Často se setkáváme s mylným dojmem a názorem, že stačí vidět na přípojný bod a příjem bezdrátového internetu bude bezproblémový, pokud tam nebude na daném a sousedních kanále rušen. Ovšem je tu tzv. Fresnelova zóna. Radiový signál se sice šíří po přímce, ale ne pouze paprskem. Převážná část energie je nesena v prostoru okolo přímky spojující vysílací a přijímací antény. Tento prostor má tvar elipsoidu (doutníku). Tato oblast se nazývá První Fresnelova (čte se Frenelova - first Fresnel zone) zóna a přenáší se v ní 90% energie. Při narušení této oblasti má spoj horší přenosové vlastnosti a je potřeba použít kvalitnější antény a kabely.
Radiové vlny
se totiž nešíří jako laserový paprsek, vyzařovací schéma je podobné ragbyovému
míči (viz obrázek), směrem do středu se zóna rozšiřuje a je to přísně dáno
fyzikálními zákony. V této zóně by pokud možno neměly být žádné překážky -
budovy, stromy a podobně (rapidně klesá dosah). Tato
zóna šíření se nazývá Fresnelova (čte se prý Frenelova) zóna (FZ).
Je jich více, nejdůležitější je pro nás 60% z první FZ. Výpočet je relativně
jednoduchý poloměr toho míče, a tedy nejvyšší vzdálenost (v metrech) mezi
středem a krajem je 60%×17.3×odmocnina(D/4f) kde D je vzdálenost v km, f je
frekvence v GHz. Tohle samozřejmě nemusíte znát, ale měli byste mít představu -
na frekvenci používanou 802.11b (2,4 GHz) je to vychází:
... ten šedý doutník je Fresnelova zóna
|
Nejdůležitějších je
60% z První Fresnelovy zóny. Pro 2,4GHz vychází 60% nejširší části: |
| Délka spoje |
60% První Fresnelovy zóny |
| 1 km |
3,4 m |
| 2 km |
4,7 m |
| 3 km |
5,8 m |
| 4 km |
6,7 m |
| 5 km |
7,5 m |
|
Tady je tabulka vypočítaných hodnot fresnelovy zóny (100%) na určité
vzdálenosti |
| 100 m :
1,8 m |
500 m :
4,0 m |
1500m :
6,9 m |
| 200 m :
2,5 m |
700 m :
4,7 m |
2000m :
8,0 m |
| 300 m :
3,1 m |
1000 m :
5,6 m |
2600 m :
9,1 m |
| 400 m :
3,6 m |
1200 m :
6,2 m |
3000 m :
9,8 m |
... tak a tady máme vzorový
příklad (Visual Line of Sight je přímá viditelnost a Radio Line signal Sight je
doutník radiového signálu)
On-line -
Kalkulačka pro Fresnelovu první zóna
Šíření vln mezi
přijímačem (RX) a vysílačem (TX) v pásmu 2,4GHz probíhá v jakési virtuální
"trubce", v níž se přenáší většina energie. Tato "trubka" má poloměr "R",
který je závislý na vzdálenosti od přijímače a vysílače a má tvar elipsy,
nazývané Fresnelova zóna. V této zóně by neměla být překážka, protože brání
"toku energie" (velmi zjednodušeno). Přímá viditelnost je naprostá nutnost u
bezdrátového připojení ve venkovním prostředí. Navíc je nutné zajistit, aby
ve Fresnelově zóně nebyl žádný předmět (dům, strom,..) Fresnelova zóna je
prostor elipsovitého tvaru mezi přijímačem a vysílačem (viz.obrázek)
Představme si přímku mezi přijímací a vysílací anténou. Při vzdálenosti 1 km
je Fresnelova zóna uprostřed spoje cca 5,5m nahoru a dolu. Pro srovnání při
vzdálenosti 0,5km je to asi 4m a na 200m je to 2,5m. Pokud není zajištěna
Fresnelova zóna, nelze tento spoj provozovat. V praxi je vyzkoušené, že
takovéto spoje fungují. Signál je ale chytán odrazem, vznikají interference
a signál je nekvalitní. Spoj je pak nestabilní a nelze na něm dosáhnout
větších rychlostí. Nelze ho tedy provozovat jako spoj typu vysílač-klient.
Jinak je tomu při indoorových aplikacích. To není ale náš případ. Zajištění
Fresnelovy zóny je možné správným umístěním antény (na komín, na stožár atd).
Například - pokud překážka "odřízne" celou spodní polovinu zóny, útlum bude
6 dB (ztráta 75% výkonu).
|
On-line - Kalkulačka pro
Fresnelovu první zóna
(Je funkční je pro adminy při tisku !) |
|
|
Níže uvedený graf Fresnelovy zony na
2.4GHz na 3km vzdálenost.
Níže uvedený graf Fresnelovy zony na
5.5 GHz a 3km vzdálenosst
I "když je nejhůř", mělo by se vyvinout maximální úsilí k tomu, aby bylo volných
aspoň 60% průměru zóny. Často stačí dát anténu o kus výš. A nezapomínejme, že
uváděná čísla jsou "průměr bachratého válečku", a že tedy platí i "do stran".