Как рассчитать зону покрытия для Wi-Fi сети

При развертывании Wi-Fi сети офисе или дома лучше всего заранее убедиться, что место установки точки доступа выбрано правильно. Это значит, что она покрывает стабильным сигналом максимум пространства и доступна для всех связанных с ней устройств. С одной стороны, это помогает продуктивно организовать сеть и сделать ее доступной для всех сотрудников или домочадцев. А с другой — является гарантией, что количество точек доступа достаточное. Ну, и не стоит забывать об экономии. Нередко смена места размещения точек помогает уменьшить их количество и не тратить лишних денег на оборудование.

В первую очередь проектировщики сталкиваются с таким явлением, как затухание сигнала в пространстве. Тут надо заметить, что хорошо экранированные кабели обеспечивают минимальные потери мощности и прогнозировать их легко. Необходимый кабель можно подобрать здесь. Что же касается внешнего пространства — различные предметы и конструктивные элементы здания могут по-разному влиять на электромагнитные волны. Постоянно колеблются и электрофизические свойства самого пространства. Волны подвергаются интерференции и дифракции, из-за чего их направление может изменяться, а энергетический баланс уменьшаться или увеличиваться на пути от передатчика к приемнику.

Расчет затухания в середине кабельной системы

Чтобы определить, насколько уменьшится интенсивность сигнала в середине проводной линии, достаточно знать потери сигнала на ее погонном метре и на коннекторах. Эту информацию предоставляет, обычно, производитель или инсталлятор оборудования.

Затем подставляем значения в формулу P=Pк*2+Рn*L, где

  • Pк– потери на коннекторах;
  • Рn – потери на погонном метре;
  • L – протяженность провода.

Расчет затухания в окружающем пространстве

Профессиональное проектирование WiFi сетей подразумевает построение электромагнитных карт при помощи специальных программно-аппаратных комплексов. Их задача — спрогнозировать, какой интенсивности будет сигнал в точке абонентского устройства при определенной локализации и характеристиках источника сигнала.

В основе расчетов лежат модели распространения радиосигналов и их потерь. Задача непростая и ее решение доступно только специалистам. О том, как организовать WiFi сеть профессионально можно узнать отсюда. Но есть более доступные и простые математические способы определения потерь. Правда, их погрешность сравнительно высока. Для расчетов надо учесть количество и тип препятствий на пути волны внутри здания. Есть 3 возможные методики:

  • для идеального случая, когда сигнал распространяется в полностью свободном пространстве без препятствий (FreeSpace);
  • в качестве базовых берутся расчетные потери в свободном пространстве и на них накладываются переменные, характеризующие дополнительное затухание при прохождении через препятствия с определенными электрофизическими свойствами (модели OneSlope и LogDistance).
  • проводятся расчеты по международной стандартизированной модели ITU-R1238.

Для условий, когда препятствий на пути волны нет, нужно взять коэффициенты усиления передающей и принимающей антенн (Gпрд, Gпрм), длину волны в метрах (λ) и дистанцию от приемника до передатчика в метрах. Затем значения подставляются в формулу:

Для расчетов по модели OneSlope нам понадобится длина дистанции (в метрах) на которой проводится оценка потерь (d), значение потерь на дистанции d0 метров (Lfs) и коэффициент n, характеризующий проницаемость препятствий для волны (зависит от их количества и материала).

Для расчетов по модели LogDistance дополнительно потребуется значение некоторой нормальной случайной величины Хσ со стандартным отклонением (измеряется в децибелах).

Для прогнозирования по системе ITU-R1238 берется длина дистанции, на которой оценивается потеря (d), частотность главного канала WiFi в мегагерцах (f), коэффициент затухания сигнала с удалением от источника (N) и коэффициент потери мощности сигнала при прохождении через препятствия (Lf (n)). В этой формуле n — это число стен и потолков между антеннами (приемника и передатчика).

Важно помнить, что эти методики расчетов не учитывают влияние на волну посторонней аппаратуры, которая работает в аналогичном диапазоне частот. То есть, допускается, что точка доступа — единственное такое устройство в радиусе его воздействия. На практике доказано, что радиус влияния точки доступа уменьшается на 15-20 процентов с увеличением количества беспроводных устройств до 20-30 штук в окружении. Эта цифра может колебаться в зависимости от мощности сигнала и частоты, на которой работает другое оборудование.