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汇集工程师必懂的无线汇集(WiFi)基本常识

小编 2024-01-05

  欧宝APP汇集遮盖计划涉及到经营汇集遮盖限造和限造内信号强度,以是先先容无线汇集遮盖限造的观点,引出量度遮盖限造的目标:遮盖半径和遮盖间隔。

  AP通过天线发射无线信号,正在天线周遭出现无线汇集遮盖,信号传的越远,信号强度就变的越弱。平日把天线周边信号强度大于网规目标值的区域称为无线所示。汇集遮盖限造边沿的场强称为边沿场强。如浅显遮盖区信号强度目标值为-65dBm,网规计划时边沿场强就要大于等于-65dBm。

  全向天线操纵遮盖半径来量度遮盖限造。如图2所示,以吸顶安设的全向天线AP为例,AP安设高度通过工测量量得知,信号的有用传输间隔可能基于边沿场强谋划得出,谋划步骤可能参考遮盖谋划。当高度和有用传输间隔确定后,即可谋划出遮盖半径,进而可能得知汇集信号有用遮盖限造。

  定向天线操纵遮盖间隔来量度遮盖限造.如图3所示,以室表抱杆安设的定向天线AP为例,天线到遮盖限造边沿的有用传输间隔可能通过公式谋划得出,天线高度通过工测量量得知。

  从上面可能看出,无论是遮盖半径照旧遮盖间隔,都需求先谋划出有用传输间隔后才具得出,而射频发射功率和信号强度是谋划有用传输间隔的输入条款。下文将连接先容功率和信号强度的观点。

  正在无线汇荟萃,操纵AP设置和天线来完毕有线和无线所示,有线汇集侧的数据从AP设置的有线接口进入AP后,经AP管造为射频信号,从AP的发送端(TX)原委线缆发送到天线GHz频率)的大局将其发射出去。高频电磁波通过一段间隔的传输后,来到无线终端职位,由无线终端的汲取天线汲取,再输送到无线终端的汲取端(RX)管造。反之,从无线终端的发送端(TX)发出去的数据,也是遵照上述的流程,逆向管造一遍,输送给AP的汲取端(RX)。

  如图5,正在发送和汲取天线之间的信号即是无线信号。信号强度正在无线信号传输经过中会渐渐衰减。正在理解信号强度时,一并先容常见的几个相合系的根基观点:射频发射功率、EIRP、RSSI、下行信号强度、上行信号强度。

  ④示意途径损耗和阻碍物衰减,是发送和汲取天线之间的信号能量损耗水准,单元是dB。

  RSSI:汲取信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indicator),指示无线汇集遮盖内某处职位的信号强度,是EIRP原委一段传输途径损耗和阻碍物衰减后的值。网规遭遇的信号强度弱题目便是指RSSI弱,没有抵达目标央求值,导致无线终端汲取到很弱的信号乃至汲取不到信号。

  下行信号强度:是指无线终端汲取到AP的信号强度,下行信号功率 = ① - ② + ③ - ④ + ⑤ - ⑥。

  上行信号强度:是指AP汲取到无线终端的信号强度,上行信号功率 = ⑦ - ⑥+ ⑤ - ④ +③ - ②。

  汲取信号强度 = 射频发射功率 + 发射端天线增益 – 途径损耗 – 阻碍物衰减 + 汲取端天线增益

  当除途径损耗表的其他参数确定后,就可能确定途径损耗,再遵循有用传输间隔和途径损耗的联系,谋划出有用传输间隔。整个请参考遮盖谋划。

  常日中平日操纵功率来量度一个电器做功的速慢,如一个10W的电灯胆,10W功率便是电灯胆花费能量做功的速慢。正在天线收发编造里,同样也需求花费电能来转换为电磁波的能量举办传输。不过电磁波的能量衰减万分速,比如一个100mW的能量源,传输一段间隔后很速就能衰减成1mW、0.1mW、0.01mW乃至更幼。对待这种呈几何数目级的衰减,操纵功率来量度会给计数带来未便,所以援用新的观点:dB和dBm。

  dBm即分贝毫瓦,是功率值与1mW的比值,示意功率绝对值的单元。m示意mW,dBm可能与功率单元mW互相转换,谋划公式为:dBm = 10lg(功率值 / 1mW)。

  从上面可能看出,从10000mW到0.0001mW,倘若用dBm示意,只需求40dBm到-40dBm就可能表达,dBm形式更适合正在这种场景下操纵。以是平日操纵dBm举动射频发射、汲取功率和射频噪声的单元。

  dBi和dBd都是示意功率增益的单元,两者都是相对值,不过它们的参考基准区别。

  从上文的谋划公式可能看出,除了发射功率和天线增益对信号强度有加强的影响表,途径损耗和阻碍物衰减会削弱信号强度,这些属于信号衰减范围。别的境遇中的搅扰和噪声也会削弱信号强度,属于信号搅扰的范围。汇集遮盖计划时应尽量淘汰不需要的信号衰减和搅扰,提拔信号强度,增添信号有用传输间隔。

  无线信号正在传输经过中信号强度会渐渐衰减。因为汲取端只可汲取识别必然阈值以上信号强度的无线信号,当信号衰减过大后,汲取端将无法识别无线信号。下面先容影响信号衰减的几个首要常见成分。

  阻碍物是无线汇集境遇中最常见,对信号衰减影响万分明显的一个紧急成分。常日境遇中的各式墙壁、玻璃、门对信号都有区别水准的衰减,越发是金属阻碍物,很有可以完整阻隔、反射掉无线信号的散布。所以正在网规的经过中,尽量避免各种阻碍物遮挡AP。

  电磁波正在气氛中散布时,随传输间隔的增添,信号强度会渐渐衰减,直至消逝。正在传输途径上的衰减即为途径损耗。人们无法更改气氛的衰减值,也无法避开气氛散布无线信号,不过可能通过诸如合理加强天线端的发射功率、淘汰阻碍物遮挡等形式来拉长电磁波的传输间隔。电磁波能传输的越远,无线信号就能遮盖更大的空间限造。

  对待电磁波来说,波长越短,衰减越紧要。无线GHz的电磁波发射信号,因为所操纵的电磁波频率很高,波长很短,衰减会斗劲鲜明,以是平日传输间隔不会很远。

  别的,除了以上几个成分以表,如天线、数据传输速度、调造计划等也会影响到信号的衰减。

  除了信号衰减会影响汲取端对无线信号的识别表,搅扰和噪声也会正在必然水准上出现影响。平日操纵信噪比或信干噪比来量度搅扰和噪声对无线信号的影响。信噪比和信干噪比是气量通讯编造通讯质料牢靠性的首要技艺目标,比值越大越好。

  噪声是指原委设置后出现的原信号中并不存正在的无轨则的特殊信号,这种信号与境遇相合,不随原信号的改变而改变。

  连结前文的观点和汇集遮盖计划中有用传输间隔谋划公式,可能分辨谋划出2.4G和5G频段的射频遮盖限造。通过谋划结果会展现单个AP的遮盖限造有限,平日需求计划多个AP才具完工完美的汇集遮盖。多个AP的组网中,相邻AP间平日会存正在同频搅扰题目,需求通过经营无线信号管事的频段和信道来淘汰同频搅扰题目。别的通过信道系缚可能升高无线终端的汇集速度。

  如图7所示,2.4G频段被分为14个交叠的、错列的20MHz信道,信道编码从1到14,左近的信道之间存正在必然的重叠限造。

  如图10所示,5G频段资源更充足,比2.4G频段具有更多的20MHz信道。且相邻信道之间是不重叠的,如36和40信道。

  某些地域的雷达编造管事正在5G频段,与管事正在5G频段的AP射频信号会存正在搅扰无线。雷达信号可以会对52、56、60、64、100、104、108、112、116、120、124、128、132、136、140、144信道出现搅扰(此中120、124、128是天色雷达信道)。倘若射频管事的信道是手动指定的,正在经营信道时留意避开雷达信道,倘若射频管事的信道是编造动态调剂的,编造检测到管事的信道有搅扰时,会自愿切换管事信道。

  为了升高无线终端无线汇集速度,可能增添射频的信道管事带宽。倘若把两个20MHz信道系缚正在一块成为40MHz信道,同时向一个无线终端发送数据,表面上数据的通道加宽了一倍,速度也会增添一倍。倘若系缚两个40MHz信道,速度会再次加倍,以此类推。遵照信道区另表系缚步骤,可能分为40MHz+、40MHz-、80MHz、80+80MHz和160MHz几品种型的信道管事带宽。如图10所示,能成对系缚的信道是固定的。

  40MHz+和40MHz-:两个相邻的互不搅扰的信道系缚成一个40MHz的信道,此中一个是主信道,一个是辅信道。倘若主信道的中央频率高于辅信道的中央频率,则为40MHz-,反之则为40MHz+。比如36和40信道系缚成40MHz,倘若主信道是40信道,则为40MHz-,倘若主信道为36,则为40MHz+。

  正在2.4GHz频段上平日不倡议操纵40MHz,倘若设备40MHz,频段内就只可有一个非重叠40MHz信道。比如信道1只可和信道5构成40MHz(信道1和2、3、4都有重叠区域),剩下的信道组合就要避开信道1~8(信道5和6、7、8又有重叠区域)。以是剩下的信道无法再构成别的一个40MHz的信道。

  信道和功率经营完工后, 需求将其运用正在本质的AP射频上。倘若依附人为手动设备每个射频的信道和功率会费时辛苦,而且汇集随时可以存正在改变,固定的信道和功率不行连续知足汇集的本质遮盖需求。所以要紧的需求一种可以遵循汇集及时改变而能自愿调剂信道和功率的功用。

  AP会自愿检测射频可用的信道,遴选搅扰起码的信道。如图11所示,信道调剂前,AP2和AP4都操纵信道6,存正在信号搅扰;信道调剂后,AP4操纵信道11,搅扰排斥,相邻AP管事正在非重叠信道。

  通过信道调剂,可能保障每个AP可以分派到最优的信道,尽可以地淘汰和避免相邻或相仿信道的搅扰,保障汇集的牢靠传输。

  AP的发射功率决议了其射频信号的遮盖限造,AP功率越大,其遮盖限造也就越大。古代的射频功率职掌步骤只是静态地将发射功率树立为最大值,纯洁地探求信号遮盖限造,不过功率过大可以对其他无线设置形成不需要的搅扰。所以,需求遴选一个能均衡遮盖限造和信号质料的最佳功率。

  功率调剂便是正在全豹无线汇集的运转经过中,遵循及时的无线境遇境况动态地分派合理的功率。

  正在增添邻人时,功率会减幼。如图12所示,圆圈的巨细代表AP调剂发射功率后的遮盖限造,当增添AP4后,通过功率调剂功用,每个AP的发射功率减幼。

  前文先容的实质都是汇集遮盖计划需求操纵的根基常识。汇集遮盖计划完工后,还需求举办汇集容量计划。

  撑持区别允诺的AP,其功能会有区别,正在网规AP选型时,倘若商讨计划更强功能的无线汇集,可能选用撑持

  Wi-Fi5)、兴盛到最新的802.11ax(Wi-Fi 6),每一次的演进都带来了数据传输速度上的奔腾。

  大带宽。Wi-Fi 6采用8x8 MIMO空间流、更无数目标子载波、1024-QAM编码形式等技艺提拔带宽,速度最高可达9.6Gbit/s。

  汇集容量计划中,遵循AP功能和本质需求遴选相宜的AP。区另表AP款型,区另表汇集计划场景会搭配区别型号的天线,天线整个的遴选计谋请参考天线选型计谋。

  本节扼要先容下天线的根基属性,更多的天线根基常识和各型号天线音讯请参考WLAN天线迅疾初学。

  天线是一种用来发射或汲取无线个最根基的属性:宗旨性、极化、增益。宗旨性是指信号发射宗旨图的体式,极化是电磁波场强矢量空间指向的一个辐射特征,增益是量度信号能量加强的气量。天线遵照水准宗旨图和极化形式可能划分为如下几类。

  全向天线正在水准面内的全豹宗旨上辐射出的电波能量都是相仿的,但正在笔直面内区别宗旨上辐射出的电波能量是区另表。

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  双极化天线:汲取、发送是一根天线,一根天线中包括笔直和水准两种极化形式。汇集工程师必懂的无线汇集(WiFi)基本常识