Jak zapewnić bezprzewodowy zasięg wewnątrz budynków?
-
- Kamil Folga,
- 23.08.2012, godz. 09:00
Jak walczyć z niekorzystnymi zjawiskami?
Problemy wewnętrznego środowiska RF można częściowo wyeliminować. Wiele z nich udaje się rozwiązać już na etapie projektowania sprzętu, natomiast część jest niwelowana przez przemyślane wdrożenie.
Jak projektować?
Zrozumienie zachodzących zjawisk fizycznych pozwala na precyzyjną ocenę środowiska RF w ramach projektowanych wewnętrznych struktur bezprzewodowych.
Obecne metody projektowania sieci bezprzewodowych wewnątrz budynków polegają na analizie wielu istotnych elementów: materiałów wykorzystanych do budowy konstrukcji i wykończenia budynku, liczby użytkowników na danym terenie oraz przepustowości, która powinna być dostępna dla użytkowników. Większe wdrożenia i wysokie wymagania aplikacji, komplikują cały proces.
Polecamy WiFi - kilka ciekawych narzędzi
Większość projektów korzysta ze specjalizowanego oprogramowania, które analizuje wprowadzone parametry i wstępnie symuluje zachowanie środowiska radiowego. Do takiego programu wprowadzane są dane dotyczące wymiarów budynku i pomieszczeń, materiałów, z których wykonany jest budynek, oraz inne zmienne, a następnie tworzony jest trójwymiarowy model, ukazujący możliwie najlepsze rozmieszczenia punktów dostępowych. Taki model musi jednak zawsze zostać potwierdzony rzeczywistymi pomiarami.
Większość inżynierów używa ręcznych analizatorów widma do wykrywania radiowych interferencji oraz dedykowanego oprogramowania do przeprowadzenia operacji site-survey. Przyłączamy się do punktu dostępowego, a następnie przemieszczamy z laptopem i oprogramowanie pokazuje nam siłę sygnału oraz przepustowość w różnych lokalizacjach i przy różnych odległościach.
Przeprowadzając taką analizę samodzielnie, warto ustrzec się błędów. Korzystanie z jednej marki karty sieciowej i punktu dostępowego w początkowej fazie projektowania, a później użycie sprzętu innego dostawcy w finalnym wdrożeniu - może okazać się błędem. Może nas spotkać niemiła niespodzianka, polegająca na innej charakterystyce propagacji sygnału radiowego, co będzie prowadziło do powstawania martwych punktów oraz niskiej przepustowości.
1. Odpowiednie projektowanie systemów radiowych. Projekt powinien uwzględniać redundantne ścieżki dla każdego odbiornika, jeżeli jest to możliwe.
2. Formowanie wiązki i/lub sygnału. Projekt formowania wiązki i sygnału powinien obejmować projektowanie układów radiowych z rozpraszaniem widma, przy możliwie najwyższej akceleracji sprzętowej.
3. Projektowanie budynku/środowiska. Poprawa działania sieci bezprzewodowej będzie możliwa, gdy będą konstruowane budynki przyjazne środowisku RF. Propagacja fal uwzględniająca przeszkody może stanowić mocny punkt sieci bezprzewodowej, jeżeli jest częścią fizycznej i strukturalnej części budynku. Innego typu przeszkody, występujące w biurowych meblach oraz statycznych lub przenośnych strukturach, utrudniają działanie systemu. Sygnały radiowe efektywnie penetrują wszelkie przestrzenie, ale bardzo trudno przewidzieć ich zachowania. Nie jesteśmy w stanie wiedzieć wszystkiego o budynku, jego strukturze czy materiałach użytych do jego budowy, ale warto okresowo analizować propagację sygnałów w typowym budynku. Inżynierowie zazwyczaj przewidują poziom sygnału i zasięg jego strat w budynku. Aby określić te liczby, konieczne jest dokonanie wielu pomiarów, które przybliżą propagację sygnałów w konkretnym budynku. Większość strat dla typowego wewnętrznego połączenia radiowego powstaje przy pierwszych 10 m.
4. Odpowiednie projektowanie systemów antenowych. Projekt systemu antenowego powinien uwzględniać dwie różnicowe anteny, wykorzystywane przez każdy z odbiorników jako minimalna konfiguracja. Warto rozważyć rozproszone systemy antenowe DAS (Distributed Antenna System). Rozszerzają one pokrycie podstawowych usług podstawowej sieci bezprzewodowej, takiej jak sieć komórkowa, prywatne systemy radiowe, sieci WiFi itp. Aplikacje, takie jak zarządzanie budynkami czy energią, fizyczne bezpieczeństwo, mogą być siłą napędową rozwoju rynku DAS. Penetracja systemów antenowych wewnątrz budynków będzie zależna od częstotliwości i mocy, ale żaden sygnał radiowy pochodzący z zewnątrz nie obejmie dobrze zasięgiem dużej powierzchni wewnętrznej, nawet w przypadku częstotliwości poniżej 900 MHz. Systemy DAS funkcjonują jako proste przekaźniki lub jako kompletna infrastruktura do wspierania różnych form wewnętrznych oraz zewnętrznych usług. Czy ma to sens? Jeżeli punkt dostępowy może rozsyłać sygnał wewnątrz budynku, po co którykolwiek z nich przyłączać do DAS? A jeżeli DAS sam z siebie będzie realizował rozproszony system antenowy w budynku, po co przechodzić z jednego rodzaju instalacji do innego? W pewnych sytuacjach wykorzystanie systemów antenowych będzie niezbędne. Jeżeli administrator panicznie boi się o bezpieczeństwo infrastruktury, najlepszym rozwiązaniem będzie centralizacja AP w bezpiecznych zamkniętych obwodach, a następnie podłączenie ich do systemu DAS. W przypadku szpitalnych sal operacyjnych oraz sterylnych pomieszczeń, zarządzanie sprzętem i przeprowadzanie nowych instalacji musi zostać zminimalizowane. Dlatego instalacja systemów DAS w szpitalach, podczas ich budowy lub modernizacji, wydaje się najlepszym rozwiązaniem. Do specjalnych stref, o wysokim stopniu ochrony, można wpuszczać tylko zaufanych ludzi. Szyfrowanie i uwierzytelnianie, wykraczające ponad aktualnie bardzo efektywne mechanizmy AES oraz 802.1X, jest dostępne, czego przykładem jest FIPS 140-2. W miejscach, gdzie może przebywać tylko wąska grupa uprawnionych osób - DAS sprawdzi się znakomicie. Największą zagadką pozostaje aktualny stan DAS w kontekście technologii 802.11n. Jedna wielopasmowa antena nie będzie w stanie obsługiwać zaawansowanej charakterystyki antenowej MIMO. Prawdopodobnie produkty DAS dla rozwiązań MIMO pojawią się już w tym roku. Warto pamiętać, że 11n nie jest tylko przeznaczone dla aplikacji MIMO.
