Радиообследование (Site Survey) зоны покрытия сети Wi-Fi
Проект беспроводной сети Wi-Fi всегда должен включать в себя радиообследование объекта на стадии проектных работ и до начала инсталляции оборудования. Это единственная действительно реальная возможность, при правильном проведении, получить достаточно оснований для создания работоспособного решения беспроводной сети с предсказуемыми характеристиками.
В беспроводных системах очень сложно предсказать распространение радиоволн и определить наличие интерференции без использования тестового оборудования. Даже если вы используете всенаправленные омни-антенны в действительности радиоволны не распространяются на одинаковое расстояние во всех направлениях. Вместо этого различные препятствия, как например стены, двери, лифтовые шахты, люди и т.п. вводят различный уровень затухания сигнала, что является причиной того, что диаграмма направленности радио становится неоднозначной и непредсказуемой. В результате часто необходимо выполнять радиообследование зоны покрытия Wi-Fi-сети (Site Survey) для полноценного понимания поведения и распространения радиосигналов до начала развертывания Точек Доступа беспроводной сети.
Основная цель радиообследования (Site Survey) это получение достаточного объема информации, чтобы определить количество и позиции Точек Доступа для предоставления требуемого покрытия внутри всей целевой зоны. В большинстве случаев требуемое покрытие определяется обеспечением минимальной скорости передачи данных (data rate). Радиообследование также определяет присутствие интерференции идущей от других источников, которая может снизить производительность WLAN.
Требования и сложность радиообследования объекта будут варьироваться в зависимости от самого объекта и его характеристик. Например небольшой офис, состоящий из нескольких комнат открытого типа, может вообще не требовать радиообследования. Хотя интерференцию, тем не менее, проверить стоит. Этот сценарий, вероятно, может быть реализован путем установки одной Точки Доступа где-то в офисе и можно ожидать, что покрытие для общих задач будет адекватным. Если же Точка Доступа столкнется с интерференцией от БЛВС соседнего офиса, то, вероятнее всего, переход на соседний неперекрывающийся канал может решить проблему.
Большие помещения, такие крупные офисы, жилые дома, больницы, ангары, цеха и пр. обычно требуют детального радиообследования. Без обследования очень вероятно пользователи столкнутся с недостаточным покрытием и будут испытывать проблемы с производительностью сети (пропускной способностью) в некоторых зонах. Определенно вряд ли захочется заново менять места установки нескольких десятков Точек Доступа, а также все их подключения, если возникшая проблема потребует редизайн радиоподсистемы уже после развертывания.
При проведении Радиообследования объекта для Wi-Fi можно рекомендовать следующие шаги:
1. Получите план помещения
До начала радиообследования получите план всей территории будущей сети, включая поэтажные планы Всех помещений, где предполагается иметь покрытие. Если нет ничего доступного, то нарисуйте свой план с размерами и укажите положение всех стен, переходов, окон, лифтов и т.п.
2. Визуально осмотрите весь объект
До начала любых тестов пройдите по всему объекту и проверьте точность планов помещений. Это также хороший момент для выявления потенциальных препятствий, которые могут влиять на распространение радиосигналов. Например, визуальное обследование поможет выявить такие препятствия для радиосигнала, как металлические шкафы и перегородки и т.п., которых обычно нет на плане помещения.
3. Определите места нахождения будущих пользователей WLAN
На плане помещения отметьте зоны нахождения пользователей с проводным и беспроводным соединением. Дополнительно проиллюстрируйте где может потребоваться роуминг для беспроводных/мобильных пользователей, а также куда они не ходят. Возможно удастся обойтись меньшим количеством Точек Доступа, если удастся ограничить зоны роуминга или вообще перейти к модели организации «горячих зон» Wi-Fi, а не сплошного покрытия, как представлено в примере тренингового задания сети Кампуса в Wi-Fi-Решебнике на нашем сайте.
4. Определите предварительные места установки Точек Доступа
Предварительно можно оценить местоположение и количество Точек Доступа для обеспечения адекватного покрытия требуемой зоны путем анализа мест положения пользователей WLAN, ожидаемой зоны покрытия и величины ячеек, сервисов на сети и самих элементов радиоподсистемы. Для обеспечения сплошного покрытия необходимо планировать некоторое перекрытие ячеек смежных Точек Доступа, но надо помнить, что при назначении каналов для Точек Доступа (при ручном конфигурировании или при предварительном планировании) Точка с идентичным частотным каналом должна быть достаточно далеко от данной, чтобы отсутствовала или была минимальной интерференция от доходящего излучения через соседнюю Точку Доступа. Помните, что в спектре 2.4GHz у нас доступны всего три неперекрывающихся частотных канала 1, 6 и 11. Также стоит добавить, что достаточным уровнем перекрытия ячеек можно считать:
— перекрытие порядка 10-15% при предоставлении сервиса передачи данных, как основной услуги,
— перекрытие порядка 20%, когда на сети предоставляются голосовые услуги VoIP через Wi-Fi,
Хорошим подспорьем в деле предварительного и обоснованного определения положения Точек Доступа может стать специальный программный модуль для планирования сети Wi-Fi. Подобный программный модуль встроен, например, в известные системы управления WLAN от Cisco: WCS/Wireless Control System и новую Cisco Prime NCS/Network Control System. Кстати, эти системы есть в демо-версиях (полноценная система с ограниченным сроком действия), доступных в течении 30 дней. Можно скачать с сайта Cisco.
НО это только облегчает проведение радиообследования не замещая его. С оценкой расположения ТД на плане помещения необходимо проводить обследование и проверять и корректировать рекомендованные положения ТД.
Необходимо выявить подходящие монтажные позиции для инсталляции Точек Доступа Антенн, кабелей передачи данных и кабелей питания.Также учитывайте необходимость применения различных типов антенн, когда принимаете решение о позиции Точки Доступа. Например если предполагается монтировать ТД рядом с внешней стеной здания, то в этом случае возможно лучший подход это использование направленной Панельной антенны с относительно высоким усилением внутрь здания. Если предполагается использовать Точки Доступа с интегрированными антеннами, то они часто имеют диаграмму направленности такую что наиболее правильно их располагать на потолке (не за фальшпотолком, а обязательно выступающими внутрь помещения). Естественно в данном случае высота потолков должна быть обычной для обычных офисов. Для помещения с высокими потолками или в цехах/ангарах используйте ТД с направленными антеннами. Некоторые примеры на эту тему рассмотрены в Примере сети Wi-Fi для Кампуса на нашем сайте в Wi-Fi-Решебнике.
5. Проверка мест положения Точек Доступа и реального уровня параметров сети
Это происходит при начале реальных тестов. Обычно размещается несколько Точек Доступа в предварительно спланированные позиции на объекте и проводятся натурные тесты с использованием специализированных инструментов для проведения радиообследования, например Ekahau, Fluk/AirMagnet и т.п. Очень важно использовать при обследовании именно те модели Точек Доступа и Антенн, которые впоследствии будут на реальной сети, а также выполнять тесты с учетом самых худших по радиохарактеристикам пользовательских устройств, которые Вы ожидаете увидеть на своей сети. Также очень важно проводить не просто пассивные тесты снимая характеристики именно радиосети, а надо делать Активные тесты с формированием реальной нагрузки от трафика (обычно есть встроенные механизмы в инструменты с активным функционалом радиообследования), т.к. только это проявит реальную картину будущего поведения сети.
Очень полезно также иметь в арсенале анализатор спектра для частотных диапазонов 2.4GHz и 5GHz. Это позволит выявить и точно представлять себе интерференционную картину в зоне покрытия.
6. Документируйте свои результаты
С того момента, как получены удовлетворительные результаты тестов и определена правильная позиция Точки Доступа и/или антенн необходимо внести эти данные на план объекта.Это потребуется для будущих работ по инсталляции. Также необходимо сохранить и приложить к отчету логи уровней сигналов, скорости передачи данных и т.п. вплоть до ожидаемой границы ячейки каждой Точки Доступа. Это позволит иметь базовую информацию для будущих работ по редизайну сети.
Описанные здесь шаги направят Вас в верном направлении, но реальный опыт не заменят. Если для Вас это первые шаги в направлении WLAN/БЛВС, то имеет смысл обратиться в компании с соответствующей экспертизой. Например многие Системные Интеграторы имеют в своем штате подготовленных сотрудников и смогут провести данные работы на платной основе.
Расчет радиопокрытия wi fi
Радиоволна в процессе размещения в пространстве принимает вид эллипсоида с вращением и максимальным радиусом в центре пролета — зона Френеля. Природные (земные неровности, холмы и деревья) и искуственные (столбы, здания) преграды, которые попадают в эту зону ослабляют беспроводной сигнал.
При помощи нашего калькулятора можно рассчитать радиус первой зоны Френеля в самой широкой его части. В рассчетах d это длина радиолинка в километрах, параметр f — это частота ГГц, и параметр r — это радиус зоны Френеля метры.
- Блокировка на 20% зоны Френеля может причинить незначительное затухание в радиоканал. При блокировке свыше 40% ослабление сигнала будет уже гораздо значительней, необходимо избегать такие препятствия на пути линка.
- Данный расчёт учитывает идеальный вариант когда земля плоская. Кривизна земной поверхности есть и не стоит ею принебрегать. Для радиоканалов дистанцией свыше 20 км необходимо производить общий расчёт, который должен учитывать рельеф местности и искуственные преграды на пути. В любых случаях следует стараться подымать антенны на максимальную высоту, учитывая кривизну земной поверхности.
Данный расчёт позволит подобрать антенну с необходимой шириной луча при вертикальной плоскости и определить угол наклона от горизонта.
При данном расчёте вычисляется необходимый угол наклона антенны базовой станции относительно горизонта при заданых высот точек установки антенны базовой и абонентской станции.
мВт в дБм = 10Log10(mW)
1000мВт = 1Вт = 1000mW; 1dBm = 1дБм
дБм в мВт = 10 (dBm/10)
Пояснения к сокращениям в калькуляторе:
— Rx — обозначение точки приема и уровень сигнала на приеме,
— Tx — бозначение точки отправки и уровень сигнала на передаче,
— FSL / Free Space Loss — потери в пространстве,
— SOM / System Operation Margin — разница между Rx и чувствительностью приемника.
Превышение уровня принимаемого сигнала на приемнике над чуствительностью приемника.
Для расчёта параметров радиоканала выберите две точки на карте
Расчеты величин при установке wi-fi оборудования
Этот расчет позволит подобрать антенну с нужной шириной луча в вертикальной плоскости, а также вычислить угол ее наклона относительно горизонта исходя из желаемого внешнего и внутреннего радиусов обслуживания.
Данный несложный расчет позволяет вычислить необходимый угол наклона антенны базовой станции БС относительно линии горизонта, зная высоту точек установки антенны БС и абонентской станции АС.
1000мВт = 1Вт = 1000mW; 1dBm = 1дБм
Радиоволна в процессе распространения в пространстве занимает объем в виде эллипсоида вращения с максимальным радиусом в середине пролета, который называют зоной Френеля. Естественные (земля, холмы, деревья) и искуственные (здания, столбы) преграды, попадающие в это пространство ослабляют сигнал.
Радиус 1й зоны Френеля в самой широкой части может быть расчитан при помощи этого калькулятора. Здесь d это длина линка в километрах, f это частота в ГГц, а r — радиус зоны Френеля в метрах.
- Обычно блокирование 20% зоны Френеля вносит незначительное затухание в канал. Свыше 40% затухание сигнала будет уже значительным, следует избегать попадания препятствий на пути распространения.
- Этот расчет сделан в предположении что земля плоская. Он не учитывает кривизну земной поверхности. Для протяженных каналов (более 25 км) следует проводить совокупный расчет, учитывающий рельев местности и естесственные преграды на пути распространения. В случае протяженных линков следует стараться увеличивать высоту подвеса антенн, принимая во внимание кривизну земной поверхности.
Данный калькулятор позволяет вычислить энергетический бюджет беспроводной трассы и получить ответы на следующие вопросы:
- возможна ли связь на заданном расстоянии?
- какие антенны для этого потребуются?
- какая скорость в канале может быть достигнута?
Результат расчета — запас по энергетике, который должен составлять не менее 20dB для сохранения устойчивой связи при резких ухудшениях условий прохождения радиоволн.
Не получается посчитать нужные величины? Свяжитесь с нами, и мы обязательно поможем Вам!