Джон Росс - Wi-Fi. Беспроводная сеть
Связь на длинное расстояние реализовать сложнее, так как сигнал слабее и точно сориентировать антенны гораздо труднее. На рис. 11.4 показано, почему приемник становится сложнее обнаружить по мере удаления от передатчика.
Рис. 11.4
Также труднее определить конкретное здание или другую конечную точку невооруженным глазом, когда оно является одним из множества на склоне горы или в долине на расстоянии нескольких километров, поэтому телескоп или пара биноклей — важный атрибут в вашей сумке с инструментами для монтажа.
Начав с места, где сетевое подключение уже имеется, поищите взглядом цель с крыши или из окна верхнего этажа. Если вы можете ее найти, то, скорее всего, сможете установить сетевое соединение.
Тем не менее по крайней мере одна из антенн соединения на большое расстояние должна быть размещена достаточно высоко для преодоления препятствий, обусловленных влиянием зон Френеля и кривизной земли. Это не проблема для связи на расстоянии одного-двух километров: крыша двухэтажного здания должна обеспечить достаточную высоту для беспрепятственного обзора, если на пути отсутствуют деревья. Но, если вы пытаетесь передать сигнал на расстояние десять или более километров, высота подвеса антенны становится важным вопросом.
Именно по этой причине радиовышки часто можно встретить на вершинах холмов и высоких зданий.
Настройка антенн
Для наилучшей эффективности направленная антенна должна быть строго ориентирована на антенну, расположенную на другом конце соединения. Если антенны на обеих конечных точках являются направленными, обе они должны быть ориентированы соответствующим образом. В большинстве случаев наилучшее место для расположения антенны будет крыша, вышка или крепление к наружной стене, но иногда ее можно расположить в помещении рядом с окном, если соблюдается условие прямой видимости на другую сторону соединения. Большинство коммерческих антенн снабжены диаграммами их излучения при максимальном сигнале в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Сверьтесь с этой документацией, так как не для всех антенн сразу можно указать точки самого сильного сигнала. Например, антенны типа «волновой канал» имеют максимум, несколько смещенный относительно центральной оси, и в случае связи на длинное расстояние это может повлиять на успех или неудачу мероприятия.
Можно полностью настроить пару антенн, отслеживая уровень сигнала с помощью программы конфигурирования Wi-Fi, но когда вы имеете дело со связью на длинные дистанции и слабыми сигналами, компонент измерительного оборудования, называющийся анализатором спектра, обеспечит гораздо более точную информацию. Анализатор спектра представляет собой очень дорогой радиоприемник, отображающий участок спектра в виде визуального изображения. Любой обнаруженный сигнал на дисплее отображается в виде пика, который растет по мере возрастания уровня сигнала. Следовательно, для поиска наилучших мест для антенн вы можете использовать дисплей.
К сожалению, анализаторы спектра, способные отображать сигнал с частотой 2,4 ГГц, — устройства достаточно дорогие. Новый анализатор стоит несколько тысяч долларов. Лучшим вариантом будет взять его напрокат или взаймы на день-два, пока вы будете устанавливать антенны. Если анализатор спектра отыскать трудно, не беспокойтесь об этом; окно отображения уровня сигнала в Wi-Fi-программе работает почти так же хорошо.
Установка и настройка антенн для соединения точка-точка не рассчитаны на работу одного человека. Как минимум вам понадобится один помощник для регулировки положения антенны, а другой — для наблюдения за компьютером или анализатором спектра с целью определения наиболее сильного сигнала. Если у вас есть возможность разместить по команде на каждой стороне соединения с телефонами или радиостанциями, это сэкономит массу времени и усилий.
Для правильного ориентирования антенн выполните следующие действия:
1. Выберите конкретное месторасположение, где хотите установить каждую из антенн, и надежно закрепите мачты или шесты, на которых они будут размещаться.
2. Используйте монтажное оборудование, поставляемое с каждой антенной, для ее крепежа к мачте, шесту или иному несущему предмету. Направьте антенну на другую конечную точку соединения, но не затягивайте винты — вам будет необходимо отрегулировать положение антенны более точно.
3. Проложите фидер от антенны к беспроводному маршрутизатору, точке доступа или сетевому адаптеру. Если у вас есть доступ к анализатору спектра, который может работать на частоте 2,4 ГГц, подключите его к кабелю, идущему от антенны.
4. Подключите маршрутизаторы или точки доступа к соответствующим сетям, включите радиоустройства на обеих сторонах. Если вы используете анализатор спектра, настройте его на частоту радиоканала, используемого вашей точкой доступа или маршрутизатором. Если у вас нет анализатора спектра, запустите конфигурационную утилиту на сетевом устройстве.
Если направленная антенна используется лишь на одном конце сетевой связи, регулировать нужно только ее.
5. Медленно перемещайте антенну, подключенную к маршрутизатору или анализатору спектра. Вы должны увидеть пик на экране отображения уровня сигнала, когда данная антенна направлена прямо на другую сторону соединения. Сначала подвигайте антенну влево и вправо, затем отрегулируйте вертикальный угол. Когда окно отображения уровня сигнала или анализатор спектра покажет самый сильный сигнал, зафиксируйте антенну.
6. Если другая антенна также является направленной, повторите процесс нахождения пикового сигнала. Если у вас есть бригада на удаленной точке, она может произвести регулировку своей антенны, общаясь по радио или телефону с людьми на первой точке.
7. Если антенна еще не подключена к сетевому устройству, подключите антенный фидер к вашему маршрутизатору, точке доступа или сетевому адаптеру.
На данном этапе вы должны быть способны осуществить обмен данными между двумя конечными точками в обоих направлениях. Если получить достаточный сигнал по соединению для реализации пригодного к использованию сетевого подключения не удается, возможно, придется усилить сигнал с помощью РЧ-усилителя или заменить антенны другими, имеющими больший коэффициент усиления.
Препятствия и ретрансляция
Каждая антенна в соединении точка-точка должна иметь свободный от препятствий обзор антенны на другом конце связи. Если между источником и точкой назначения находится здание или возвышенность, придется найти способ переправить сигнал через нее или в обход. Если трасса сигнала проходит через лесистую местность, постарайтесь реализовать свой план размещения весной или летом, так как сигнал, без проблем проходящий сквозь голые ветви, может быть поглощен листвой и прочей растительностью. Примерное затухание в листве составляет 3 дБ, или половину мощности вашего сигнала, на одно дерево.
Если вы не можете перенаправить сигнал в обход, то единственным способом передать его будет использование ретранслятора в месте, где обеспечивается прямая видимость на обе конечные точки. Ретранслятор может представлять собой отдельный маршрутизатор с возможностью подключения двух радиоустройств (например, Orinoco Outdoor Router), два отдельных маршрутизатора, подключенных через сетевой Ethernet-кабель, или пару точек доступа, соединенных через сетевой хаб. Чтобы снизить влияние помех между двумя антеннами, для каждого сегмента в цепи сетевого соединения должен использоваться отдельный радиоканал.
В качестве дополнительного преимущества маршрутизатор, ретранслирующий сеть на следующее радиоустройство, может также обеспечивать сетевую службу в здании, где располагается ретранслятор, или разделять сеть и ретранслированные сигналы для двух или более удаленных конечных точек. Поэтому, например, центральный пункт управления Wi-Fi-сетью может быть расположен на мансарде, а подключение к ретрансляционной точке — на вершине соседнего холма или крыше.
Альтернативы 802.11b
Соединения сети 802.11b на длинные расстояния не единственный способ подключения к сети удаленных пользователей. Другие методы расширения зачастую более просты или надежны.
Основные причины использования Wi-Fi-оборудования в беспроводном соединении точка-точка заключаются в том, что инструментарий является широкодоступным и относительно недорогим. Он не требует специальной лицензии, а соединение может быть частью существующей беспроводной сети. Но можно также использовать радиоустройства, использующие (лицензированные или нелицензированные) радиочастоты или другие типы радиосигналов.
