Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Антенны для устройств беспроводных ЛВС

Дэйв Молта

До недавнего времени разработчики оборудования для беспроводных ЛВС (БЛВС) не уделяли должного внимания проектированию антенн. Например, антенны некоторых ноутбуков, которые представляют собой проложенные внутри корпуса машин куски провода, даже не были сориентированы для оптимального функционирования. Широко используемые в точках доступа антенны, предназначенные для разнесенного приема радиосигналов, работают ненамного лучше этих проводов.

Однако ситуация меняется. Новые “интеллектуальные” антенны от компаний Airgo Networks, Motia, Vivato и других производителей существенно улучшают характеристики устройств БЛВС, в том числе повышают их дальность действия. Если в будущем вы планируете задействовать “интеллектуальные” антенны или хотите использовать возможности имеющихся антенн по максимуму, то вам следует знать их параметры. Это так же важно, как знание характеристик вносимого затухания, волнового сопротивления и перекрестных наводок кабеля проводной ЛВС.

Параметры антенн

Любая антенна выполняет две основные функции. Работая на прием, она преобразует электромагнитную волну в электрический сигнал. Последний затем обрабатывается беспроводным устройством, в результате чего мы получаем цифровые данные. При передаче информации антенна преобразует электрический сигнал в электромагнитную волну, которая излучается в окружающее пространство. Для передачи потоков данных по радиоволнам используются сложные схемы модуляции.

От того, как хорошо антенна осуществляет эти функции, зависят возможность подключения пользователей к БЛВС и скорость передачи данных. Если антенна не будет излучать радиоволны должным образом, интерфейсы БЛВС (адаптируясь к низкому уровню сигнала) снизят свои максимальные скоро-сти передачи, что приведет к уменьшению производительности сети. Подходящая антенна должна обеспечивать требуемое радиопокрытие и минимизировать уровень сигналов БЛВС, выходящих за пределы обслуживаемого здания.

Итак, рассмотрим параметры антенн. В качестве базы для сравнения способности разрабатываемых антенн усиливать радиосигнал радиоинженеры используют гипотетический изотропный излучатель. Он излучает радиосигнал равномерно по всем направлениям, поэтому его диаграмма направленности (ДН) имеет вид сферы. Коэффициент усиления (КУ) такой антенны равен 0 дБ, а КУ любой другой антенны выражают в децибелах относительно изотропного излучателя.

ДН антенны может быть представлена в виде трехмерного изображения или как два двухмерных графика. Самым распространенным типом антенн в БЛВС является всенаправленный диполь. Такими антеннами оснащены многие точки доступа. Будучи ориентированным перпендикулярно поверхности земли, в азимутальной плоскости диполь излучает сигнал равномерно по всем направлениям, а его ДН в этой плоскости (при использовании полярных координат) имеет форму окружности, в центре которой находится сам диполь. На рисунке показаны трехмерное (а) и двухмерные — в азимутальной (б) и угломестной (в) плоскостях — изображения ДН всенаправленной антенны с КУ 2,2 дБ. При этом предполагается, что она установлена перпендикулярно поверхности земли. В отличие от сферической ДН изотропного излучателя ДН этой антенны как бы растянута в азимутальной плоскости, т. е. большую часть энергии радиоволн она излучает по горизонтали, что, собственно, и обеспечивает ее более высокий КУ (2,2 дБ) по сравнению с КУ изотропного излучателя. Увеличение КУ антенны способствует росту дальности действия радиосистемы. Оснащенная антенной с такой ДН (как на рисунке) точка доступа обеспечит радиопокрытие большого помещения, при этом уровень ее излучения на соседних этажах здания будет низким. Если же антенну ориентировать горизонтально, то излучаемый ею сигнал будет распространяться и между этажами. При каждом увеличении КУ антенны на 3 дБ уровень принимаемого ею сигнала удваивается.

Специалисты конструируют и остронаправленные антенны, которые фокусируют электромагнитную энергию в узкий луч. К таким антеннам относятся большие параболические антенны, с помощью которых организуют наземные радиолинии длиной до 40 км и более. Названные антенны имеют КУ до 25 дБ и выше.

Варианты реализации антенн

Для оптимизации радиопокрытия к точкам доступа нередко подключают внешние антенны. Возможность их подключения имеется во многих точках доступа, предназначенных для корпоративных сетей. Однако Федеральная комиссия по связи США запрещает применение внешних антенн с устройствами, работающими в некоторых частотных полосах диапазона частот 5 ГГц. Поэтому работающие в этих полосах точки доступа вам придется использовать с имеющимися у них антеннами.

Ведущие производители точек доступа, такие, как компании Cisco Systems, Proxim и Symbol Technologies, предлагают несколько видов антенн для своих продуктов. Другие же производители, включая большинство компаний, недавно вышедших на рынок БЛВС со своими беспроводными коммутаторами, оснащают свои точки доступа фиксированными всенаправленными антеннами. Точка доступа компании Airespace поддерживает внешние антенны и работает с интегрированной направленной пластинчатой антенной, что обеспечивает большую дальность действия, чем конкурирующие продукты. В ходе испытаний дальность действия этой точки доступа была примерно на 15% больше дальности действия других протестированных нами продуктов (за исключением оборудованных “интеллектуальными” антеннами).

Ноутбуки оснащают беспроводными сетевыми адаптерами PC Card или Mini-PCI. Первые имеют простую всенаправленную антенну. В корпусе ноутбука такой адаптер расположен горизонтально, и, как правило, так же ориентирована его антенна, которая в основном излучает вверх и вниз, а не по сторонам, что уменьшает дальность связи. Стоит отметить адаптер FriendlyNET AL1511 фирмы Asante, оснащенный выдвижными антеннами Xwing. Из протестированных нами адаптеров стандарта 802.11b это устройство показало самую большую дальность связи. Оно не самое прочное, но его вертикально ориентированные антенны работают хорошо, помогая обеспечить надежную связь в тех случаях, когда компьютер находится на границе зоны действия сети. Некоторые 2,4-ГГц беспроводные сетевые адаптеры имеют гнездо для подключения внешней антенны.

Беспроводной сетевой адаптер Mini-PCI обычно работает с расположенной в ноутбуке антенной. Как правило, эти антенны — двухдиапазонные, т. е. имеют элементы, функционирующие в диапазонах частот 2,4 и 5 ГГц. Антенну лучше всего размещать по периметру дисплея ноутбука, но тогда для связи ее с беспроводным сетевым адаптером потребуется использовать кабель, в котором радиосигнал будет затухать (потери в антенном кабеле ноутбука составляют 3 дБ и более). Поэтому многие производители размещают антенну рядом с адаптером Mini-PCI, который расположен под клавиатурой ноутбука. К сожалению, при такой компоновке антенна этого адаптера работает хуже, чем антенна платы PC Card.

Антенны становятся “интеллектуальнее”

Хорошей новостью для пользователей БЛВС является то, что антенны устройств этих сетей становятся “интеллектуальнее” и эффективнее в работе. Простейшие “интеллектуальные” антенны, предназначенные для разнесенного приема радиосигналов, широко используются в точках доступа и адаптерах БЛВС. Такая антенна состоит из двух элементов (излучателей) и внутреннего коммутатора, подсоединяющего к приемнику тот элемент, который принимает более мощный сигнал. Она помогает уменьшить негативный эффект многолучевого распространения радиоволн, вызванного их отражением от разных предметов, в результате чего один и тот же переданный радиосигнал многократно (с разной временной задержкой) поступает на вход приемника точки доступа, что приводит к сильному ослаблению принимаемого сигнала.

Для увеличения зоны действия БЛВС требуются еще более “интеллектуальные” антенны, к которым относятся фазированные антенные решетки. Такой решеткой, состоящей из большого числа излучателей, оборудован коммутатор Wi-Fi компании Vivato. Он функционирует как точка доступа, а его решетка наводит радиолуч на клиентское устройство стандарта 802.11. Данная антенная система увеличивает дальность связи (особенно на улице). Однако фазированные антенные решетки, как правило, имеют значительные габаритные размеры и стоят дорого.

Еще один вариант реализации “интеллектуальной” антенны — адаптивная решетка. Такие решетки разрабатывают фирма Motia и другие производители. В них принятые элементами решетки сигналы умножаются на определенные весовые коэффициенты, а затем суммируются. Адаптивная решетка может быть реализована в виде дополнительной подсистемы, подсоединяемой к имеющемуся устройству Wi-Fi.

Этот подход является довольно перспективным, но, чтобы потенциальные заказчики смогли воспользоваться всеми преимуществами того или иного варианта построения “интеллектуальной” антенны, необходимо внести существенные изменения в стандарты на БЛВС. Рабочая группа IEEE 802.11n разрабатывает стандарт на БЛВС следующего поколения, обеспечивающую скорость передачи данных до 100 Мбит/с. В действующих сегодня стандартах 802.11a и 802.11g определена максимальная скорость передачи 54 Мбит/с, а ее реальные значения составляют 25—30 Мбит/с.

Аналитики предполагают, что в стандарте 802.11n будет предусмотрена возможность использования устройств типа MIMO (Multiple Input, Multiple Output), работающих с несколькими антеннами. Такой продукт уже разработан компанией Airgo (см.: ““Интеллектуальная” система компании Airgo”).

В упомянутом стандарте должны появиться и другие новшества. Так, для поддержки 100-Мбит/с скорости передачи данных на значительные расстояния потребуется существенно изменить MAC-уровень 802.11, что чревато возникновением проблем с обратной совместимостью беспроводных устройств. Следите за развитием стандарта 802.11n и за появлением на рынке поддерживающих его устройств. Они будут высокопроизводительными и (благодаря некоторым перспективным антеннам) “интеллектуальными”..


Кабель 3.5 мм jack 2 rca.




  
7 '2004
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Эффективность работы региональных операторов

• Определены российские ИТ-лидеры

• Novell и Red Hat идут в наступление

• Широкополосные услуги: стратегия и тактика внедрения

• Allied Telesyn ставит на "тройной выигрыш"

инфраструктура

• Linux-практикум

• Red Hat побеждает благодаря RHEL 3.0

• Антенны для устройств беспроводных ЛВС

• Информационная безопасность корпоративной БЛВС

информационные системы

• Держите ваши данные синхронизированными

• Комфорт телефонного общения

сети связи

• IP-телефония и безопасность

• Ethernet на просторе

• Семь "смертных грехов" VoIP

кабельные системы

• Технологии оконцевания оптоволокна

• Проектирование систем громкоговорящего оповещения

защита данных

• Естественный отбор

• Защита от выбросов напряжения


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх