МОДУЛЬНЫЕ ТРАНСИВЕРЫ 802.11 a/b/g С БОЛЬШИМ РАДИУСОМ ДЕЙСТВИЯ

• Компания Exergia Division II предлагает серию модульных трансиверов, предназначенных для осуществления связи между удаленными компьютерами или локальными сетями на расстоянииях до 60 и более километров. В модульных трансиверах, производимых компанией Exergia Division II, полностью устранена проблема ACK тайминга, что дает возможность получать предельные полезные скорости до 24 и более мегабит/сек в пределах радиуса действия.

• Модульным трансивером называется устройство радиосвязи, параметры которого могут быть изменены самим пользователем или производителем путем изменения архитектуры, периферии и программного обеспечения базового устройства, представляющего собой одноплатный компьютер многоцелевого назначения с соответствующими интерфейсами, такими как MiniPCI разьемы, программируемая пользователем флэш-память, а также RS232/ Ethernet.

• Модульные трансиверы смонтированы в унифицированных герметичных  корпусах из литого или холоднотянутого дюралюминия, и рассчитаны на работу при температуре -60°+75С. Трансиверы комплектуются импульсными блоками питания, выполненными по технологии  PoE.  Блоки питания имеют встроенную грозозащиту.

• Радиомодули производства компаний Ubiquity и Senao, применяемые в модульных трансиверах, имеют повышенную выходную мощность передатчика и высокие реальные параметры чувствительности и избирательности приемника в условиях интенсивных радиопомех.

1. ВЫБОР АРХИТЕКТУРЫ МОДУЛЬНОГО ТРАНСИВЕРА, ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И СТОИМОСТИ.

• Пользуясь информацией данного раздела нашего сайта, вы можете самостоятельно сконструировать и заказать модульный трансивер с любой конфигурацией, исходя из собственных требований к характеристикам устройства. Рекомендуемая последовательность действий по выбору комплектации следующая: выбор радиокарт, выбор платформы, выбор корпуса. После проведенных вами эскизных расчетов, вы можете прислать нам свой заказ на комплектацию изделий, результаты ваших расчетов по вашему желанию будут проверены.

--------

1. Выбор параметров радиокарт. Производится с точной привязкой к характеристикам дальности действия, имеющихся антенн  и требуемой скорости передачи. Если предполагается использовать две и более радиокарты, то все расчеты нужно провести для каждого радиоканала отдельно. Внимательно изучите параметры радиокарт, затем, используя калькулятор, рассчитайте радиус действия, причем за константу в данных расчетах нужно принимать коэффициент усиления ваших антенн.

В том  случае, если вы проектируете ваши линки или сети не имея в наличии определенных антенн, то безусловно лучшим решением является выбор антенн с большим усилением, так, чтобы связь была устойчивой с картами СМ-9 (Generic Atheros card), принимаемыми за базовый вариант по стоимости. Более мощные антенны обходятся дешевле чем более мощные карты, разница между ценой антенны на 19 дБи и 24 дБи как правило не превышает 10-20 долл, тогда как карта SR2/5 стоит в два раза дороже СМ-9 (Generic Atheros card).

Пример.

Задано: установить канал связи Ethernet между двумя точками, находящимися на расстоянии 10 км.

Диапазон - 5 ГГц, скорость в канале связи - максимально возможная. (следует помнить что реальная отдача линка будет также зависеть от платформы)

Антенны имеющиеся в наличии - 24 дБи.

Расчет:

1. Пробуем карту СМ-9 (Generic Atheros card). Вводим в калькулятор следующие параметры - мощность ПРД - 17 дБм, чувствительность ПРМ -71 дБм. потери в кабеле - 0.5 дБ, Ку Антенны - 24 дБи на обеих сторонах. SOM - 15 дБ. Частоту пробуем максимальную, 5800 и минимальную 5100. получаем 4.1 км и 4.6 км. То есть, данная конфигурация будет развивать максимальную скорость только на 4 км. Далее, следуя ступеням в характеристике карточки, подставляем большие значения усиления приемника, учитывая, что чем выше чувствительность приемника, тем меньше скорость передачи.

Получаем, что при чувствительности - 80 дБ, что соответствует скорости 24 мбит, наш линк перекрывает 10 км. Таким образом, с антеннами 24 дБи на 10 км можно получить только 24 мегабит.

Решений может быть два, либо заменить антенны на другие, с усилением 28 дБи и получить 10 км с запасом, (также легко рассчитывается по калькулятору) либо попробовать более дорогие, но более мощные и чувствительные карты SR5. Подставляем 21 дБм и -74 дБм. Получаем искомые 10,4 км при запасе 15 дБм, значит при любой погоде линк будет работать !!! Далее решаем что лучше, заменить антенны или выбрать мощные карты.

--------

• Характеристики популярных MiniPCI радиокарт выпускаемых различными производителями на базе семейства микросхем Atheros. • Примечание. Карты повышенной мощности, такие как Senao и Ubiquity, имеют программно установленные ограничения выходной мощности в участках диапазона 5 гигагерц. Так, в участке 5.15~5.24 GHz выходная мощность ограничена до : 17 dBm @ 6Mbps и 15 dBm @ 54Mbps, в участке диапазона 5.26~5.35 GHz - до 20 dBm @ 6Mbps и 15 dBm @ 54Mbps.
GENERIC ATHEROS RADIOCARD	SR-2 Ubiquity Networks	SR-5 Ubiquity Networks	SR-9 Ubiquity Networks	Senao NMP-8602 (+)
• Примененять на расстояниях до 12 км @ 54 Mbps, или выше с антеннами имеющими Ку>24dB. *pdf> • Рекомендуется для использования в большинстве конфигураций. • Синий -  2.4 гиг, красный - 5 гиг. Параметры для расчета • Чувствительность ПРМ - 2.4, 5 GHz. 6 Mbps  -88/-90 dBm 9 Mbps  -87/-89 dBm 12 Mbps -85/-87 dBm 18 Mbps -83/-85 dBm 24 Mbps -80/-82 dBm 36 Mbps -75/-79 dBm 48 Mbps -73/-76 dBm 54 Mbps -71/-74 dBm • Вых. мощность ПРД. 17 dBm, с возможностью установки не более 23 dBm программно, через интерфейс операционной системы.	•  Применяется на предельных расстояниях *pdf Параметры для расчета • Чувствительность ПРМ. 6 Mbps   -94 dBm, +/- 2dB 9   Mbps -93 dBm, +/- 2dB 12 Mbps -91 dBm, +/- 2dB 18 Mbps -90 dBm, +/- 2dB 24 Mbps -86 dBm, +/- 2dB 36 Mbps -83 dBm, +/- 2dB 48 Mbps -77 dBm, +/- 2dB 54 Mbps -74 dBm, +/- 2dB • Вых. мощность ПРД. 24 Mbps - 26 dBm, +/- 1dB 36 Mbps - 24 dBm, +/- 1dB 48 Mbps - 22 dBm, +/- 1dB 54 Mbps - 21 dBm, +/- 1dB	•  Применяется на предельных расстояниях . *pdf Параметры для расчета • Чувствительность ПРМ. 6 Mbps  -94 dBm, +/- 2dB 9 Mbps  -93 dBm, +/- 2dB 12 Mbps -91 dBm, +/- 2dB 18 Mbps -90 dBm, +/- 2dB 24 Mbps -86 dBm, +/- 2dB 36 Mbps -83 dBm, +/- 2dB 48 Mbps -77 dBm, +/- 2dB 54 Mbps -74 dBm, +/- 2dB • Вых. мощность ПРД. 24 Mbps - 26 dBm, +/- 1dB 36 Mbps - 24 dBm, +/- 1dB 48 Mbps - 22 dBm, +/- 1dB 54 Mbps - 21 dBm, +/- 1dB	•  Применяется на предельных расстояниях. *pdf Параметры для расчета • Чувствительность ПРМ. 1 Mbps  -93dBm, +/- 2dB 2 Mbps  -92 dBm, +/- 2dB 5.5 Mbps  -91 dBm, +/- 2dB 6 Mbps  -90dBm, +/- 2dB 9 Mbps  -89 dBm, +/- 2dB 11 Mbps  -88 dBm, +/- 2dB 12 Mbps -87 dBm, +/- 2dB 18 Mbps -86 dBm, +/- 2dB 24 Mbps -82 dBm, +/- 2dB 36 Mbps -79 dBm, +/- 2dB 48 Mbps -73 dBm, +/- 2dB 54 Mbps -70 dBm, +/- 2dB • Вых. мощность ПРД. 1-24 Mbps - 28 dBm, +/- 1dB 36 Mbps - 28 dBm, +/- 1dB 48 Mbps - 24 dBm, +/- 1dB 54 Mbps - 23 dBm, +/- 1dB	• *pdf> Применяется на средних расстояниях, eXtended Range Techology - "XR-mode" available * Параметры для расчета • Чувствительность ПРМ. 6 Mbps  -94 dBm, +/- 2dB 9 Mbps  -93 dBm, +/- 2dB 12 Mbps -91 dBm, +/- 2dB 18 Mbps -90 dBm, +/- 2dB 24 Mbps -86 dBm, +/- 2dB 36 Mbps -83 dBm, +/- 2dB 48 Mbps -77 dBm, +/- 2dB 54 Mbps -74 dBm, +/- 2dB • Вых. мощность ПРД. 24 Mbps - 26 dBm, +/- 1dB 36 Mbps - 24 dBm, +/- 1dB 48 Mbps - 22 dBm, +/- 1dB 54 Mbps - 21 dBm, +/- 1dB
* Режим XR-Extended Range, не имеет ничего общего с дальнобойностью линка, напротив, этот режим специально введен для работы на коротких дистанциях в условиях плохой связи, обусловленной помехами или отсутствием прямой видимости. Принцип работы карточки в режиме XR заключается в добавлении дополнительных нижних пределов скорости (3, 2, 1, 0.5, 0.25 мегабит) необходимых для работы с сигналами низкого качества. В этом режиме чувствительность карты достигает -105 dBm, и соответственно увеличивается максимально возможное расстояние при интенсивных помехах и отраженном сигнале. • Практически, рассматривая данный режим в приложении к провайдерским сетям Интернет, мы советуем применять мощные карты Сенао на сотовых базовых станциях оснащенных антеннами типа Фантом, обслуживающих клиентов в радиусе до 4 км. В этом случае, при условии применения аналогичных карт на клиентских станциях или компьютерах, будет наблюдаться уверенная связь без прямой видимости, практически в любой точке, находящейся в радиусе покрытия базовой станции. • При применении таких карт на длинных линках никакого приемущества XR технология не имеет, однако на обычных скоростях, до 54 мбит,  и больших расстояниях карты Сенао работают отлично. Описание технологии XR - от Atheros  - http://www.super-g.com/papers.html • При любых равных условиях следует выбирать карты СМ-9, а недостаток мощности и чувствительности компенсировать антеннами. Мощные карты устанавливаются только в том случае, когда невозможно применить антенны с большим усилением, например на базовой станции с секторными или штыревыми антеннами, которые как правило обладают низким усилением.

2. Выбор операционной системы.

• Операционные системы, устанавливаемые в аппаратуру, могут быть любыми, рассчитанными для работы с данным микропроцессором, мы устанавливаем ОС следующих типов : Ikarus OS, компания AntCor - Греция, StarOS, StarV3, компания ValeMount Netvorks - Канада. Выбор операционной системы заключается в сравнениии функций, поддерживаемых той или иной операционной системой, или подгонкой конфигурации вашей сети под выбранную вами операционную систему. По умолчанию мы устанавливаем OS Ikarus.

3. Выбор платформы.

1. Gateworks Avila GW2348-4 - применяется в случаях, когда необходимо обеспечить предельную производительность линка и реализовать все возможности радиомодулей Atheros. Точка доступа, реализованная на данной платформе, и работающая на три радиокарты с секторными антеннами, легко обслуживает беспроводным доступом в Интернет 3 х 250 клиентов. Мост, сконфигурированный на такой платформе развивает скорости до 60 мегабит в секунду при передаче файлов имеющих возможность сжатия. Для получения максимальной отдачи по производительности и скорости, рекомендуется применять радиокарты семейства Atheros 6G.  Доп. читать здесь.

2. Платформы WRAP 2С применяются на базовых или клентских станциях, в случаях когда необходимо получить максимально выгодное соотношение между ценой и производительностью оборудования, а также в таких применениях, в которых нет необходимости в поддержке более двух радиомодулей. Платформы WRAP 2С надежны, работают в  широком диапазоне температур, позволяют сменить операционную систему простой заменой флаш модуля. Платформы WRAP 2С поддерживают любые радиокарты, и позволяют устанавливать две карты на 400 мвт. Рекомендуемые применения: точки доступа средней производительности на 250 клиентов макс. и клиентские станции, обслуживающие от одного до 80-ти "проводных" клиентов.

Доп. читать здесь - [1]  [2]  [3]

3. Платформы W54AG - высокорентабельные устройства, позволяющие строить сети высокого уровня. Применяются в качестве клиентских станций для одного - 20-ти "проводных" клиентов, репитеров или базовых станций для малых сетей. поддерживают одну радиокарту, установка карт Ubiquity на платформы W54AG невозможна из за габаритных размеров*. Платформы W54AG -  идеальные платформы для построения клиентских станций высокого класса, а также базовых станций локальных сетей с количеством клиентов до 64. Доп. читать здесь.

4. Выбор корпуса.

• Выбор корпуса трансивера осуществляется из следующего ряда корпусов, имеющихся у нас в наличии, все корпуса допускают длительную эксплуатацию в условиях наружной установки, с диапазоном температур не менее -60 + 75 градусов Цельсия.

1. Корпус Hammond Manufacturing. Применяется в случаях когда необходимо сконструировать устройство с двумя мощными радиокартами, работающими в одном диапазоне. Конструкция корпуса и его размеры позволяют разместить в нем плату WRAP.2C таким образом, что создается две взаимно экранированные полости, верхняя и нижняя, ослабление сигнала на одинаковых каналах между картами доходит до -37-39 дБм. На неперекрывающихся или соседних каналах влияние карт друг на друга ничтожно мало. Недостатки данного корпуса - необходимость доработки для всепогодного исполнения. Преимущества - идеальная термобалансировка и эффект термоса, достигаемый за счет идеально выполненного "прозрачного" анодирования внутренней и наружной поверхности корпуса. Применяется только с платами WRAP.2C, и W54G, снабжается коаксиальными разьемами любого типа, SMA, N, TNC. Ввод Ethernet через разьем типа EtherCon или через мягкую цанговую герметичную муфту. Конструкция позволяет установить две платы WRAP или W54G. Крышки корпуса имеют эластичные уплотнители или устанавливаются на невысыхающий прозрачный сверхэластичный  герметик-цемент марки Power Poxy. Примеры конструктивного расположения элементов в корпусе Hammond - [1]  [2]  [3]

2. Корпус MiniBox. Специально сконструированный для размеров WRAP.2C и NanoITX плат, литой силуминовый корпус. Идеально подходит для применений во всепогодном режиме, прочность и герметизация корпуса полностью соответствуют военной приемке. Позволяет длительное погружение на глубину до одного метра. Корпус MiniBox используется в случае работы с одной мощной картой, с двумя произвольными картами, работающими на разных диапазонах, 2.4 и 5 гиг. Допускается работа с двумя маломощными картами типа CM-9 или им подобными, на неперекрывающихся поддиапазонах. Комплектуется коаксиальными разъемами только N-типа. Ввод Ethernet через разьем типа EtherCon или через мягкую цанговую герметичную муфту. Выбирая корпус MiniBox следует учитывать количество антенных выводов, необходимых для вашей конструкции. Карты новых типов, семейства Atheros G6 имеют лучшие характеристики ЭМС, и могут работать в одном корпусе на неперекрывающихся каналах и с большой мощностью.

Корпус MiniBox позволяет разместить платы Gateworks Avila GW2348-4, позволяющие создавать законченные модули секторных строенных Точек доступа с магистральным каналом. В этом случае выбираются три карты на одном диапазоне, и одна на другом, хотя возможен вариант работы всех карт в одном диапазоне.

3. Корпус Pacific Wireless, http://www.pacwireless.com/products/DCE_DataSheet.pdf наиболее экономичный вариант корпуса, позволяет разместить две платы любого типа, имеет возможность установки коаксиальных разьемов на всех сторонах, включая заднюю плоскость, производится вариант корпуса со встроенной антенной на 12 dBi.

4. Кроме отдельных корпусов, существует возможность монтажа аппаратуры непостредственно в антенны. Антенны производства Pacific Wireless, и другие, позволяют конструировать моноблочные клиентские станции или мосты. К сожалению, антенны с встроенной полостью для аппаратуры имеют ограниченное усиление, и не превышают 19 дБи в диапазоне 2.4 гиг и 24 дБи в диапазоне 5 гиг.

5. Корпусные интегрированые антенны производства Pacific Wireless, ARC и другие. Рекомендации к применению.

Адаптеры, смонтированные в корпусных антеннах, имеют меньшую стоимость*, надежны, компактны и удобны в транспортировке, что немаловажно при учете цены на пересылке аппаратуры от производителя к заказчику. Недостатком адаптеров на основе корпусных антенн является фиксированный радиус действия, обусловленный фиксированным коэффициентом антенны (невозможностью применения антенны с другим усилением)

* Имеется в виду сравнительная стоимость аналогичного адаптера в отдельном корпусе, снабженного антенной, равной по усилению. На самом деле, очевидно, что корпусная антенна имеет меньшую стоимость, чем аналогичный комплект -  корпус,  плюс отдельная антенна, а с учетом добавления стоимости внешнего антенного соединительного кабеля, стоимость комплекта с раздельными системными элементами, выше на 35-40 долл. Кроме того, адаптеры, смонтированные в антеннах, не имеют наружных коаксиальных соединений, что безусловно повышает их надежность, ввиду отсутствия прямых климатических и механических воздействий на разьемы.

Исходя из вышесказанного, мы советуем в первую очередь рассматривать возможность применения адаптеров, смонтированных в корпусных антеннах. Доступные коэффициенты усиления для корпусных антенн Rootenna и ARC - 12 дБи для диапазона 900 Мгц, 14, 15, 19 дБи для диапазона 2.4 Ггц, 19 и 24 дБи для диапазона 5 Ггц.

Корпусные антенны позволяют конструировать комбинированные станции доступа, снабженные штыревыми антеннами для клиентской сети, и ведущими обмен с основной базовой станцией через направленную антенну.