CZF-RFC-WiFi

Trochu teorie

Pouzite pasmo: 2400 MHz - 2483,5 MHz je to tzv. ISM pasmo, ve kterem je povolen radiovy provoz bez licencnich poplatku drzitelum homologovanych zarizeni. Tito provozovatele mohou toto pasmo sdilet bez naroku na ochranu proti ruseni.

Podminky jsou upraveny generalni licenci CTU ([1]) GL-12/R/2000. Tato licence mela dle ruznych subjektu rozdilny vyklad, tyto rozpory byly odstraneny zmenou c.2 teto licence z 7.1.2003, zde je citace:

Tato mez musi byt dodrzena pri libovolne kombinaci vystupniho vykonu vysilace a pouzite anteny.

Norma 802.11, specifikujici zarizeni pouzivajici rozprostreneho spektra pracujici v tomto pasmu, jich rozlisuje 2 druhy:

• systemy s rozprostrenym spektrem vyuzivajici techniku prime sekvence - DSSS
• systemy s rozprostrenym spektrem vyuzivajici techniky preskoku kmitoctu - FHSS

My pouzivame zarizeni DSSS dle subnormy 802.11b, splnujici standard Wi-Fi (zajistuje interoperabilitu ruznych vyrobcu) s moznou prenosovou rychlosti 1Mb/s, 2Mb/s, 5.5Mb/s a 11Mb/s, pricemz preferujeme zarizeni s chipsetem PRISM2, hlavne kvuli moznosti regulace vystupniho vykonu a moznosti vytvoreni PC Access pointu. Tyto zarizeni funguji v podstate jako bezdratovy ethernet, existuje nekolik moznych modu cinnosti, zakladni jsou Ad-Hoc, Master (neboli AP) a Managed (klient AP). Tomu ethernetu je nejblize Ad-Hoc, v tomto modu jsou vsechny stanice rovnocenne, tudiz idealni je, kdyz vsechny stanice na sebe vzajemne vidi, kdyz tomu tak neni, chova se to podobne, jaky kdyz se to prezene s delkou ethernetoveho segmnentu, jedna stanice nevi, ze druha zrovna posila paket a posle ho take, a vysledkem je velke mnozstvi kolizi. Druha moznost, mod Master(AP)-Managed(klient), ktera je pro nase pouziti vhodnejsi. Je zde take jeste moznost pouzivat u Prism2 karet WDS linky, kde muzeme tvorit az 16 virtualnich linek s 1 kartou. Nevyhodou je neexistence ovladacu do Windows a to, ze v pripade, ze kdyz karta je soucasne v AP modu, rychlost na WDS linkach je 2Mb/s.

Pouzite VF prvky

Antena

Lze je rozdelit na anteny urcene na propojeni 2 bodu a sektorove(pripadne vsesmerova antena).

Zakladni parametry anten

• Zisk [dBi] - dB jsou pomerne jednotky, zisk anten je vetsinou udavan jako pomer k vsesmerovemu (H i V) zarici. dB nam umoznuji jednoduse scitat a odcitat zisk anten, vykon vysilace a utlum kabelu a konektoru.
• Polarizace - (V)vertikalni, (H)horizontalni, (L)levotociva, (R)pravotociva, V je obvykla u vsesmerovych anten, tudiz pro dalkove spoje je vetsinou vhodnejsi H, nebo pripadne i kruhova polarizace. Linearni polarizace maji proti kruhovym polovicni odstup nez mezi sebou (napr. H proti V a R/L)
• Vyzarovaci uhel - v H a V rovine, je v tesne vazbe na ziskovost anteny, tedy napr. vyssi zisk vsesmerove anteny bude vzdy kompenzovan uzkym vyz. uhlem ve V rovine. Kdyz mame antenu na nejake vyssi budove mohou byt blizsi cile ve stinu. Stejne tak nemuzeme cekat, ze budeme mit antenu s velmi uzkym vyz. uhlem pri malem zisku. Cim uzsi vyzar. uhel tim antena chyta mene ruseni, problem je ovsem u Windows klientu kteri nezvladaji regulaci vykonu, potom takovy klient s ziskovou antenou muze znemoznovat komunikaci slabsich klientu na stejnem AP, je to mozne kompenzovat napr. delsim kabelem s vetsim utlumem, utlumovym clankem apod., u koncovych klientu, kdyz si ovsem prilis nezatlumime i prijimany signal, takove reseni vetsinou nevadi.
• Rozmery a odolnost proti vetru - zalezi v jakem prostredi je antena umistena, na strese 13 patr. panelaku jsou naroky samozrejme podstatne vyssi, nez kdyz je v 2. patre schovana v prostoru balkonu. Neni vzdy nejlepsi antenu umistovat na nejvyssi misto budovy, mnohdy je lepsi najit misto, ktery je dobre odstineno od zdroju ruseni, napr. ten balkon.

Sektorove anteny

Anteny ADMET

ASU14 - vyzar. uhel asi 32st.(i ve V rovine), polarizace H i V. Lze pouzivat i jako antenu pro pripojeni konc. bodu. (1950Kc I4) ASH11 - vyzar. uhel asi 65st.(ve V rovine 32), polar. H, zist 11dB. (1200Kc I4) ASH14 - vyzar. uhel asi 65st.(ve V rovine 16), polar. H, zist 14dB. ASH16 - vyzar. uhel asi 65st.(ve V rovine 8), polar. H, zist 16dB. ASH10 a 12 - vyzar. uhel 180st.(ve V rovine 32 nebo 16), polarizace H, zisk 10 nebo 12dB. (ASH10 2150Kc I4) AVH05 a 08 - vyzar. uhel 360st.(ve V rovine 30 nebo 16), polarizace H, zisk 5 nebo 8dB.

Anteny Tyhan

CL090 - vyzar. uhel 360st.(ve V rovine 19st.), polarizace V, zisk asi 6dB( verzi na tuto antenu antenu lze dobre realizovat amatersky). PL8 - vyzar. uhel 140st.(i ve V), pouziva se ja primarni ozarovac pro paraboly, lze realizovat amatersky jako tzv. plechovkovou antenu. Krome techto dodavaji parabolicke anteny od 30cm do 90cm. (30cm Tyhan,P30165,16dB 2100Kc I4)

Anteny EASTNET

[2]

Amaterska vyroba

Vsesmerova antena s V polarizaci, cca 6dB: [3]

• tato antena se jiz dobre osvedcila v provedeni s kabelem RLA-10. Pozor! Ten ma jiny cinitel zkraceni(0.85) nez orig. navod. Rozmery je tedy poteba prepocitat. Pri instalaci anteny je treba pocitat, zvlaste pri instalaci na vyssi budovy, i s jejim vertikalnim vyzar. uhlem cca 20st.

Jako sektorova antena se da pouzit tzv. plechovkova antena: [4] Prakticky u nas realizoval napr. Simandl: [5] za pouziti Kosteleckych parku, ktere pro tento ucel maji vyhodne rozmery. Zde jeho vypocty: [6] . Thread ve foru: [7]

Smerove anteny

Paraboly

Vyse jmenovana plechovkova antena lze pouzit jako primarni ozarovac pro parabolickou antenu. Prakticka realizace u nas napr. Makaron: [8] a odkazy na dalsi realizace [9]. Parabolicke anteny pro 2.4GHz lze koupit , viz vyse Tyhan, nebu upravit z tech puvodne urcenych pro satelit, tam je treba nahradit primarni zaric plechovkovou antenou. To lze udelat i v pripade tzv. offsetovych anten (zde pozor, vzhledem k naklonu ozarovace na vlhkost). Odkazy na realizace: [10] . Paraboly jsou vyhodnejsi pro dalkovejsi spoje, nebo pro spoje vedene zarusenym prostredim, nez napr. sita kvuli sve vetsi smerovosti a mensim bocnim lalokum. Orienatacni zisky parabol: 35cm-17db (vyz. uhel 21st.), 65cm-22dB (12st.), 90cm-25dB (8,5st.), 120cm-27dB (6,7st.), 140cm-29dB (5,8st.). (30cm Tyhan, P30165, 16dB 2100Kc I4)

Sita CSAT

ISM14 vyzar. uhel 22st., zisk 14dB (2200Kc I4) ISM19 vyzar. uhel 16st., zisk 19dB (2400Kc I4) ISM24 vyzar. uhel 13st., zisk 24dB (2600Kc I4)

MMDS sita

Muzeme take pouzit sita, puvodne urcena pro vysilani MMDS, vetsinou jsou dostatecne sirokopasmova (ty co maji primarni zaric logaritm. periodickou antenu), takze neni treba uprav. Ty co maji v ohnisku dipolek muzeme upravit dle tohoto navodu: [11] Pozor na nektere druhy, ktere mely primo integrovany downkonvertor, takovy je potom treba vyjmout. Muzeme se take pokusit nahradit orig. ozarovac za tzv. plechovkovou antenu.

Anteny poridime u [12] (CSAT) nebo Deu ma zdroj na anteny ADMETa TYHAN. MMDS sita sezenete nova na [13],[14], pouzita v inzerci, nejaky zdroj ma napr. uziv. ve foru CZFree "phiL". Pozor v pripade ceniku u MMDS anten, cena byva udavana zvlast za vlastni sito a ozarovac s drzakem. Dalsi odkazy na komercni anteny: [15].

Bleskojistky

Existuje jich nekolik druhu, napr. plynove, vyhoda byva cena, ale nevyhoda je nutnost cca 1x za rok menit napln, druha (nami vetsinou pouzivana) moznost je tzv. 1/4 vlnny zkrat, je to v podstate odbocka koax. vedeni v delce 1/4 vlny, na konci zkratovana, propoustejici pouze kmitocet odpovidajici te 1/4 vlne a blize k okoli dane jakosti vedeni. Vyhodou je filtrovani jinych kmitoctu, snadna (zadna) udrzba. Cena je cca 850,- u I4. Utlumy bleskojistek se u ruznych vyrobcu udavaji v rozsah 0.7 az 1.5dB (v provedeni s pigtailem az 3dB), pocitejme tedy u zkratovych bleskojistek 1dB, ovsem rozhodujici je udaj vyrobce.

Dalsi info: [16]

Konektory

Pouzivaji se konektory typu N s impedanci 50 Ohm, existuje jich vetsi mnozstvi typu, lisicich se parametry, znackou a cenou. My pouzivame prevazne ty s oznacenim pro RG213, ktere jsou vhodne pro prumer nizkoutlumoveho kabelu (cca 10.5 mm), drobna nevyhoda je, ze je vetsinou potreba trochu obrosit stredni vodic kabelu, ktery se potom pripaji do dutinky. Cely konektor po dokonceni je treba zaizolovat proti vlhkosti, napr. pouzitim galvanizacni pasky, je mozno pouzit take samostahovaci(po nahrati) buzirku. Konektory lze koupit hlavne v prodejnach s elektronickymi soucaskami, napr. [17] nebo [18] v cenach cca 60 az 90,- Kc. Konektor, kde se nemusi obrusovast stredni vodic stoji asi 170Kc a ruzne znackove konektory jsou za ceny pres 500Kc. Je potreba si dat pozor na spravnou polaritu zakoupenych konektoru, standardni Wi-Fi anteny jsou zakonceny vetsinou maminkou, sirokopasmova sita, pouzivana take pro pasmo MMDS, maji naopak tatinka. V pasmu 2.4GHz se pouzivaji take konektory typu F, ale ty je vetsinou problem sehnat pro prislusny prumer nizkoutlumoveho kabelu.

Nepouzivejte konektory, ktere nejsou urceny pro tyto kmitocky, napr PL,IEC,UHF a konektory s jinou impedanci, nez je impedance kabelu (50 Ohm)! Pri pouziti nespravneho konektoru vznika utlum a dochazi k vyzarovani z kabelu jak vysilaneho, tak prijimaneho signalu - to lze do jiste miry kompenzovat presnou delkou kabelu, odpovidajici nasobku delky vlny pouzivaneho kmitoctu, vynasobenou cinitelem zkraceni daneho kabelu, vzhledem k delce vlny to ovsem neni jednoduche.

Utlum vznikly konektorem se lisi podle parametru konektoru a kvality montaze, cca 0.5-1.0dB.

Kabely

Pouzivaji se nizkoutlumove kabely s celkovym prumerem pres 10 mm a s prumerem vnitrniho vodice pres 2 mm. Priklad nekterych kabelu: Aircom+ , stredni vodic. 2.7mm, celk. max. prumer 10.8mm, cinitel zkraceni 0.85. Jeho alternativou je levnejsi RLA-10 (40Kc/1m), parametry jsou obdobne, utlum je do 0.25dB/1m. Aircom plus dodava napr. [19], RLA-10 napr. [20] a jeji distributori. Tyto kabely dosahuji dobrych vysledku diky dielektriku tvorenemu vzduch. komurkami, je dobre si dat pozor na kvalitni izolaci proti vlhkosti, v pripade proniknuti vlhkosti do kabelu se jeho parametry podstatne zhorsi. Podobne vlasnosti ma take kabel Belden H1000, jen cinitel zkraceni je 0.83 diky penovemu dielektriku. Dodava ho napr. I4 - [21] (45Kc/1m). U penoveho dilelektrika se sice parametry v pripade navlhnuti nezhorsi tak rapidne jako u dielektrika vzduchoveho, ale na rozdil od vzduch. dielektrika ho lze vysusit jen ztezi. Kabely s polovicnim prumerem, ktere jsou vyrobene ze stejnych materialu, mivaji utlum cca dvojnasobny oproti vyse uvadenym (napr. Belden H155 0.55dB/1m (20Kc/m)). Ethernetovy RG58 nepouzivejte, utlum ma asi 1dB/1m.

Pigtaily

Na karte nebo AP se pouzivaji konektory jinych typu nez N, obvykle pro ne neexistuje protikus pasujici na prumer nizkoutlumoveho kabelu, tedy je potreba redukce. Tu lze koupit (cca 400,- SMA-R nebo Mini-N (Avaya) cca 500,-) nebo vyrobit. Velke mnozstvi karet pouziva konektory SMA-R (to R znamena reverzni) tedy konektor zvenku vypada jako SMA tatinek ale je to maminka (ma zdirku). Krimplovaci stoji cca 140,- Kc, v [22] ho i nakrimpluji na kousek tenkeho koaxu RG174. Na druhy konec kabliku prijde N v cene 85,-. Jestlize mame zbytecnou antenku - pendrek ke karte, tze pigtail vyrobit z ni, vlastni antenka je totiz jen posledni asi 3.5 cm toho pendreku, jehoz stredem prochazi tenky koax, ktery tedy muzeme prestrihnout a nakonektorovat N-ko. Navod najdete na [23].

Utlum pigtailu je zavysly na kvalite a delce pouziteho kabilku a konektorech a kvalite provedeni, lepsi je provedeni s kablikem s teflonovym dielektrikem. Utlum muzeme pocitat tak 1dB.

Karty/AP

Zbytecne zvysovani vykonu vetsinou prilis nepomaha, spise pomuze vice smerova antena, ktera odstini rusive signaly. V situaci, kdyz mame vetsi mnozstvi klientu, kteri maji velmi rozdilnou silu signalu, muzeme pouzit reseni zvane Orinoco Outdoor Client. AP, vybavene touto technologii inteligentne prideluji casova okenka jednotlivym klientum, aby silnejsi mistni klienti neznemoznily provoz vzdalenejsim klientum se slabsim signalem, problemem tohoto reseni je cena. Optimalnim reseni je karta s cipsetem PRISM2, napriklad Zcomax XI626 (cca cca 2000,- I4) nebo Alphawave P24-PCI (cca 2000,- [24]) nebo PCI Linksys WMP11 (vetsinou snadno k dostani ve vetsine HW obchodu, ale draha - cca 4000,-)

Vykon vysilace je udavan v dBm, coz je pomer proti 1mW, tedy 1mW je 0 dBm, zaporne hodnoty dBm jsou nizsi nez 1mW a kladne vyssi, napr. 20dBm je 100mW. Decibel je pomerna jednotka, zesileni 10* je 10*log(10)=10 dB a 100* je 10*log(100)=20dB, utlum 1/10 je naopak -10dB atd. Lze je jednoduje scitat a odcitat, coz podstatne zjednodusuje vypocty. Podrobneji zde: [25].

V Linux ovladacich jsou hodnoty dBm mapovany podle registru karty tak, ze 20dBm je povazovan za maximalni vykon karty. To znamena, ze v pripade pouziti karet Linksys ty hodnoty odpovidaji, v pripade Zcomax mame malou rezervu. V pripade, ze pouzijeme nejakou kartu, kde skutecne hodnoty nezname je dobre zarizeni otestovat, napr. na chvily vymenit zamyslenou kartu, za kartu, kde skutecne hodnoty zname a porovnat uroven prijimaneho signalu na protistrane. Nesmime na to zapomenout, kdyz by jsme zprovoznovali nejakou Hi power verzi karty (napr. 200mW). V registrech karty je implicitne nastaven vykon nizsi nez je maximalni mozny, vetsinou kolem 15dBm, proto kdyz v kat. listu je uveden nom. vykon 15dBm, neznamena to, ze karta ma max. vykon 15dBm. V pripade nastaveni nizsich hodnot a pri problemovem signalu je nutne vypnout ALC (automaticka regulace vykonu), napr XI626 se nenastavi bez vypnuteho ALC na nizsi vykon nez -11 dBm. S vypnutym ALC nastavime realne az -47dBm. Thread o vysilacim vykonu ve foru: [26] .

Priklad vypoctu vykonu

V predchozich odstavcich byly uvadeny utlumy a zisky v dB. Ty muzeme pouzit: ( 20db{max.povoleny vykon 100mW} ) - (Antena +24dB, bleskojistka -1dB, koax 10m -2.5dB {0.25/1m}, pigtail -1dB,konektory -1dB ) = 1.5dB {odpov. vykon karty} tedy: 20 - ((zisk.anteny) - (soucet utlumu na ceste signalu)) = (max.mozny vykon. karty) Prakticky priklad Deu 1. antena ISM 24 zisk 24 2. N konektor -1 3. 10 m kabelu RLA-10 -2.5 4. N konektor -1 5. spojka N-N -1 6. bleskojistka zkratova -1.25 7. pigtail -1.25 Soucet: 16dB

• tyto hodnoty CTU akceptovala

Ukazuje se, ze vzhledem k metodam mereni CTU, je potreba respektovat hlavne spickovou spektralni hustotu 10mW/1MHz. U nami pouzitych karet tato hodnota cini 8mW/1MHz pro celkovy vykon 15dBm. Coz ovsem v praxi znamena dodrzovat maximalni celkovy vykon asi 17dBm. S udaji max. spickoveho vykonu muzeme zachacet stejne jako s udaji celkoveho vykonu. Tedy kdyz mame anteni system o zisku 16dB a kartu o max. spektr. hustote 8dBm/1MHz, vysled. hustota bude 24dBm/1MHz. O hodnotu prekracujici 10dBm je treba max. spektr. hustotu snizit. Nejlepsi je nastavovat primo prislusny registr karty. Zde jsou hodnoty registru karet zmerene Deuem:

Zcomax XI626

registr	dbm/1Mhz
120	-22.5
110	-20.5
100	-18
90	-17
80	-15
70	-13.5
60	-11.5
50	-10.5
40	-8.5
30	-6.5
20	-5
10	-3.5
0	-2
250	-1.5
240	-0.5
230	1
220	2.5
210	3.5
200	5
190	6
180	7
170	8
160	9
150	9.5
140	9.5
130	9.5

Alphawave P24-PCI

registr	dbm/1Mhz
126	-15
120	-14
116	-13
110	-12
106	-11
100	-10
96	-9
90	-8
86	-7.5
80	-7
88	-6
76	-5.5
70	-5
68	-4.5
66	-4
64	-3.8
60	-3
56	-2
50	-2
46	-1
40	-0.5
36	0
30	1
28	1.5
26	2
24	2.5
22	3
20	3.25
16	4
10	4.75
8	5
6	5.5
0	6
256	6.5
250	7
246	7.5
240	8
236	8.5
230	9
226	9.5
220	9.5
216	9.5
210	9.5
200	9.5
190	9.5
180	9.5
170	9.5
160	9.5
150	9.5
140	9.5
130	9.5
128	9.5

Zapis do karty

Zapis do karty se provadi touto posloupnosti prikazu:

iwconfig wlan0 txpower -50 auto # ALC auto
iwconfig wlan0 txpower -50 fixed # ALC fixed
#a nebo? iwpriv wlan0 alc 0
iwpriv wlan0 writemif 62, <hodnota registru> 

A s poslednim upravenym HostAp od jbohace staci

iwpriv wlan0 alc 0
iwconfig wlan0 txpower <hodnota registru>

Odkazy

Thread fora Czfree o XI626: [27] - o nastavovany vykonu s HostAP, firmware, atd... Mnoho informaci o antenach: [28] Simandlova excelentni stranka o Czfree: [29] Kalkulator vykonu a utlumu: [30] Metodika nastaveni vykonu Wi-Fi Prism:[31]

---

Zpět na CZF-RFC