Руководство по технологиям объединенных сетей Cisco (953103), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Например, уменьшение мощности на 3 дБм приволит к уменьшению мощности в ватгах в 2 раза, Для сигнала мощностью 20 дБм или 100 мВт при увеличении мощности на 5 дЬм значение в вазтах надо сначала умножить на 2, а затем на 1,5, что даст значение 300 мВт. Под затуханлен понимается потеря мощности сигнала при сто прохождении по физической среде, независимо от ее природы — в атмосфере, в физическом передающем канале или в электрической пепи, такой как фильтр.
Подобно тому как измеряется усиление гяат) сигнала, так жс измеряется и его ослабление или затухание гаиелиаггол). Учет этих потерь необходим лля того, чтобы после передачи сигнал поступал на принимающую станпию с достаточным уровнем мощности. Приемник должен быль достаточно чувствительным для того, чтобы он смог выделить требуемую частоту. Если приемник нс сможет этого сделать, то невозможно будет выполнить обратное преобразование сигнала и выделить из него передаваемую полезную информапию. Передающие каналы Назначение передающего канала состоит в обеспечении физического соединения между перелающим и принимающим устройствами. Передающие каналы могут быть реализованы в различных формах и с использованием разных материалов. В беспроводных остях обычно используются следующие типы каналов: 323 Глава 20.
Беспровсдные технологии характеристики связаны между собой и весьма важны для разработчика системы. Однако их рассмотрение выходит за рамки насгоящего вступительного обзора. В беспроводной связи мощность сигнала обычно измеряется в ааттах или в дЬм. Исходной величиной является мощность 1 мВт, которая принимается за значение О дБм.
В мощных радиопередатчиках мощность обычно измеряется в ваттах, однако в устройствах с небольшой выходной мощностью удобнее измерять мощность в лЬм. В табл. 20.2 показано соотношение величин мощности в дБм и Вт. ° коаксиальные кабели; ° волноводы. Каждый из этих типов передающих каналов имеет множество разновидностей, однако независимо от выбранного типа канал обладает следующими характеристиками, которые должны быть учтены при проектировании: ° затухание радиочастот; ° импеданс; ° потери по постоянному току (если этот канал используется также для подачи постоянною тока на преобразователь частоты); ° физические характеристики, такис как вес и радиус изгиба; ° стоимость.
Первые три характеристики в определенной степени взаимосвязаны, а также зависят от частот, которые передаются по каналу. Чем выше частота, тем больше затухание и, соответственно, потери. Критически важным является также значение импеданса, поскольку он должен быть одним и тем же на обоих концах канала. Несовпадение импсданса приводит к ухудшению передачи электрической энергии в точках механического соединения. Другой проблемой, которая возникает при несовпадении импедансов, является возникающее отражение сигналов.
Если не все 100% перелавасмой энергии передаются через механическое соединение в цепь получателя, то часть энергии направляется в окружающее пространство (такое явление называется утечкой) или отражается в направлении передающего устройства. Эта энергия может вызвать серьезные проблемы, если фаза отраженного сигнала не совпадает с первоначальной. Если на первоначальный сигнал накладывается его собственное отражение, равное по амплитуде, но с фазой, измененной на 180 градусов, то первоначальный сигнал фактически сиповится равным нулю.
Конечно, трудно представить ситуацию 100%-го отражения сигнала с точно противоположной фазой, однако в определенной степени отражение с измененной фазой всегда имеет место. Результирующий сигнал может увеличиться по сравнению с первоначальным, если имеет мест полное совпадение фаз, но в случае несовпадения фаз происходит ослабление сигнала. В беспроводных системах такое ослабление замеряется и называется коэффициентом стоячей волны (Чо11айе Бгапгйпй %ате Кабо — ЧБ%й). Это значение ЧБ%В характеризует степень несоответствия импедансов передающего канала и его нагрузки, которой в данном случае является антенна.
Чем больше это значение, тем больше несоответствие импедансов, Антенны Вторым компонентом системы ВЕ-передачи является антенна. Выше была рассмотрено функционирование базового приемника/передатчика и подсоединенного к нему передающего канала. Далее следует рассмотреть другой конец передающего канала, на котором находится антенна. Антенна выполняет две основные функции. Первая из них состоит в приеме энергии радиочастоты от передатчика и ее излучения в требуемом направлении, т.е. в направлении принимающей антенны. Второй функцией является прием энергии от передатчика и передача ее приемнику. Работа антенны определяется несколькими ключевыми факторами, которые обсуждаются далее. 324 Часть И.
Технологии мупьтисервисного доступа Одновременная дуплексная передача Теория антенн ° Теоретическая антенна (изотропнвя) имеет идеальный охват в Збо' квк по вертикали, твк и по горизонтали о Видсбоку (Вертикелыке ресположение) о Вид сверху (Горизонтальное расположение) ° Такое обознечение относится ко ВСЕМ антеннам Рпг. 20.2 Некоторые понятия теории антенн Эффективная изотропная мощность излучения 1ЕйесМче 1ео1гор1с Рас11а1ед Розг — Е1ЙР) Эффективная изотропная мощность излучения (Е6сс((уе 1зо(торге Карпа(ед Роигег— Е1КР) равна мощности сигнала радиочастоты, поданного на антенну, умноженной на коэффициент усиления, соответствующий изотропному излучателю.
Е1КР вычисляется по формуле: Е1КР (т)Вт)(г) = Р(х (г(В%) ч- ьзап( (т)В() — Ыс (г)В) 325 Глава 20. Беспроводные технологии Рассмотрим понятие одновременной дуплексной передачи. Некоторые радиосистемы позволяют осуществлять постоянную дуплексную (двустороннюю) передачу сигнилов. В принципе для такой передачи необходимы две антенны или какое-либо устройство, которос может обеспечить одновременное прохождение сигналов принимающей и передающей частот при использовании одной антенны. Такое устройство называется дуплсксором.
Главной функцией дуплсксора является разделение и объединение сигналов, что позволяет использовать две различных частоты при наличии лишь одной антенны. Приемная и передающая частоты передаются по одному каналу с одними и теми же КР-характеристиками, поэтому они должны быть достаточно близки друг к другу, Такое использование дуплсксора называется мультиплексированием с разделением частот Огециепсу г(гтгзгоп ти(ттр!ела — ГО)(т), Много лет назад автору пришлось работать с микроволновой радиорелейной системой, в которой использовались квадруплексоры.
Это позволяло использовать две передающих и две принимающих частоты при наличии лишь одной антенны. Квадруплексор был фиксированным, т.е. он нс допускал настройки частот и был изготовлен из алюминия путем фрсзерования. Его электрические характеристики были аналогичны характеристикам полости н он функционировал квк волновод, обеспечивающий прохождение требуемых сигналов и существенно ослабляющий все остальные.
Изотропной антенной называется теоретическая антенна, которая излучает электромагнитные волны равномерно во всех направлениях. Такая антенна используется в качестве эталона при рассмотрении свойств направленных антенн. При оценке антенн используется такая характеристика, как коэффициент усиления антенны, который часто измеряется в т)В) и отражает принимающие или излучающие свойства конкретной антенны по сравнению с изотропной. Измерение этой величины позволяет сравнивать различные антенны. На рис. 20.2 проиллюстрированы некоторыс положения теории антенн. где ° Ргх — выходная мощность передатчика в дЬВт; ° Оапг — усиление в антенне, обычно вдоль главного лепестка антенны; ° Ейс — потери в канале передачи, включая потери в соединениях.
Мощность Е)кР обычно выражается в дБВт, однако может быть вычислена в дБм или просто в ваттах. Ниже приводится пример вычисления Е)КР в дЬм: Е1КР (дВш) = Ргх (дВш) + Оапг (дВ) — 1 г!с (дВ) Например, предположим, что выходная мощность передатчика равна 8,5 Вт, коэффициент антенны равен 11 дБ, потери в кабеле 1,2 дБ и в разъемах 0,25 лБ. Выходная мощность передатчика должна быть сначала преобразована из Вт в ДБм.
Е1ЙР равна Е)ВР = 39,29 дБм + 11,0 дБ — 1,45 дЬ = 48,84 дБм ( Е1КР) Типы антенн Существует много различных типов антенн. Выбор типа антенны определяется видом излучения, частотой и радиочастотными характеристиками покрытия беспроводной сети. Именно при выборе антенны должна быть оценена принятая концепция Е1КР, поскольку она является критически важным фактором при выборе антенны. Для беспроводных систем существует много типов антенн. Основным критерием при выборе антенны является ее направленность. В этом отношении антенны делятся на два основных типа: ° Всснаправлснные; ° Однонаправленные или просто направлепныс антенны. Всенаправлспными называются антенны, в которых излучаемая энергия распространяется равномерно во всех направлениях. В однонаправленной антенне энергия распространяется преимущественно в одном направлении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
