Radioamatorska sieć HamNET/Obliczanie budżetu linku
| Publikacja elektroniczna
| |
| Autor | Waldemar SP2ONG |
| Data publikacji | grudzień 2015 |
| Miejsce publikacji | Toruń |
Zasięg sieci radiowej zależy od wielu czynników, tj. mocy wyjściowej urządzenia, tłumienia kabli, zysku anten czy opisanej wyżej strefy Fresnela. Podstawą do obliczenia zasięgu sieci czy też do obliczenia mocy sygnału trafiającego do każdej ze stron połączenia jest oszacowanie budżetu łącza.
Dzięki poniższemu kalkulatorowi można obliczyć czy na danej odległości, stosując konkretne urządzenia i anteny można zestawić łącze. Należy jednak pamiętać że jest to górna granica sygnału dla idealnych warunków, bez uwzględnienia m.in. strefy Fresnela.
Na wielu stronach internetowych opisujących zagadnienia związane z sieciami WiFi znajdują się tzw. kalkulatory zasięgu, które umożliwiają sprawdzenie budżetu łącza dla podanych przez użytkownika parametrów. W przypadku dwóch identycznych zestawów dokonujemy obliczeń tylko raz, natomiast gdy parametry urządzeń różnią się od siebie należy wykonać obliczenia w obie strony.
Jako przykład, chcemy oszacować wykonalności linku na odległości 5 km. Punkt A jest połączony z anteną dookólną o wzmocnieniu 10 dBi , druga strona linku punkt B jest połączony z anteną sektorową o wzmocnieniu 14 dBi. Moc nadajnika punktu A 100 mW (lub 20 dBm), czułości odbiornika -89 dBm. Moc nadajnika punktu B 30 mW (lub 15 dBm), czułość odbiornika jest -82 dBm. Kable antenowe są krótkie, strata 2 dB po każdej stronie.
Dodając wszystkie wzmocnienia i odejmując wszystkie straty (tłumienia) z punkt A do punktu B mamy:
20 dBm (Moc radia punktu A)
+ 10 dBi (Zysk anteny punktu A)
- 2 dB (Straty kabla antenowego punktu A)
+ 14 dBi (Zysk anteny punktu B)
- 2 dB (Straty kabla antenowego punktu B)
-------------------------------------
= 40 dB (Całkowite wzmocnienie)
Tłumienie ośrodka/ścieżki (ang. path loss) dla linku 5km link, biorąc pod uwagę tylko wolną przestrzeń:
- Tłumienie ośrodka = 40 + 20 log (5000) = 113 dB
Odejmując od całkowitego wzmocnienia tłumienie ośrodka mamy:
- 40 dB - 113 dB = -73 dB
Następnie obliczamy link z punktu B do punktu A mamy:
15 dBm (Moc radia w punkcie B)
+ 14 dBi (Zysk anteny punktu B)
- 2 dB (Straty kable antenowego punktu B)
+ 10 dBi (Zysk anteny punktu A)
- 2 dB (Straty kabla antenowego punktu A)
-------------------------------------
= 35 dB (Całkowite wzmocnienie)
Oczywiście, tłumienie ośrodka jest takie samo w drodze powrotnej. Więc odjemując całkowite wzmocnienie po drugiej stronie linku od tłumienia ośrodka mamy :
35 dB - 113 dB = -78 dB
Ponieważ czułość odbiornika punktu A jest -89 dBm, to pozostawia nam 11 dB marginesu (89 dB - 78 dB). Ogólnie rzecz biorąc, ten link prawdopodobnie będzie działać, ale przydałoby się trochę więcej zysku. Za pomocą anteny 24 dBi po stronie B zamiast anteny sektorowej 14 dBi, otrzymamy dodatkowe 10 dBi zysku w obu kierunkach linku (pamiętamy, że zysk anteny jest wzajemny). Droższym rozwiązaniem byłoby stosowanie większej mocy radia na obu końcach łącza, ale należy pamiętać, że dodanie wzmacniacza lub wyższej mocy tylko z jednej strony linku nie podnosi jakości łącza.
Przy planowaniu linku warto skorzystać z narzędzi które wyświetlają profil terenu pomiędzy dwoma planowanymi punktami linku:
- http://ham.remote-area.net/linktool/index
- https://wisp.heywhatsthat.com/
- https://www.ve2dbe.com/rmonline_s.asp - po założeniu konta można wprowadzić swoją lokalizacje i zobaczyć mapę pokrycia zasięgu naszego Mesh Node przy założonych warunkach lub zbadać jak będzie wyglądał link pomiędzy nami a innymi Mesh Node.
Możemy też skorzystać z poniższego wykresu opracowanego przez SP9FUT który może pomóc nam w oszacowaniu zasięgu w zależności od terenu w jakim znajduje się nasz router bezprzewodowy. Na osi x mamy moc EIRP wypromieniowaną przez antenę w dbm czyli:
gdzie P - moc nadajnika; Tk - tłumienie kabla); Za - zysk anteny w stosunku do anteny izotropowej.
Przypisy
- ↑ Źródło: Wireless networking in the developing world