Современный подход к радиопланированию. Актуальные технологии.

25 июля 2017
384

В данной статье я расскажу о новом подходе к проблеме построения радиосети и принципу радиопланирования. Раньше без выезда инженеров на объект обойтись было нельзя. Отдаленные объекты были уже либо дорогой задачей, либо сложной. Современные технологии позоволяют избежать подобных проблем и рассказ пойдет именно о том, как мы можем помочь с этим.

СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К РАДИОПЛАНИРОВАНИЮ. АКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.

Занимаясь с 2010 года беспроводными сетями и оборудованием, один из самых задаваемых вопросов от клиентов был: «а на какое расстояние хватит этой точки доступа?». Фактически клиент хочет знать, сколько точек доступа необходимо купить, чтобы покрыть хорошим сигналом Wi-Fi всё помещение без мертвых зон. Далее менеджер или технический специалист обычно просит выслать план помещения и, основываясь на своем представлении и\или опыте построения беспроводной сети, дает рекомендации по количеству точек доступа. Когда эта проблема закрыта, клиент получает свои долгожданные точки доступа, у него часто в голове возникает следующий вопрос: «а как и куда ставить эти точки доступа?»

Тут возникает 2 пути решения:

  • Опять прибегают к помощи специалистов, которые применяют специальное оборудование в купе с программным обеспечением.
  • Использовать ПО, которое делает некие расчеты зон покрытия

Но еще чаще бывает, что точки доступа ставят «куда-нибудь», ведь « это же Wi-Fi, он по воздуху передается!» 

Если в случае с обращением к помощи специалистов с проведением радиоизмерений (часто такая услуга называется «Site Survey» - с англ. Обследование объекта) можно достаточно точно узнать каково будет покрытие радиосигналом Wi-Fi объекта, спланировать частотную карту, проконтролировать мертвые зоны. То в случае установки «примерно на глаз» могут возникать большие проблемы. Сеть может работать нестабильно, где-то уровень сигнала может быть ниже, чем планировалось, а где-то уровень может быть достаточным, но почему-то сеть не работает.

Если прибегать к помощи специализированнго ПО для радиопланирования, которое часто предоставляют сами производители оборудования, то это немного помогает визуализировать карту покрытия сигналом. Но в моей практике я еще не видел такого ПО (особенно бесплатного или входящего в состав контроллеров беспроводной сети), которое позволяет учитывать особенности физики распространения радиоволн в материалах. В частности оно не учитывает эффекты переотражения сигнала от стен, перекрытий, мебели и других объектов в помещении, не умеет планировать ослабление сигнала при прохождении через различного типа стены или перегородки, не дает представление о том, как экранируется бетонной стеной или гипсокартонном  одно помещение от другого.

   

Да, там могут быть реализованы какие-то несложные эмпирические соотношения или законы геометрической оптики, которые будут показывать как ослабляется сигнал, но с точки зрения физики распространения радиоволн это будет мало чем отличаться от более простых вариантов.

  

Вариант использованием услуг специалистов с дорогим оборудованием и программным обеспечением имеет смысл использовать, если у вас большие площади со сложной структурой (много различных перегородок, кабинетов и т.п.) Но услуги эти далеко не самые доступные и могут быть сравнимы по цене с самим беспроводным оборудованием (а иногда и прилично дороже).

Вариант использования ПО - это как гомеопатия. Вроде не вредно, ни ничего толком полезного тоже нет. 1-2 точки доступа в случае чего можно и руками переставить.

А что делать, если хочется использовать не самое дорогое Enterprise решение (типа cambium networks) или сеть Wi-Fi – это как дополнительная бесплатная услуга в магазине\фитнесс-центре\торговом центре\автосервисе\гостинице и оборудование будет использоваться бюджетное. Ни один руководитель не захочет в таком случае платить за дополнительную услугу, которая, стоит как самолет.

Работая продолжительное время менеджером в отделе беспроводного оборудования и имея опыт продажи таких услуг могу сказать, что заказчики всегда хотят построить хорошую сеть, но платить за эти услуги, еще и принимать на своем объекте 2-3 инженеров, которые 1-2 дня будут ходить и что-то мерить не хотят. Поэтому приходилось сидеть над присланными пожарными планами и играть в прорицателя, расставляя на глаз точки доступа и примерно представляя как в данных условиях будет распространяться сигнал.


В то время я параллельно занимался разработкой антенн. Для этого пользовался численными методами и при проектировании антенн использовалось полное трехмерное моделирование проектируемой структуры. При этом результаты расчетов регулярно сравнивались с результатами измерений изготовленных образцов, совпадение было по выходным характеристикам антенн +- 0.5…1 dB, если при изготовлении нигде не накосячить или производители компонентов не наврали в своих даташитах.

Что же из себя представляет трехмерное моделирование? Всем, кто изучал радиофизику  давно известны физические законы распространения электромагнитных полей – это уравнения Максвелла. И решая их для каждой точки пространства можно получить значения полей в этих точках(считай уровень сигнала). Для этого все исследуемое пространство разбивается на маленькие кусочки – кубики (строится дискретная сетка исследуемого пространства и всех объектов в нем).

 

Каждый такой кубик и есть та самая точка пространства, в которой решаются уравнения.


Естественно, что точность решения в целом по задача будет зависеть от того, насколько маленьким будет этот кубик. Соответственно, чем мельче кубик, тем их больше в структуре, тем больше ресурсов нужно для просчета всей структуры.

Однако, хочу заметить, что для задачи радиопланирования, когда перепад уровне сигнала 3-4 dB на метре концептуальной картины не изменят, достаточно разбитие пространства на ячейки размером 1/2-1/3 длины волны, что позволяет экономить на вычислительных ресурсах и времени.

Для того, чтобы смотреть распределение электромагнитного поля (сигнала) в пространстве необходим источник этого самого поля. В качестве источника может использоваться как реальная антенна, которая используется на точках доступа, так и любая нужная для исследования конфигурация диаграмма направленности, то есть конфигурация поля, которое создается антенной точки доступа (например, классическая диаграмма направленности наиболее часто используемых в домашних роутерах дипольных антенн с диаграммной направленности в виде бублика.

 

Так вот я и подумал: “а что будет, если применить все современные достижения научно-инженерной мысли применить к радиопланированию?”

Я быстро набросал трехмерную модель квартиры с некоторой мебелью.

 

Накидал модель той дипольной антенны, которая стоит на моей Pico M2


Да-да, многие, кто разбирал антенну на Pico M2 сразу набросятся на меня со словами, что там совсем не такая антенна. Действительно, там стоит коллинеарная антенна с такими «пружинками», но суть в том, что если мы используем антенны с одинаковыми характеристиками генерируемого поля, то тип и геометрия антенны совершенно не важен. А моя антенна имеет ту же диаграмму направленности, то же распределение поля и тот же коэффициент усиления, следовательно, с точки зрения генерируемого ею поля она идентична с антенной на Pico M2.

В качестве диаграммы направленности получилась вот такая вот «юла»

 

 Давайте посмотрим, что же получилось:

 

Сравните эту картинку с картинками выше.

 

И что мы видим на получившемся результате:

Здесь мы видим, как сигнал отражается от стен, мы видим интерференционную картину (сигнал интерферирует сам с собой, отраженным от стен). Из интересного, еще хочу отметить, что больше после 2х отражений сигнал уже очень сильно гаснет, поэтому стоит это учитывать при проектировании сложных объектов

Видим, как хорошо ослабляет сигнал капитальные бетонные стены. Видим, как замечательно отражается сигнал от бетонной капитальной стены, создавая интерференционную картину. На столе на кухне тоже сигнал уже значительно ослабляется. Видим, что в санузле (справа внизу) сигнал в основном поступает через дверь. Все эти эффекты я наблюдал в действительности.

Порой возникает проблема чтобы посмотреть ролик на youtube в хорошем качестве, потому что соседская точка доступа стоит на соседнем канале, а от моей точки доступа сигнал уже слабый. Теперь понятно почему, понятно как и куда нужно перенести точку доступа.

Или вот еще один пример подобного расчета. 


Один из санаториев, где толстые капитальные бетонные стены, если точку доступа поставить в коридоре (как это обычно любят делать), то получаем сеть "открытых дверей", то есть если дверь открыть, то Wi-Fi будет в номере, если закрыть, то сеть пропадет.


Также я хочу отдельно отметить, что возможности Pico M2 по выдаваемой мощности достаточно велики, можно выкрутить в настройках мощность на максимум и светить всем соседям всеми 30 dBm (1 Ватт!!!) , забивая свой канал Wi-Fi в радиусе километра (утрирую, конечно) и глуша сигнал смежных каналов, зато у меня будет всё хорошо. Но это равносильно тому, чтобы слушать очень громко музыку или день и ночь делать ремонт с перфоратором. Поэтому такой подход я не одобряю и урезаю мощность до «стандартных» 23 dBm

Используя полученные резуальтаты, можно уже понять, куда нужно перенести точку доступа, чтобы сигнал во всех точках было хорошим. Но, как правило, мест куда можно поставить точку доступа тоже не так много (особенно в квартире, где ремонт только что сделан), поэтому можно перебрать их все с помощью моделирования и выбрать то, откуда точка доступа сможет покрыть необходимым уровнем сигнала всю требуемую территорию. Также во время составления проекта ремонта квартиры, офиса или проектирования склада, используя «виртуальное» радиопланирование можно заранее понять, где оптимальнее ставить точку доступа и заложить необходимые коммуникации в требуемых местах установки.

Таким образом видим, что гораздо проще сделать планирование беспроводной сети в виртуальном виде, чем таскать точки доступа по всей территории, отнимая время у персонала, заставляя его заниматься не тем, что приносит деньги или не тем, чем он обязан заниматься. С таким подходом получается точно предсказывать проблемные зоны, запланировать «темные» зоны или принять меры по экранировке мест, где сигнал беспроводной сети будет вреден.

В разделе контакты есть все способы для связи с нами.

image

Профиль
Изменить информацию о себе
Компании
Изменить информацию о компаниях и спецпредложениях
Подарки партнеров
Скидки на сервисы для бизнеса
Москва
Алтайский край
Амурская обл
Архангельская обл
Астраханская обл
Белгородская обл
Брянская обл
Владимирская обл
Волгоградская обл
Вологодская обл
Воронежская обл
Еврейская АО
Забайкальский край
Ивановская обл
Иркутская обл
Кабардино-Балкарская респ
Калининградская обл
Калужская обл
Камчатский край
Карачаево-Черкесская респ
Кемеровская обл
Кировская обл
Костромская обл
Краснодарский край
Красноярский край
Курганская обл
Курская обл
Ленинградская обл
Липецкая обл
Московская обл
Мурманская обл
Нижегородская обл
Новгородская обл
Новосибирская обл
Омская обл
Оренбургская обл
Орловская обл
Пензенская обл
Пермский край
Приморский край
Псковская обл
Респ Адыгея
Респ Алтай
Респ Башкортостан
Респ Бурятия
Респ Дагестан
Респ Карелия
Респ Коми
Респ Марий Эл
Респ Мордовия
Респ Саха
Респ Северная Осетия - Алания
Респ Татарстан
Респ Тыва (Тува)
Респ Хакасия
Ростовская обл
Рязанская обл
Самарская обл
Саратовская обл
Сахалинская обл
Свердловская обл
Смоленская обл
Ставропольский край
Тамбовская обл
Тверская обл
Томская обл
Тульская обл
Тюменская обл
Удмуртская Респ
Ульяновская обл
Хабаровский край
Ханты-Мансийский АО
Челябинская обл
Чеченская респ
Чувашская респ
Ямало-Ненецкий АО
Ярославская обл
Ваш город Москва?
Да