5 километров такая антенна дает «пятно» излучения с радиусом всего около 130метров. В диапазоне 5-6 ГГц размеры антенны, требуемые для достижения соответствующего усиления меньше, чем для 2.3 - 2.5 ГГц. Помните, что параболические антенны имеют лучшие характеристики по уровню заднего и боковых лепестков по сравнению с планарными антеннами.

10) Как выбирать антенны для базовой станции?
Антенны для базовой станции лучше использовать секторные. Чем меньше угол (сектор) обслуживания, тем меньше помех будет «собирать» такая антенна, но тем больше маршрутизаторов и частотных каналов потребует такая БС для покрытия нужного сектора. Наиболее распространены антенны с шириной основного лепестка 60, 90 и 120 градусов c усилением от 15 до 13dB. Обычно в вертикальной плоскости ширина лепестка составляет 6-8 градусов, то есть излучение «прижато» к земле и распространяется вдоль горизонта. Чем меньше ширина главного лепестка антенны , тем больше ее усиление, обусловленное концентрацией излучаемой энергии. При выборе и юстировке антенны следует пользоваться соответствующим расчетом, чтобы вычислить необходимый наклон антенны по углу места. Слишком малый угол излучения в вертикальной плоскости может ограничить подключение клиентов вблизи от базовой станции, особенно если последняя расположена слишком высоко.

Использование антенн с круговой диаграммой направленности 360 градусов не рекомендуется при создании БС с большим планируемым радиусом обслуживания и числом клиентов, особенно в условиях помех. Кроме того, плоскость излучения всенаправленной антенны направлена строго горизонтально и близкие абоненты, расположенные ниже БС будут испытывать затруднения со связью.

12) Нужна ли «прямая видимость»?
Да, прямая видимость необходима в большинстве случаев. Это означает, что на воображаемой прямой линии между антеннами устройств не должно быть физических препятствий (деревьев, зданий и пр). Следует также учитывать природу распространения волн и делать запас на дифракцию ().

13) Что такое Зоны Френеля?
Зоны Френеля - это пространство вокруг воображаемой линии «прямой видимости», в котором распространяется радиоволна. Хотя бы 80% этой зоны, в которых сосредоточена основная мощность излучения, должны быть также свободны от препятствий, в противном случае сигнал будет ослаблен. Если вы хотите «стрельнуть» в щель между двух домов, сначала диаметра 1й зоны Френеля. Например, для канала 5.8ГГц длиной 16км зона Френеля в середине линка - это круг с радиусом 14м. Промежуток между домами должен составлять не менее 28м. Для 2.4ГГц радиус зоны Френеля будет уже 34м.

14) Могу ли я «прозрачно» объединить 2 ЛВС?
Да, вы можете обеспечить прозрачное прохождение трафика через беспроводные маршрутизаторы «РАПИРА» , настроив их для работы в режиме бриджа. При этом кадры Ethernet проходят фильтрацию по динамической таблице MAC адресов перед отправкой в эфир. Подробнее о настройке оборудования для работы в данном режиме читайте в инструкции по эксплуатации.

15) Как много времени требуется для монтажа простейшей беспроводной сети?
Совсем немного! Квалифицированной бригаде из 2х человек обычно требуется не более одного дня для монтажа канала точка - точка. Монтаж базовой станции из 3х секторов и подключение 5ти клиентов потребует 2-3 дня.

16) Какой длины и разновидности ВЧ кабель использовать?
Кратчайшей длины. Помните, что на частотах 2.3 - 2.5ГГц, а тем более 5-6ГГц кабель вносит весьма существенное затухание. РЭС «РАПИРА» специально имеет всепогодное исполнение, чтобы обеспечить возможность монтажа непосредственно рядом с антенной. При этом вы можете использовать гибкий и удобный в обращении кабель марки 8D-FB (синий или зеленый) или ему подобный. Если же вы хотите расположить антенну на удалении 10 - 20м от маршрутизатора, следует использовать либо толстый гибкий кабель с низким затуханием, например 10D-FB, либо жесткий кабель с соответствующими разъемами. Мы рекомендуем использовать кабели со сплошным вспененным диэлектриком. Эти кабели обладают более стабильными характеристиками и проще в обращении. Кабели с диэлектриком в виде воздушного промежутка, например распространенной марки DX-10 (желтый кабель) обладают рядом неприятных недостатков:
a. при монтаже разъемов пайкой, а также от нагрева при термоусаживании гидроизоляции тонкий внутренний диэлектрик плавится и кабель теряет свойства, начинает вносить огромное затухание
b. в процессе эксплуатации вследствие перепадов уличной температуры и связанного с этим периодического возникновения воздушного разрежения, в полости диэлектрика со временем накапливается влага, от которой кабель теряет работоспособность
c . кабели меняют свойства при изгибании, поскольку центральная жила слабо зафиксирована