Influențe asupra comunicației wireless

Orice semnal, indiferent de natura lui sau  de sursa care l-a produs, este caracterizat de urmatorii parametrii:

  • amplitutidine – puterea (taria) semnalului sau energia pusa in semnal atunci cand acesta este transmis. Cu cat aceasta energie este mai mare cu atat semnalul poate strabate distante mai mari.
  • frecventa – numarul de aparitii ale semnalului in unitatea de timp, care este de obicei o secunda. Frecventa se masoara in Hertzi (Hz). De exemplu, un semnal care apare de 2 ori intr-o secunda are o frecventa de 2 Hz.
  • lungimea de unda – diferenta dintre doua puncte maxime sau minime care apartin aceluiasi semnal

 

De vreme ce lumea in care traim nu este una plata, ci este una cu o gramada de obiecte in ea, pe masura ce semnalul radio se indeparteaza ce antena care l-a emis intalneste in mod invariabil obstacole precum pereti, copaci, oameni, cladiri, geamuri, masini care il vor afecta intr-o masura mai mare sau mai mica, insa cu siguranta il vor afecta.

Primul lucru pe care il va resimti un semnal atunci cand trece printr-un obiect este o scadere a amplitutidinii fenomen cunoscut sub numele de absorbtie. Obstacolul absoarbe o parte din energia semnalului sub forma de caldura. Trebuie mentionat faptul ca nu toate obiectele absorb la fel din puterea semnalului.

 

Tabelul de mai jos arata acest lucru.

Material

Atenuare

Perete din rigips

3dB

Geam

3dB

Usa metalica

6dB

Usa metalica in zid de caramida

12dB

 

Trebuie mentionat faptul ca puterea unui semnal se masoara atat in Watts (W), cat si in decibeli (dB).

Decibelul este o marime relativa care arata de cate ori este mai puternic un semnal in comparatie cu un semnal de referinta, care in mod uzual este 1mW.

Un semnal de 1mW are un echivalent al puterii de 0 dB, unul de 10 mW semnifica 10 dB, 100mW semnifica 20 dB si asa mai departe. Fiecare atenuare a semnalului cu 3dB inseamna o injumatatire a puterii, iar o scadere cu 10 dB inseamna micsorarea puterii de 10 ori.

Exemplu

Atenuare

Putere

0

40mW ↔ 16dB

3dB

20mW ↔ 13dB

6dB

10mW ↔ 10 dB


Principala forma de mitigare a acestei probleme consta in plasamentul corect al AP-ului, care trebuie sa se afle in zona cat mai libera de astfel de obstacole daunatoare pentru semnalul wireless.

Un alt fenomen care afecteaza mediul wireless este fenomenul de reflectie, care apare atunci cand unda radio loveste obstacolul sub un unghi, si nu direct cum se intampla in cazul absorbtiei. O ilustrare se regaseste mai jos:

 

Principala problema in cazul reflectiei poarta denumirea de multipath – reflexiile semnalului radio strabat drumuri diferite si ajung la momente de timp diferite la destinatie. De ce este grav acest lucru? Pentru ca semnalele reflectate pot ajunge la destinatie defazate si se pot anula reciproc, facand ca antena receptoare sa nu capteze nicio informatie.

Pentru a se rezolva aceasta problema AP-urile folosesc doua antene pentru fiecare radio plasate la o lungime de unda distanta una de cealalta.

Lungimea de unda se calculeaza folosind formula λ=c/f, unde c este viteza luminii in vid (300.000km/s), iar f este frecventa semnalului. Pentru 2,4 GHz lungimea de unda este de 12,5 cm, iar pentru 5 GHz lungimea de unda are valoarea de 6 cm.

Cum sunt folosite cele doua antene? In timp ce AP-ul primeste frame-ul, utilizeaza inceputul acestuia (care nu contine informatie utila) pentru a determina care din cele doua antene primeste un semnal mai bun de la antena emitatoare. O data aleasa o antena, aceasta va fi folosita pentru primirea restului de frame (cu informatia utila). Alegerea unei antene se face pentu fiecare frame in parte, mereu alegandu-se antena care ofera cel mai bun nivel al semnalului.

Semnalele radio sufera si din cauza refractiei, fenomen care inseamna schimbarea directiei unui semnal atunci cand acesta intalneste medii cu densitati diferite. Refractia afecteaza in special retelele wireless outdoor. Aerul uscat tinde sa indeparteze semnalul de pamant, in timp ce aerul umed il atrage spre pamant.

 

Difractia este un alt fenomen care afeecteaza semnalele wireless caracterizat de curbarea semnalului cand acesta intalneste un obstacol cum ar fi o cladire, lucru ce poate duce la crearea de zone “oarbe” (dead spots) in spatele acestora unde semnalul wireless nu ajunge, iar clienti nu pot accesa reteaua. Si acest fenomen afecteaza mai ales semnalele outdoor. Difractia este ilustrata mai jos:

Trebuie mentionat faptul ca toate fenomenele descrise mai sus actioneaza simultan si concurent asupra semnalului wireless, fiecare il degradeaza intr-o anumita masura. De aceea, inainte de implementarea efectiva a retelei, trebuie facut un site survey cat mai detaliat si minutios posibil care sa releve plasamentul ideal al access point-urilor, astfel incat mediul wireless sa fie cat mai putin afectat de aceste fenomene inerente.