Теме: Бежичне мреже

Који је ниво радио-сигнала добар?

Скраћена веза: https://pedja.supurovic.net/veza/6486

Није тајна да је тајна добре бежичне везе у јачини сигнала. Правило је – што јачи сигнал то боља веза. Ипак, није све баш тако једноставно. Хајде да се мало позабавимо јачином сигнала и разним другим утицајима на квалитет бежичне радио везе.

За почетак да се позабавимо битним појмовима

Јачина сигнала представља јачину електромагнетног поља у одређеној тачки. Радио предајник емитује радио сигнал одређене јачине кроз антену. Сигнал путује кроз ваздух до пријемне антене и кроз њу долази до пријемника. Јачина сигнала који долази у пријемник је битан фактор квалитета везе. Пут радио-сигнала и утицај појединих чинилаца на том путу на сигнал описао сам у чланку на сајту ужичке бежичне мреже који се бави прорачуном бежичног линка. Јачина радио сигнала се изражава у децибелима. На сајту наше мреже сам објаснио и појам децибел. Прочитајте ове чланке да бисте могли да пратите даљи текст.

Интерференције су разне појаве које доводе до слабљења или изобличавања радио сигнала на путу ка пријемнику. Узроци могу бити физичке препреке или слојеви у ваздуху које блокирају или скрећу сигнал, разни извори сметњи и слично.

Осетљивост пријемника је способност пријемника да „чује“ најслабије сигнале. Ова карактеристика се изражава у децибелима а представља најслабији сигнал који пријемник може да осети – што је осетљивост већа, то је број у децибелима мањи. Осетљивост пријемника се разликује не само од модела до модела него чак и од примерка до примерка и може се мењати зависно од радне температуре, радне фреквенције, или режима рада (модулације).

Загушење пријемника је појава да пријемник престаје да правилно прима сигнал услед његове превелике јачине.

Ширина опсега је опсег фреквенција око централне фреквенције пријемника које пријемник чује све истовремено. Ширина опсега пријемника зависи од квалитета пријемника али и режима рада. Правило је да ако треба да се пренесе више података (односно да се подаци преносе већом брзином, тада је потребна и већа ширина опсега којим се ти подаци преносе). Ширина опсега директно утиче на осетљивост пријемника – што је шири опсег, то је осетљивост пријемника мања.

Шум представљају све емисије на пријемној фреквенцији које не представљају користан сигнал који треба да примимо. Шум може бити последица атомсферских пражњења или емисија других предајника који нам нису интересантни али емитују на фреквенцији коју случамо или на некој довољно блиској фреквенцији тако да сигнал улази и у наш пријемник.

Ниво шума је измерен ниво јачине сигнала шума на фреквенцији коју слушамо.

Однос сигнал/шум (Signal to Noise Ratio – SNR) је однос јачине нивоа шума и корисног сигнала који примамо.

Како све ово утиче на квалитет везе

Иако углавном сви у разговору јачини сигнала узимамо као најзначајнији чинилац, кључну улогу у ствари има однос сигнал/шум – однос јачине корисног сигнала према шуму који пријемник добија заједно са тим корисним сигналом. Што је овај однос већи, односно, што је корисни сигнал јачи у односу на шум, то је могућност његовог пријема боља.

Минимални потребан однос сигнл/шум зависи од пријемника до пријемника али и од режима рада. Правило је да што брже треба да пренесемо податке, то је и потребан већи однос сигнал/шум.

У пракси узима се да је неопходно обезбедити однос сигнал шум око 20 до 25 dB. Веће вредности треба узимати кад год је потребан поузданији линк и већи проток. Ја настојим да обезбедим бар 22 dB разлике између корисног сигнала и шума. На примеру, то значи да ако мерење покаже да на фреквенцији коју користим имам шум од -86 dBm, потребно је да обезбедим да користан сигнал има јачину од најмање -86 dBm + 22 dB = -64 dBm.

Није шум једини ограничавајући фактор. Ако је ниво шума испод прага осетљивости пријемника, тада осетљивост пријемника морамо узети као ниво шума. Дакле, иако је шум -86 dBm, како пријемник има осетљивост -80 dBm, то пријемник тај шум неће чути, као што неће чути ниједан сигнал који је слабији од наведених -80 dBm. Зато морам узети осетљивост пријемника као ниво шума па је потребан сигнал у ствари -80 dBm + 22 dB = -58 dBm.

Како одредити осетљивост пријемника? Нема друге него прочитати техничке карактеристике пријемника које наводи произвођач.

Узмимо на пример познату картицу Wistron CM9. На основу карактеристика осетљивости картице из спецификације произвођача направио сам следећу табелу:

брзина осетљивост минималан користан сигнал
802.11b 802.11g 802.11a 802.11b 802.11g 802.11a
1 Mbps -95 dBm -73 dBm
2Mbps -94 dBm -72 dBm
5.5 Mbps -92 dBm -70 dBm
6 Mbps -90 dBm -88 dBm -68 dBm -66 dBm
9 Mbps -89 dBm -87 dBm -67 dBm -65 dBm
11 Mbps -90 dBm -68 dBm
12 Mbps -87 dBm -85 dBm -65 dBm -63 dBm
18 Mbps -85 dBm -83 dBm -63 dBm -61 dBm
24 Mbps -82 dBm -80 dBm -60 dBm -58 dBm
36 Mbps -79 dBm -75 dBm -57 dBm -53 dBm
48 Mbps -76 dBm -73 dBm -54 dBm -51 dBm
54 Mbps -74 dBm -71 dBm -52 dBm -49 dBm

Прво што се види, то је да осетљивост пријемника зависи од модулације (брзине), фреквенције и ширине канала. Није свеједно да ли правимо линк који треба да обезбеди један мегабит или 54 мегабира или да ли ради на 2.4 GHz или 5.8 GHz.

Сад да израчунамо какав нам је сигнал неопходан да обезбедимо линк најмање брзине, 1 Mbps. Подаци кажу да картица има осетљивост -95 dBm што је одлична карактеристика. Неопходно је обезбедити 22 dB однос сигнал/шум па то значи да је минималан сигнал на пријему -95 dBm + 22 dB = -73 dBm. Прилично добро зар не?

За највећу брзину са протоколом 802.11b од 11 Mbps осетљивост пада али је и даље одлична: -90 dBm. За такав линк потребан нам је минималан сигнал од -68 dBm. Ипак, с обзиром да се ради о одличним крактеристикама картице, треба имати у виду да шум неретко може бити јачи од овакве осетљивости картице тако да би у ствари њега требало рачунати.

Протокол 802.11g користи исти фреквентни опсег и исту ширину опсега али друге врсте модулације које омогућују знатно веће брзине. Из карактеристика се види да и осетљивост пријемника значајно пада. За брзину од 6 Mbps осетљивост пријемника је једнака осетљивости на 802.11b на скоро дупло већој брзини. Дакле са сигналом од -68 dBm на 802.11b можемо добити 11 Mbps, док на 802.11g не можемо постићи више од 6 Mbps.

На највећој брзини 802.11g протокола 54 Mbps, осетљивост пријемника пада на -74dBm. То значи да нам за такав линк треба сигнал од најмање -52 dBm. То је прилично јак сигнал.

Прелазак на други опсег, на 802.11a joш више деградира карактеристике пријемника. На минималној брзини од 6 Mbps осетљивост пријемника је -88 dBm, што значи да је неоходна минимална јачина сигнала -66 dBm. Nајвећa брзинa, 54 Mbps смањује осетљивост ове картице на чак -71 dBm, тако да је минимална јачина сигнала -49 dBm. Веома јак сигнал нам треба да бисмо добили тако велику брзину!

Можете само замислити како ствари стоје са картицама које користе посебне протоколе који омогућавају још веће брзине тако што знатно проширују опсег фреквенција које користе, такозване турбо протоколе? Брз поглед на карактеристикe неких од таквих картица показује пад осетљивости пријемника и до -64 dBm!

Не треба заборавити да сам у рачуну минималне јачине корисног сигнала у горњој табели узео средњу вредност односа сигнал/шум од 22 dB. Cisco, на пример, препоручује да се за квалитетне линкове узима вредност од 25 dB!

Не ваља увек јачи сигнал

На почетку чланка сам рекао да је по правилу за бољи линк потребан и јачи сигнал. То јесте тако, све док не претерамо са јачином.

Прејак радио сигнал изазива превелике електричне сигнале у пријемнику и електронска кола долазе у засићење. Сама електронска кола почињу да изобличују примљени сигнал па га је немогуће исправно детектовати или се појављује превелики број грешака. Ако је сигнал изузетно јак, може доћи и до квара пријемника.

Пракса је показала да већ сигнал који је 35-40 dB јачи од осетљивости пријемника почиње да загушује пријемник. О томе треба водити рачуна.

А шта каже пракса?

Сав овај досадашњи прорачун је у ствари теоријски. У пракси ствари стоје још неповољније.

Најпре, проблем је нестабилност слабљења сигнала у ваздуху. Зависно до временских услова, доба дана и ноћи, температуре, влажности па и годишњег доба, слабљење може да се мења шест или више децибела, тако да и то треба узети у обзир када одређујемо минималну јачину корисног сигнала. Не ваља да нам се због промене временских услова мења квалитет линка, па зато треба повећати сигнал тако да компензује додатна слабљења до којох може доћи услед промена у ваздуху.

Такође, приметио сам да људи често забораве да линкови имају два краја и да сигнали теку у оба смера. Кад год се ради прорачун, а не користи се потпуно идентична опрема на обе стрне линка, неопходно је урадити прорачуна за оба смера линка.

А шта ако је сигнал довољно добар а линк не ради како треба? Сумњајте на сметње. Постоје сигнали које бежичне картице не могу да препознају (разне бежичне камере, микроталасне пећнице, бежични линкови који користе дргачије проткололе и слично). Да бисте такве сметње открили потребно је да користите мало напреднији пријемник – спектрални анализатор.

Често, сметњу изазивају рефлексије сигнала који примамо. Када се директни сигнал поклопи са рефлектованим, долази до изобиличења које омета правилан пријем. О томе сам писао у чланку Зашто неки бежични уређаји имају две или три антене.

И на крају, не треба се ослањати само на прорачун. На папиру ствари често испадну другачије него у стварној реализацији линка. Прорачун треба да вам послужи најпре да стекнете слику о линку, каква је ситуација и шта можете да очекујете. Стварне вреднсоти сигнала ћете добити само и искључиво мерењем сигнала на лицу места. Измерите сигнале, употредите их са прорачуном и укључите их у рачун да бисте добили линк какав желите.


Поделите овај чланак са пријатељима


12 comments to Који је ниво радио-сигнала добар?

  • Да ли би могли да генерализујемо ово твоје разматрање, на једном примеру, на следећи начин:

    Ако се жели мало поправити квалитет сигнала у бежичној мрежи (SOHO тип)и где су рачунари орјентисани углавном ка коришћењу интернета (нема дељења података између самих рачунара), са 802.11g или 802.11b/g би се могло прећи на 802.11b?
    Наравно уз претпоставку да брзина линка ка интернету не прелази 11Mbps.

    • Не баш тако.

      Најпре на 802.11b не можеш постићи брзину од 11 Mbps. То је максимална брзина линка али је реална максимална брзина протока око 5.5 Mbps.

      Генерално, за сваки WiFi линк треба рачунати да проток кроз линка не не може бити нешто много већи од половина брзине линка.

      Преласком са 802.11g на 802.11b добио би боље нивое сигнала на линковима, а то би требало да значи и стабилније линкове.

      Дакле, ако 802.11b протокол задовољава потребе за брзином, да, линкови би боље радили него на 802.11g. Не једном сам имао прилике да се у то уверим и у пракси.

      • CoyoteKG

        Moje pitanje je slicno kao Vladimira Malića.

        Imam petesetak klijenata na jednom mikrotik ruteru. Svima je potreban iskljucivo izlaz na internet i to je to, nista vise.
        Zbog ogranicenja protoka od strane ISP-a, ogranicicu ih sve na 1MB downloada. To znaci da bi i u mom slucaju bilo bolje koristiti 802.11b?

        Sad me buni druga konstatacija jednog lika na postavljeno moje pitanje

        „Ako sam se ispravno informisao, samo jedan klijent može u datom trenutku da komunicira sa AP, tako da ne bi bilo loše da ostaviš i n mod slobodan, kako bi n klijenti mogli na većoj brzini, a za manje vremena završiti svoj transfer (ili za isto vremena prebaciti više podataka) i osloboditi AP drugima ?“

        Jel ovo ispravno razmisljanje?

        • Педесет клијената на једној приступној тачки је рецепт за проблеме. У приницпу ту нема помоћи, али би вероватно боље радило ан већој брзини јер би приступна тачка могла да обради више клијената за краће време.

          Ипак, није препоручљиво мешати режиме рада. Подеси приступну тачку на један режим рада и све клијенте прилагоди том режиму.

          • CoyoteKG

            Kad pomenem 50 klijenata, to je neki maksimum. I uglavnom vise od pola su mobilni telefoni koji nece koristiti non stop resurse. Laptopova bi trebalo da bude 10-20 maksimum.

            Dakle rešenje je da ne koristim samo jedan Mikrotik RB2011UAS-2HnD-IN, nego da nakacim na njega jos bar dva AP-a?
            Doduse tako bih i bolje pokrio prostor.
            Mislio sam samo da koristim mnogo jacu antenu na ovom Mikrotiku i da resim problem.

            • Мобилни телефони и лапропови само погоршавајус твар јер се ради о уређајима са лошим антенама коеј кросиници сваки час померају и премештају тако да се и квалитет везе мења (са тенденцијом да буде лош). У таквим условима повезивање већег броја корисника псотаје само већи проблем.

  • citajuci ovo vase strucno misljenje dososo sam do nekog zakljucka aili bih opet postavaio pitanje koje glasi.
    Imam Mikrotik rb433 sa karticama CM9 imam i jedan link, problem je u tom linku on je monitiran na razdaljini od 1,5km koja nije velika jedan se nalazi na mojoj zgradi a drugi na jednoj kuci na brdu taj link cim sam montirao posle podesavanja iamo je jacinu signala a jednoj strani -45db a nabrdu odnosno na drugoj strani linka -55db e sad pitanje sve je to dobro radilo jedno godinuipo dana ali odjednom signal je pceo nenormalno da obada otisao je cak na -81db na obe strane pa pocne posle nekoliko dana da se vraca do -74db i tu se yadryi i sve tako prepreka iymedju nema nikakvi ma bas nikakvih ovo radi na 5.2Ghz sta tu moye da bude

  • CoyoteKG

    Pozdrav Predraže.

    Prošle nedelje sam u nekoj zgradi sa 4 sprata postavio neku omanju mrežicu sa 30tak računara koje sam umrežio kablom, i na svaki sprati u istoj vertikali izvukao po AP TL-WA5110G.

    Sve je to bilo lepo dok nisam procitao po netu da nije bas neko resenje 4 APa na jednom mestu zbog mesanja kanala.
    Tim AP-ovima sam dodelio kanale, 1,6,11 i opet 1. S tim da u prizemlju i na 3. spratu su 1. Isti im je SSID i enkripcija. Rade sad u „roamingu“. Povezani su preko nekog switcha na Mikrotik RB 750

    Ali dolazi mi do nekih nejasnih pucanja veze. Do juce sam sumnjao u mesanja kanala 1. i 4. AP-a koji nisu bas blizu, ali se mozda malo i vide. Razmisljao sam o resavanju problea u tom smeru i totalno sam prevideo da na 2. spratu postoji jos jedan Mikrotik RB ali sa Wirelessom RB 951-2n. Totalno druga mreza, koja i net dovlaci pomocu drugog SBBovog modema.
    Taj wi-fi router treba da pokriva samo tu jednu kancelariju, ali ga samo zid odvaja od AP-a na 1. spratu odnosno sa kanalom 6.

    Da li mesanje signala tog routera sa AP-ovima na drugom routeru moze da mi pravi problem? Net odlicno funkcionise u toj kancelariji gde je taj RB 951-2n i ne dolazi do pucanja veze, ali AP-ovi mi prave problem. Rade pa ne rade. Nekad se desi da je ceo dan sve OK i to bude baš kad sam ja prisutan, sve do juče kad sam prisustvovao nelogičnim pucanjem veze. Čak nisam mogao ni da se zakačim na AP iako je signal bio pun.
    Da napomenem, da sam juče primetio da je na ovoj mreži sa AP-ovima sve funkcionisalo, dok jedan profesor nije ušao u kanc i zakačio se svojim laptopom preko wi-fi na rb 951.

    Šta da radim? Da isključujem wi-fi na tom ruteru ili postoji neki drugi način? Prvo sam mislio da smanjim jačinu signala na ruteru, ali koliko god da smanjim, bar 3 AP-a se mešaju tu.

    • Пробај да искључиш све па укључујеш један по један АП и тако видиш који прави проблем.

      ТАкпђе, помогло би да промениш ССИД тако да сваки АП има свој. Можда се клијенти збуњују јер је све на истом ССИД.

  • miki

    fm predajnik 500w problem je u tome sto cujem sum u pozadini, npr izmedju dve pesme ima suma nema potpune cistine vec sum koji me nervira amatr sam nemam toliko iskustva …….

Leave a Reply

 

 

 

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Попуните израз тако да буде тачан: *