Chương 2 giới thiệu về anten và các thiết bị phụ trợ. Thông qua chương này người học có thể biết được nhiệm vụ của anten, biết được các loại anten được sử dụng trong WLAN, nắm bắt được các thuộc tính của từng loại anten và biết được các thiết bị phụ trợ trong WLAN.
Chapter 02 ANTEN & CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ Mục tiêu Nhiệm Đề vụ anten cập đến loại anten sử dụng WLAN Các thuộc tính loại anten Các thiết bị phụ trợ WLAN Bộ khuếch đại Bộ giảm tín hiệu Bộ tách… Nội dung Nguyên lý hoạt động anten Anten vô tuyến Các thiết bị cấp nguồn Các thiết bị phụ trợ WLAN Tính tốn công suất anten Nguyên lý hoạt động anten Anten chuyển đổi lượng điện sang sóng vơ tuyến anten phát hay chuyển đổi sóng vơ tuyến sang lượng điện anten nhận Kích thước vật lý (hay chiều dài) anten liên quan trực tiếp đến tần số mà anten thu hay phát sóng Line of Sight (LOS) Là biến thiên độ khúc xạ, nhiễu xạ, phản xạ, nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tượng truyền dẫn đa đường mà kết tổn hao tín hiệu sóng Fresnel Zone Miền Fresnel miền gồm có hình elip đồng tâm xung quanh đường LOS Các đối tượng miền Fresnel cây, đỉnh đồi, tòa nhà nhiễu xạ phản xạ tín hiệu từ thiết bị nhận làm thay đổi RF LOS Độ khuếch đại anten Độ khuếch đại anten kết việc tập trung phát sóng vơ tuyến vào chùm hẹp Bằng việc giới hạn độ rộng chùm (beamwidth) tính theo độ ngang (horizontal) độ dọc (vertical) mà giữ ngun cơng suất phát cho sóng vơ tuyến phát xa Dạng xạ (Radiator) Là khác góc xạ khoảng cách cố định từ anten Anten thường có vùng xạ (main lobe) hay chùm xạ (beam) hướng có độ khuếch đại lớn Búp sóng (Beamwidth) Búp sóng độ rộng tia tín hiệu RF mà anten phát Búp sóng dọc đo theo độ vng góc với mặt đất, cịn búp sóng ngang đo theo độ song song với mặt đất Việc làm hẹp hay tập trung búp sóng anten làm tăng độ lợi (gain) anten Sự phân cực (Polarization) Sự phân cực huớng vật lý anten theo phương ngang (horizotal) hay dọc (vertical) Phân cực dọc thường sử dụng mạng Wi-Fi (WLAN) vng góc với mặt phẳng trái đất Phân cực ngang song song với mặt đất 10 Định hướng cao (Highly-directional) 21 Anten hình cánh quạt (sectorized) Anten cánh quạt anten hoạt động theo hướng back to back với anten hình cánh quạt khác 22 MIMO Antenna Systems - Hệ thống anten MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) hệ thống gồm nhiều anten hai đầu để thực truyền nhận liệu đồng thời - Cơng nghệ MIMO tích hợp chuẩn 802.11n cho tốc độ 300 Mbps 23 Các thiết bị phụ trợ WLAN Bộ khuếch đại: Tín hiệu từ Anten đưa vào khuếch đại khuếch đại lọc nhiễu, tái tạo lại tín hiệu đưa đầu 24 Các thiết bị phụ trợ WLAN Bộ giảm tín hiệu: thiết bị làm giảm biên độ tín hiệu vơ tuyến khơng làm méo dạng sóng, ngược lại với khuếch đại 25 Các thiết bị phụ trợ WLAN Bộ thu lôi: Bộ thu lôi sử dụng để chuyển hướng dòng điện gây sét xuống mặt đất Nó sử dụng để bảo vệ phần cứng WLAN AP, Bridge hay Wireless Workgroup Bridge kết nối vào đường truyền đồng trục Đường truyền đồng trục dễ bị ảnh hưởng sét đánh vùng lân cận 26 Các thiết bị phụ trợ WLAN Bộ tách sóng: Một tách RF thiết bị có đầu input nhiều output Nó sử dụng nhằm mục đích chia tín hiệu thành nhiều tín hiệu độc lập Việc sử dụng tách thường xuyên mạng WLAN không khuyến khích 27 Tính tốn cơng suất Có thơng số cần tính mạng WLAN gồm : Cơng suất phát sóng Độ suy hao độ khuếch đại thiết bị kết nối phát sóng angten cáp, đầu nối, khuếch đại , suy hao tách Công suất đầu nối cuối trước vào angten (bộ xạ định hướng) Công suất thành phần angten (EIRP) 28 Tính tốn cơng suất Giới thiệu đơn vị đo W (Watt) đơn vị đo công suất Watt (W) 1W = 1V * 1A FCC cho phép công suất W phát từ Angten kết nối WLAN ( Điểm nối điểm )hoạt động băng tần 2.4 GHz với cơng suất tín hiệu sóng truyền xa đếm 1,6 km Miliwatt (mW) W= 1000 mW 29 Tính tốn cơng suất Đơn vị dB dBm Đơn vị đo lường độ khuếch đại suy hao phải sử dụng đến đơn vị dB dBm (decibel) đơn vị tương đối (chữ m tham chiếu đến mW) 1mW = dBm 30 Tính tốn cơng suất Để tính tốn nhanh chóng dễ dàng, cần biết qui luật sau: Qui luật 3: • -3 dB = 1/2* cơng suất (mW) • +3 dB = 2* cơng suất (mW) Qui luật 10: • - 10 dB = 1/10 cơng suất (mW) • + 10 dB = 10* cơng suất (mW) 31 Tính tốn cơng suất Ta có bảng đơn vị chuyển đổi sau: Vậy từ biểu đồ ta nhận thấy + 10 có nghĩa nhân với 10 cịn +3 có nghĩa nhân với 32 Tính tốn cơng suất Ví dụ1 : Chuyển từ đơn vị dBm sang W: +43 dBm = ? W • Ta có: 43 = + 10 + 10 + 10 +10 + • Vậy suy ra: • 10 dBm dựa vào bảng 10 mW • Tiếp theo, ta nhân tiếp tục tiếp tục + 10, suy ra: • mW x 10 = 10 mW • 10mW x 10 = 100 mW • 100 mW x10 = 1000mW • 1000mW x 10 = 10,000 mW • 10,000mW x2 = 20,000 mW = 20 W • Vậy ta có +43 dBm tăng lượng cơng suất 20 W 33 Tính tốn cơng suất 34 Tính tốn cơng suất Ví dụ 3: chẳng hạn, AP có cơng suất 50mw sử dụng anten 3dB (loại Rubber Duck) cơng suất phát thực AP là: – 50*2 (3dB gấp đôi công suất) = 100mw Anten có độ lợi (gain) cao khoảng cách sóng di xa Việc tập trung cơng suất phát chúng chặt chẽ làm cho nhiều lượng truyền đến đích hơn, khoảng cách xa 35 ... Systems - Hệ thống anten MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) hệ thống gồm nhiều anten hai đầu để thực truyền nhận liệu đồng thời - Công nghệ MIMO tích hợp chuẩn 802. 11n cho tốc độ 300 Mbps 23 Các... chính: – Đẳng hướng – vô hướng (Omni-directional) – Định hướng – có hướng (Semi-directional) – Định hướng cao (Highly-directional) 12 Anten Đẳng Hướng (Omni-directional) Anten đẳng hướng truyền... Vertical, Ceiling Dome 13 Anten Đẳng Hướng (Omni/Dipole-directional) 14 Anten Đẳng Hướng (Omni/Dipole-directional) 15 Anten định hướng (Semi-directional) Anten định hướng (directional)