WIFI Anteny

Přehled antén

Každý rádiový produkt Cisco Aironet je navržen tak, aby fungoval v různých prostředích. Implementace anténního systému může výrazně zlepšit pokrytí a výkon.

Pro optimalizaci celkového výkonu bezdrátové sítě LAN společnosti Cisco je důležité pochopit, jak maximalizovat rádiové pokrytí vhodným výběrem a umístěním antény. Anténní systém zahrnuje řadu komponent, včetně antény, montážního hardwaru, konektorů, kabeláže antény a v některých případech bleskojistky.

Vlastnosti a hodnocení antény

Anténa dává bezdrátovému systému tři základní vlastnosti: zisk, směr a polarizaci. Zisk je měřítkem zvýšení výkonu. Směr je tvar vzoru přenosu. Dobrou analogií pro anténu je reflektor ve svítilně. Reflektor koncentruje a zesiluje světelný paprsek v určitém směru, podobně jako by to udělala parabolická anténa se zdrojem RF v rádiovém systému.

Zisk antény se měří v decibelech, což je poměr mezi dvěma hodnotami. Zisk konkrétní antény se porovnává se ziskem izotropní antény. Izotropní anténa je teoretická anténa s jednotným trojrozměrným vyzařovacím diagramem (podobná žárovce bez reflektoru). Hodnota decibelů nad izotropním zářičem (dBi) se používá k porovnání úrovně výkonu dané antény s teoretickou izotropní anténou. Americká regulační agentura (Federal Communications Commission nebo FCC) používá při výpočtech dBi. O izotropní anténě se říká, že má jmenovitý výkon 0 dB, což znamená, že ve srovnání s ní má nulový zisk/ztrátu.

Na rozdíl od izotropních antén jsou dipólové antény skutečné antény. Dipólové antény mají odlišný vyzařovací diagram ve srovnání s izotropními anténami. Dipólový obraz záření je 360 ​​stupňů ve vodorovné rovině a 75 stupňů ve svislé rovině (za předpokladu, že dipólová anténa stojí svisle) a tvarem připomíná koblihu. Protože paprsek je „mírně“ koncentrovaný, mají dipólové antény zisk oproti izotropním anténám 2,14 dB v horizontální rovině. Dipólové antény mají zisk 2,14 dBi (ve srovnání s izotropní anténou).

Některé antény jsou hodnoceny ve srovnání s dipólovými anténami. To se označuje příponou dBd, což je zkratka pro decibely nad dipólovou anténou. Proto mají dipólové antény zisk 0 dBd (= 2,14 dBi).

Všimněte si, že většina dokumentace zmiňuje dipólové antény se ziskem 2,2 dBi. Skutečná hodnota je 2,14 dBi, ale často se zaokrouhluje nahoru.

Typy antén

Společnost Cisco nabízí několik různých stylů antén pro použití s ​​přístupovými body a mosty v produktech 2,4 GHz i 5 GHz. Každá anténa nabízená k prodeji byla schválena FCC. Každý typ antény má různé možnosti pokrytí. Jak se zvyšuje zisk antény, dochází k určitému kompromisu v oblasti jejího pokrytí. Antény s vysokým ziskem obvykle nabízejí delší vzdálenosti pokrytí, ale pouze v určitém směru. Radiační vzorce popsané níže ukazují oblasti pokrytí stylů antén, které společnost Cisco nabízí: dipólové, všesměrové a patchové antény.

Všesměrové antény

Všesměrová anténa je navržena tak, aby poskytovala 360stupňový obraz záření. Tento typ antény se používá, když je požadováno pokrytí antény ve všech směrech. Standardní 2,14 dBi „gumová kachna“ je jedním ze stylů všesměrové antény.

Směrové antény

Směrové antény mají mnoho různých stylů a tvarů. Anténa nenabízí žádné přidané napájení signálu; jednoduše přesměruje energii, kterou přijímá z vysílače. Přesměrováním této energie má za následek poskytnutí více energie v jednom směru a méně energie ve všech ostatních směrech. Jak se zvyšuje zisk směrové antény, úhel záření se obvykle zmenšuje, což poskytuje větší vzdálenost pokrytí, ale se zmenšeným úhlem pokrytí. Směrové antény zahrnují patchové antény a parabolické antény. Parabolické antény mají velmi úzkou cestu RF energie a instalační technik musí být přesný při míření těchto typů antén na sebe.

Kabeláž

Kabeláž zavádí do systému ztráty, potlačuje část zisku, který anténa zavádí, a snižuje dosah vysokofrekvenčního pokrytí.

Propojovací kabel

Tento kabel, připojený ke všem anténám (kromě standardních dipólů), poskytuje 50-ohmovou impedanci rádia a antény s flexibilním spojením mezi těmito dvěma položkami. Má vysoký ztrátový faktor a neměl by se používat, s výjimkou velmi krátkých spojení (obvykle méně než 10 stop). Typická délka všech antén je 36 palců.

Kabel s nízkými a velmi nízkými ztrátami

Společnost Cisco nabízí dva styly kabelů pro použití s ​​produktovými řadami 2,4 GHz a 5 GHz. Tyto kabely poskytují mnohem nižší ztrátový faktor než standardní propojovací kabely a lze je použít, když musí být anténa umístěna v jakékoli vzdálenosti od rádiového zařízení. I když se jedná o kabely se nízkými ztrátami, měly by být stále udržovány na minimální délce.

K montáži antény mimo rádiovou jednotku jsou k dispozici dva typy kabelů. Kabely o délce 100 a 150 stop jsou kabely typu LMR600, zatímco kabely o délce 20 a 50 stop jsou kabely typu LMR400. Všechny čtyři délky jsou dodávány s jednou připojenou zástrčkou s obrácenou polaritou-TNC (RP-TNC) a jedním připojovacím konektorem RP-TNC. To umožňuje připojení k rádiové jednotce ak propojovacímu kabelu dodávanému na anténě.

Konektory

Podle Federálního předpisu USA musí produkty používané v pásmech 2,4 a 5 GHz ISM vyrobené po červnu 1994 používat buď konektory, které jsou jedinečné a nestandardní (tj. nejsou na trhu snadno dostupné), nebo musí být navrženy tak, aby být odborně nainstalován („profesionální“ zde označuje osobu proškolenou v instalaci a předpisech RF). Vzhledem k tomu, že mnoho produktů v pásmu 2,4 GHz instaluje personál, který není vyškolen v oblasti RF, musí tyto produkty vyhovovat pravidlu jedinečného konektoru. Produkty Cisco pro venkovní přístup a přemostění jsou navrženy pro instalaci profesionálem v oboru RF, a proto mohou používat standardní konektor typu N. Vnitřní produkty Cisco Aironet používají konektory RP-TNC. I když jsou podobné běžným konektorům TNC, nelze je spojit se standardními konektory.

Společnost Cisco nedávno představila nový multi-RF konektor známý jako DART. Konektory DART mohou podporovat čtyři nebo osm RF signálů spolu s několika elektrickými piny. Společnost Cisco vyvinula konektor DART pro zjednodušení instalací a vytvoření jediného vkládacího kabelu, který by vyhovoval nové řadě samoidentifikujících antén (SIA) obsahujících obvody pro automatizaci zajišťování a detekce.

Chcete-li zajistit kompatibilitu s produkty Cisco, používejte antény a kabeláž od společnosti Cisco.

Montáž hardwaru

Každá anténa vyžaduje určitý typ montáže. Standardní dipólová anténa se jednoduše připojuje ke konektoru RP-TNC na jednotce. Antény pro montáž na stožár jsou navrženy pro montáž na různé průměry stožáru a každá je dodávána s montážním hardwarem pro připevnění. Patch antény jsou určeny k ploché montáži na stěnu nebo strop a antény pro montáž na strop jsou vybaveny příčníkem s příčným nosníkem.

Pro většinu vnitřních aplikací poskytuje vhodnou montáž 0,75 nebo 1 palcový elektrický vodič. Pro venkovní použití použijte těžký pozinkovaný nebo hliníkový stožár, který vydrží zatížitelnost vybrané antény.

Svodiče blesku

Při použití venkovní anténní instalace je vždy možné, že anténa utrpí poškození náboji vyvíjejícími se na anténě a kabelu nebo výboji vyvolanými blízkými údery blesku. Svodič blesku Cisco Aironet je navržen tak, aby chránil rádiová zařízení 2,4 GHz až 5 GHz před statickou elektřinou a blesky vyvolanými přepětími, které cestují po koaxiálních přenosových vedeních. Oba systémy musí být řádně uzemněny, jak je uvedeno v příručkách k instalaci hardwaru produktů. Tyto ochranné mechanismy nezabrání poškození v případě přímého zásahu bleskem.

Teorie provozu

Zachycovač blesku Cisco Aironet Lightning (obrázek 3) zabraňuje tomu, aby energetické rázy dosáhly RF zařízení jejich posunutím k zemi. Nárazy jsou omezeny na méně než 50 voltů za přibližně 0,0000001 sekundy (100 nanosekund). Typický výboj blesku je přibližně 0,00 0002 sekundy (2 mikrosekundy).

Přijatelné potlačení přechodových jevů IEEE je 0,000008 sekundy (8 mikrosekund). Cisco Aironet Lightning Arrestor je 50-ohmové přenosové vedení s plynovou výbojkou umístěnou mezi středovým vodičem a zemí. Tato výbojka plynu se téměř okamžitě mění z otevřeného obvodu na zkrat v přítomnosti rázů napětí a energie a poskytuje cestu k zemi pro energetický ráz.

Instalace

Tento svodič je určen k instalaci mezi kabel antény a přístupový bod Aironet. Instalace by měla být uvnitř nebo uvnitř chráněného prostoru. K zachycovači musí být připevněna dobrá zem. Toho lze dosáhnout připojením zemnicího oka k svodiči a použitím těžkého drátu (pevná měď číslo 6) k připojení oka k dobrému uzemnění.