Антенно-фидерный тракт с усилителем

На рис. 3.1 показана беспроводная система с антенно-фидерным трактом, в который включено множество элементов. Их может быть значительно больше, но здесь показаны наиболее часто используемые. Далее поясним, для чего используется тот или иной элемент, как он называется, и какие нюансы необходимо учесть при его использовании.

Точка доступа со съемной антенной. Почти все беспроводное оборудование D-Link комплектуется съемными штатными антеннами 2-5 дБи (например, DWL-2100AP, DWL-3200AP, DWL-8200AP, DWL-2700AP, DWL-7700AP, DWL-G520 и т. д.). Это означает, что штатную антенну можно легко снять и подключить вместо нее более мощную антенну с необходимым коэффициентом усиления и диаграммой направленности. В технических характеристиках беспроводного оборудования всегда сказано, каким типом антенн оно комплектуется по умолчанию.

Кроме поддерживаемых технологий и скоростных характеристик точка доступа имеет несколько важных физических характеристик, которые являются исходными данными для расчета антенно-фидерного тракта и энергетических характеристик системы. К таким характеристикам относятся:

мощность передатчика, которая измеряется или в милливаттах (мВт) или в децибел-милливаттах (дБмВт).

чувствительность приемника для определенной скорости – чем она выше, тем выше скорость.

Полосовой фильтр. Он показан пунктиром, поскольку его довольно редко включают в систему, но тем не менее он присутствует в системах профессионального уровня. Принято думать, что кабель вносит только потери, связанные с длиной кабеля, и достаточно выбрать кабель с малым затуханием или поставить усилитель, и все проблемы будут решены. Однако это не совсем так. В первую очередь, длинный кабель собирает помехи во всем диапазоне частот, поэтому работе будут мешать все радиоустройства, способные создать на входе приемника карты достаточно сильную помеху. Поэтому часто случается, что в городской среде, в которой присутствует сильное зашумление, связь между точками доступа в системах с вынесенной на большое расстояние антенной крайне нестабильна, и поэтому в кабель необходимо включать дополнительный полосовой фильтр непосредственно перед входным разъемом точки доступа, который внесет еще потери не менее 1,5 дБ.

Полосовые фильтры бывают настраиваемыми и с фиксированной центральной частотой, которая настраивается в процессе производства, например как у фильтров серии NCS F24XXX, поэтому желательно заранее определиться с требованиями по настройке и указать их при заказе. Фильтры различаются шириной полосы пропускания, определяющей диапазон частот, которые не ослабляются.

Кабельная сборка SMA-RP-plug ↔ N-type-male. Часто ее еще называют pigtale – это небольшой переходник с антенного вывода indoor точки доступа, который называется SMA-RP (реверс SMA), на широко используемый в антенно-фидерном оборудовании высокочастотный разъем N-type (рис. 3.2).

Pigtale – кабель входит в комплект поставки всех внешних (outdoor) антенн D-Link, антенны для внутреннего использования также комплектуются необходимыми кабелями. Вносит дополнительное затухание около 0,5 дБ.

Инжектор питания. Включается в тракт между активным оборудованием и входным портом усилителя (вносит затухание не более 0,5 дБ) и подключается к блоку питания, который подключается к розетке 220В. Инжектор имеет 2 порта - оба N-type-female. Инжектор питания и блок питания входят в комплект поставки усилителей.

Переходник TLK-N-type-MM (рис. 3.3). Служит для изменения конфигурации порта с female на male, здесь мы его используем, чтобы подключить к инжектору следующую за ним кабельную сборку (стандартные кабельные сборки обычно имеют разъемы N-type-male ↔ N-type-female).

Общепринятым является, что коаксиальный разъем, устанавливаемый стационарно, например входы или выходы усилителей, фильтров, генераторов сигналов, разъемы для подключения, устанавливаемые на антеннах, имеют конфигурацию "гнездо" (female), а разъемы на подключаемых к ним кабелях имеют конфигурацию "штекер" (male). Однако данное правило не всегда соблюдается, поэтому иногда возникают проблемы при сборке тракта на элементах от различных производителей. Решить эту проблему позволяет использование переходника N-type-male ↔ N-type-male.

Кабельная сборка N-type (female) ↔ N-type (male) (рис. 3.4).

Можно также использовать кабельные сборки большой длины, например, последовательно объединив две 15-метровые сборки (или другие длины), важно только чтобы:

уровень сигнала на входном порту усилителя попадал в допустимый диапазон, который указан в характеристиках усилителя;

уровень сигнала, принятого от удаленной точки доступа и усиленного в усилителе, имел достаточную интенсивность для восприятия приемником точки после прохождения кабельной сборки.

Усилитель 2,4 ГГц. Двунаправленный магистральный усилитель (рис. 3.5) предназначен для увеличения мощности передаваемого сигнала и повышения чувствительности канала приема в беспроводных сетях передачи данных, а также компенсации потерь в канале между радиомодемом и антенной.

Усилитель имеет внешнее исполнение и может быть установлен непосредственно на антенном посту. Использование усилителя позволяет организовать связь даже при самых неблагоприятных условиях соединения. При включении усилителя в радиосистему в значительной степени увеличивается зона ее покрытия.

При использовании усилителей необходимо учитывать следующие моменты:

если мощность передатчика точки доступа слишком велика и не попадает в диапазон допустимой интенсивности сигнала на входном порту усилителя, то использовать ее с усилителем все-таки можно, но требуется включить в тракт между усилителем и точкой доступа кабельную сборку или какой-либо специальный элемент, затухание на котором обеспечит необходимое ослабление сигнала, с тем чтобы его интенсивность попала в допустимый диапазон. Ослабляя переданный сигнал, следует также помнить, что одновременно ослабляется и принятый сигнал, поэтому не стоит увлекаться.

Подключим к точке доступа с мощностью передатчика 200 мВт усилитель NCS2405, на входе которого должно быть 10-100 мВт, выходная мощность – 500 мВт. Для этого необходимо ослабить исходный сигнал на 100 мВт, т. е. в два раза или на 3 дБ; для этого включаем в схему десятиметровую кабельную сборку на основе кабеля с затуханием 0,3 дБ/м на частоте 2,4 ГГц.

максимальное расстояние, на которое можно вынести усилитель от порта радиомодема, зависит от затухания на используемых элементах тракта; при этом необходимо, чтобы уровень сигнала на входном порту усилителя попадал в допустимый диапазон, который указан в характеристиках усилителя, а также чтобы уровень принятого от удаленного передатчика сигнала и усиленного в усилителе, имел достаточную интенсивность для восприятия приемником после прохождения данной кабельной сборки.

Посчитаем максимальное расстояние от активного порта indoor точки доступа ( мощность 16 дБмВт ) до входного порта усилителя NCS2401 для схемы на рис. 3.1. Погонное затухание на кабеле на частоте 2,4 ГГц возьмем по 0,3 дБ/м.

Найдем суммарное затухание тракта до порта усилителя (считаем схему без фильтра):

Y = 0,5 дБ ( pigtale ) + 0,5 дБ (инжектор) + 6 дБ (15-метровая кабельная сборка (затухание на кабеле 0,3 дБ/м) + 3 разъема по 0,75 дБ) = 7,75 дБ.

Следовательно, мощность, которая попадет на вход усилителя, будет равняться: 16 - 7,75 = 8,25 дБмВт.

Для усилителя NCS2401 нижняя граница допустимой интенсивности сигнала на входном порту равняется 4 мВт (6 дБмВт ). Следовательно, можно еще увеличить длину кабельной сборки:

8,25 – 6 = 2,25 дБмВт; 2,25/0,3 = 7,5 м,

т.е. еще примерно на 7,5 метров. Следовательно, максимальное расстояние кабельной сборки будет 22,5 метра.

Теперь посмотрим, что происходит с принятым сигналом. Предположим, что от удаленного передатчика на усилитель поступает сигнал мощностью -98 дБмВт; в режиме приема коэффициент усиления усилителя равен 30 дБ. Затухание тракта до порта радиомодема равно 10 дБ (7,75 дБ + 2,25 дБ). Найдем интенсивность сигнала, поступившего на приемник точки доступа: -98 + 30 - 10 = (-78 дБмВт). В таблице Б.1 смотрим чувствительность приемника и находим скорость, на которой он может работать: (-78 дБмВт) < (-76 дБмВт),

Следовательно, при такой длине кабельной сборки точка доступа может работать на скорости 24 Мбит/с. Если нужна большая скорость, необходимо либо

уменьшить длину кабельной сборки, либо взять усилитель с большим коэффициентом усиления.

В таблице Б.3 сведены все величины затухания от среды распространения сигнала.

Кабельная сборка HQNf-Nml,5 - кабель (переходник) N-type (female) ↔ N-type (male) длиной 1,5 м.

Модуль грозовой защиты. В оборудовании D-Link идет со всеми внешними антеннами. Имеет разъемы N-type (female) ↔ N-type (male).

Внешняя направленная антенна с коэффициентом усиления 21 дБи. Антенны имеют разъем N-type (female).

Заключение

В процессе написания дипломной работы мы ознакомились с:

-Поколения микро ЭВМ

-Использования суперкомпьютера

-Общественное назначение ПК

-Характеристики ПК

-Защита сетей и передачи информации

- Обеспечение защиты конфиденциальной информации

- Построения беспроводной сети

- Криптозащита в беспроводных сетях

- Сборку ПК

Список Литературы

1. Билл Кеннеди, Чак Муссиано - "HTML и XHTML. Подробное руководство (HTML & HXTML. The Definitive Guide)

2. "ЭВМ и профессия программиста" - книга для учащихся старших классов средней школы. Автор: А. В. Нестеренко.

3. Балашов Е. П., Григорьев В. Л., Петров Г. А. Микро- и миниЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1984. 376 с.

4. Морисита И. Аппаратные средства микроЭВМ / Пер. с япон. М.: Мир, 1988. 279 с.

5. Лопато Г.П., Неменман М.Е., Пыхтин В.Я., Тикменов В.Н. МикроЭВМ. Персонально-профессиональные ЭВМ. / Под ред Л.Н. Преснухина - М: Высшая школа, 1988.

6. Суперкомпьютеры Top 50

7. Букчин Л.В., Безрукий Ю.Л. Дисковая подсистема IBM-совместимых персональных компьютеров.-- М.: Press-Media, 1993.

8. В. А. Садовничего, академика Г. И. Савина, чл.-корр. РАН Вл. В. Воеводина.-М.: Издательство Московского университета, 2009.

9. Беспроводные сети Wi-Fi. Игорь Баскаков, Александр Бобков, Вадим Платонов и др. ISBN 978-5-94774-737-9

10. Б. Д. Иванович 2009 и др.