Основні положення

1. Розрахунок дальності роботи бездротового каналу зв’язку виконується за наступною методикою.

Визначаються втрати у вільному просторі (FSL – free space loss, дБ) за формулою:

, (9.1)

де – сумарне підсилення антени, дБ; (System Operating Margin) – запас в енергетиці радіозв’язку, дБ.

, (9.2)

де – потужність трансивера (передавача), дБмВт; – коефіцієнт підсилення антени передавача, дБі; – коефіцієнт підсилення антени ресивера (приймача), дБі; – чутливість приймача на даній швидкості передачі, дБмВт; – втрати сигналу в кабелі і рознімах тракту передачі, дБ; – втрати сигналу в кабелі і рознімах тракту прийому, дБ.

Для кожної швидкості передачі приймач має визначену чутливість. Рекомендовані чутливості в залежності від швидкості передачі наведені в табл.9.1. Для кожної моделі радіо-модуля чутливість може відрізнятися від рекомендованої.

 

Таблиця 9.1 – Залежність чутливості від швидкості передачі

Швидкість, Мбіт/с	Чутливість, дБмВт?
	-66
	-71
	-76
	-86
	-87

 

Запас в енергетиці радіозв’язку враховує фактори, що негативно впливають на дальність зв’язку:

- температурний дрейф чутливості приймача та потужності передавача;

- погодні аномалії: туман, дощ, вітер, сніг;

- неузгодженість антени передавача і приймача з антенно-фідерним трактом;

- перешкоди на шляху розповсюдження сигналу.

Параметр зазвичай береться рівним 10 дБ. Вважається, що такий запас є достатнім для інженерного розрахунку. Якщо на шляху розповсюдження сигналу є перешкоди, їх вплив (затухання сигналу) треба додати до величини SOM. Вплив деяких перешкод на затухання сигналу наведено в табл.9.2.

 

Таблиця 9.2 – Вплив перешкод на затухання сигналу

Перешкода	Затухання сигналу, дБ
Вікно в цегляній стіні
Скло в металевій рамі
Офісна стіна
Залізні двері в офісній стіні
Залізні двері в цегляній стіні	12,4
Скло	3–20

 

Інженерна формула розрахунку втрат у вільному просторі:

, (9.3)

де – центральна частота каналу, на якому працює система зв’язку, МГц (табл.10.3); – відстань між передавачем і приймачем, км. Прирівнявши формули (9.1) та (9.3) можна визначити дальність роботи бездротового каналу зв’язку:

. (9.4)

2. Радіохвиля в процесі розповсюдження у просторі займає об’єм у вигляді еліпсоїда обертання з максимальним радіусом у середині проліту, який називається зоною Френеля (рис.9.1). Природні та штучні перешкоди, що потрапляють в цей простір, послаблюють сигнал.

 

Таблиця 9.3 – Центральні частоти каналу зв’язку

Канал	Центральна частота, МГц
…	…

– відстань від антен до найвищої точки перешкоди, км;
– радіус зони Френеля, м

Рисунок 10.1 – Зона Френеля

Розрахунок зони Френеля виконується за формулою:

, (9.5)

де – частота сигналу, ГГЦ.

Блокування 20% зони Френеля вносить незначне затухання в канал зв’язку. Блокування більше 40% – затухання сигналу буде вже значним. Треба уникати потрапляння перешкод на шляху розповсюдження сигналу

Завдання для розрахунку

1. Використовуючи формули (9.1), (9.2) та (9.4) розрахувати дальності роботи бездротового каналу зв’язку для швидкостей 54 Мбіт/с та 6 Мбіт/с. Вихідні дані наведені в табл.9.4. Технічні характеристики бездротового обладнання (будь-яка модель на Ваш вибір в межах вказаного у варіанті виробника) взяти з його офіційного сайту. Прийняти, що втрат сигналу в кабелі і рознімах немає. Номери варіантів 0–9 відповідають останній цифрі в заліковій книжці.

 

Таблиця 9.4 – Вхідні дані для розрахунку

№ вар.
Виробник	D-link	TP-Link	ZyXEL
Канал зв’язку
Кількість офісних стін

 

2. Розрахувати радіус зони Френеля використовуючи вихідні дані з табл.9.5. Зробити висновок щодо максимальної висоти перешкоди, яка блокує не більше 40% зони Френеля.

 

Таблиця 10.5 – Вихідні дані для розрахунку

№ вар.
Канал зв’язку
, км	0,03	0,2		1,5	0,04			0,5
, км	0,07			0,5	0,2			0,8