Отношение "сигнал-шум" в цифровых системах связи. Построение антенно-фидерных трактов и радиосистем с внешними антеннами

Двунаправленный магистральный усилитель ( рис. 12.10) предназначен для увеличения мощности передаваемого сигнала и повышения чувствительности канала приема в беспроводных сетях передачи данных, а также компенсации потерь в канале между радиомодемом и антенной.

Рис. 12.10. Усилитель 2,4 ГГц

Усилитель имеет внешнее исполнение и может быть установлен непосредственно на антенном посту. Использование усилителя позволяет организовать связь даже при самых неблагоприятных условиях соединения. При включении усилителя в радиосистему в значительной степени увеличивается зона ее покрытия.

При использовании усилителей необходимо учитывать следующие моменты:

• если мощность передатчика точки доступа слишком велика и не попадает в диапазон допустимой интенсивности сигнала на входном порту усилителя, то использовать ее с усилителем все-таки можно, но требуется включить в тракт между усилителем и точкой доступа кабельную сборку или какой-либо специальный элемент, затухание на котором обеспечит необходимое ослабление сигнала, с тем чтобы его интенсивность попала в допустимый диапазон. Ослабляя переданный сигнал, следует также помнить, что одновременно ослабляется и принятый сигнал, поэтому не стоит увлекаться.

  Пример 12.4

  Подключим к точке доступа с мощностью передатчика 200 мВт усилитель NCS2405, на входе которого должно быть 10-100 мВт, выходная мощность - 500 мВт. Для этого необходимо ослабить исходный сигнал на 100 мВт, т. е. в два раза или на 3 дБ ; для этого включаем в схему десятиметровую кабельную сборку на основе кабеля с затуханием 0,3 дБ/м на частоте 2,4 ГГц.

• максимальное расстояние, на которое можно вынести усилитель от порта радиомодема, зависит от затухания на используемых элементах тракта; при этом необходимо, чтобы уровень сигнала на входном порту усилителя попадал в допустимый диапазон, который указан в характеристиках усилителя, а также чтобы уровень принятого от удаленного передатчика сигнала и усиленного в усилителе, имел достаточную интенсивность для восприятия приемником после прохождения данной кабельной сборки.

  Пример 12.5

  Посчитаем максимальное расстояние от активного порта indoor точки доступа (мощность 16 дБмВт ) до входного порта усилителя NCS2401 для схемы на рис. 12.6. Погонное затухание на кабеле на частоте 2,4 ГГц возьмем по 0,3 дБ/м.

  Решение:

  Найдем суммарное затухание тракта до порта усилителя (считаем схему без фильтра):

  Y = 0,5 дБ (pigtale) + 0,5 дБ (инжектор) + 6 дБ (15-метровая кабельная сборка (затухание на кабеле 0,3 дБ/м) + 3 разъема по 0,75 дБ) = 7,75 дБ.

  Следовательно, мощность, которая попадет на вход усилителя, будет равняться

  16 - 7,75 = 8,25 дБмВт.

  Для усилителя NCS2401 нижняя граница допустимой интенсивности сигнала на входном порту равняется 4 мВт ( 6 дБмВт ). Следовательно, можно еще увеличить длину кабельной сборки:

  8,25 - 6=2,25 дБмВт; 2,25/0,3 = 7,5 м,

  т.е. еще примерно на 7,5 метров. Следовательно, максимальное расстояние кабельной сборки будет 22,5 метра.

  Теперь посмотрим, что происходит с принятым сигналом. Предположим, что от удаленного передатчика на усилитель поступает сигнал мощностью -98 дБмВпт ; в режиме приема коэффициент усиления усилителя равен 30 дБ. Затухание тракта до порта радиомодема равно 10 дБ ( 7,75 дБ + 2,25 дБ ). Найдем интенсивность сигнала, поступившего на приемник точки доступа: -98 + 30 - 10 = (-78 дБмВпт). В таблице 12.1 смотрим чувствительность приемника и находим скорость, на которой он может работать:

  (-78 дБмВт) < (-76 дБмВт),

  следовательно, при такой длине кабельной сборки точка доступа может работать на скорости 24 Мбит/с. Если нужна большая скорость, необходимо либо уменьшить длину кабельной сборки, либо взять усилитель с большим коэффициентом усиления.

  В таблице 12.3 сведены все величины затухания от среды распространения сигнала.

  Таблица 12.3. Затухание от среды распространения сигнала

  Наименование	Ед. изм.	Значение
  Окно в кирпичной стене	дБ	2
  Стекло в металлической раме	дБ	6
  Офисная стена	дБ	6
  Железная дверь в офисной стене	дБ	7
  Железная дверь в кирпичной стене	дБ	12,4
  Стекловолокно	дБ	0,5-1
  Стекло	дБ	3-20
  	дБ
  Дождь и туман	дБ/км	0,02-0,05
  Деревья	дБ/м	0,35
  Кабельная сборка pigtale	дБ	0,5
  Полосовой фильтр NCS F24XXX	дБ	1,5
  Коаксиальный кабель	дБ/м	0,3
  Разъем N-type	дБ	0,75
  Инжектор питания	дБ	0,5

HQNf-Nml,5 - кабель (переходник) N-type(female) N-type(male) длинной 1,5 м.

В оборудовании D-Link идет со всеми внешними антеннами. Имеет разъемы N-type(female) N-type(male).

Антенна с коэффициентом усиления 21 дБи. Антенны имеют разъем N-type-female.