Chương 2 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong mạng Wireless LAN
2.6Các kênh trong 802
Không giống như hệ thống nhảy tần sử dụng chuỗi nhảy để xác định kênh, hệ thống DSSS sử dụng một quy ước để định nghĩa kênh. Mỗi kênh là một băng tần số liên tục rộng 22 MHz có tần số sóng mang là 1 MHz (giống với FHSS).
Ví dụ: kênh 1 hoạt động từ 2.401 GHz đến 2.423 GHz (2.412 +/- 11 MHz). kênh 2 hoạt động từ 2.406 GHz đến 2.429 GHz (2.417 GHz +/- 11 MHz),... Hình dưới minh họa vấn đề này.
Hình 2.3 Các kênh trong 802.11
Hình 2.4 Kĩ thuật trải phổ theo tần số
Bảng dưới đây liệt kê đầy đủ các kênh được sử dụng ở Mỹ và Châu Âu. FCC xác định chỉ 11 kênh đối với tần số không được cấp phép được sử dụng tại Mỹ. Chúng ta có thể thấy rằng kênh 1 và kênh 2 trùng lập với nhau 1 lượng đáng kể. Mỗi tần số liệt kê trong bảng được xem như là một tần số trung tâm. Từ tần số trung tâm này, 11 MHz được cộng thêm hay trừ đi để có được một kênh rộng 22 MHz. Chúng ta cũng có thể dễ dàng nhận thấy rằng các kênh nằm cạnh nhau sẽ trùng lập với nhau 1 lượng đáng kể.
Bảng 2.1 Thống kê phạm vi tần số
Việc sử dụng hệ thống DSSS với các kênh trùng lập trong cùng một vị trí vật lý sẽ gây nên nhiễu giữa các hệ thống. Hệ thống DSSS với các kênh trùng lập không nên được đặt gần nhau bởi vì chúng luôn gây nên một sự giảm cấp đáng kể đối với băng thông. Bởi vì sóng mang được cách nhau 5 MHz và kênh rộng 22 MHz, nên các kênh chỉ được đặt cạnh nhau nếu số kênh cách nhau ít nhất là 5 kênh.
Ví dụ: kênh 1 và kênh 6 là không trùng lập nhau, kênh 2 và kênh 7 không trùng lập nhau,... Có tối đa 3 hệ thống DSSS có thể đặc cạnh nhau đó là kênh 1,6 và 11.Nhưng các kênh không trùng lặp chỉ trên lý thuyết. Các kênh chỉ không trùng lặp trên lý thuyết là bởi vì trong thực tế kênh 1 và kênh 6 (hay kênh 6 với kênh 11) có trùng nhau 1 phần nhỏ (tùy thuộc vào thiết bị sử dụng và khoản cách giữa các hệ thống). Các kênh không trùng lặp được minh họa bằng hình bên dưới.
Hình 2.5 Trải phổ các kênh không trùng lặp
Để tính độ mất sóng theo khoảng cách người ta dùng công thức: L = 20 log(d) + 20 log(f) + 36.6 Trong đó: - L là độ signal mất đi tính bằng dB - d là độ dài tính bằng miles - f là frequency tính bằng Megahertz
Ví dụ: muốn set up một mạng trong khoản cách 10km (khoảng 6.21 miles) link giữa 2 nơi ở channel 6 (tức là tần số 2.437 GHz), thì tính như sau:
L = 20 log(6.21) + 20 log(2437) + 36.6 L = 20*0.79 + 20*3.38 + 36.6
L = 15.8 + 67.6 + 36.6L = 120 L = 120
Tức là bạn muốn có sóng wireless tại cả 2 nơi thì anten của bạn phải mạnh hơn 120 dB.
Độ suy hao (Loss)
Loss được mô tả là sự giảm trong độ mạnh tín hiệu. Có nhiều nguyên nhân gây ra độ giảm tín hiệu RF, cả khi tín hiệu còn đang ở trong cable (tín hiệu điện AC tần số cao) và khi tín hiệu được phát ra như sóng radio vào không khí bởi anten. Điện trở của cable và các đầu nối có thể gây ra los bởi vì chúng chuyển tín hiệu AC sang dạng nhiệt. Trở kháng không tương thích trong cable và đầu nối cũng gây ra công suất phản xạ ngược trở lại nguồn và điều này gây ra giảm tín hiệu. Các vật nằm trực tiếp trên đường truyền của sóng có thể hấp thụ, phản xạ hoặc phá hủy tín hiệu RF. Chúng ta cũng có thể chủ động gây ra loss bằng cách sử dụng một bộ suy hao. Bộ suy hao RF là một cái điện trở có nhiệm vụ chuyển AC tần số cao sang dạng nhiệt để giảm biên độ tín hiệu.
Việc có thể đo và bù đắp được cho loss trong một kết nối RF hay trong circuit là rất quan trọng bởi vì radio có một ngưỡng về độ nhạy sóng (sensitivity threshold). Sensitivity threshold được định nghĩa là một điểm trong đó radio có thể phân biệt được giữa tín hiệu và nhiễu nền. Bởi vì độ nhạy của receiver là xác định được, trạm truyền phải truyền một tín hiệu có biên độ đủ để có thể nhận ra được tại bên nhận.
Nếu có loss xuất hiện giữa transmitter và receiver, vấn để phải được giải quyết bằng cách di dời những vật gây ra loss hoặc bằng cách tăng công suất của trạm phát.
Sự nhiễu xạ (Diffraction)
Nhiễu xạ xuất hiện khi đường truyền radio giữa transmitter và receiver bị cản trở bởi một bề mặt sắc nhọn không đồng đều hoặc là một bề mặt nhám. Ở tần số cao, nhiễu xạ cũng như phản xạ, nó tùy thuộc vào hình dạng của vật cản trở, biên độ, pha và cực của sóng tại điểm nhiễu xạ.
Nhiễu xạ thường bị nhầm lẫn và sử dụng lẫn lộn với khúc xạ. Hãy cẩn thận đừng nhầm lẫn giữa hai thuật ngữ này. Nhiễu xạ mô tả một sóng bị uốn quanh vật thể, trong khi khúc xạ được mô tả là một sóng bị bẻ cong khi xuyên qua một môi trường. Trong ví dụ hòn đá rơi xuống nước, bây giờ giả sử có một cành cây nhỏ đâm thẳng xuống bề mặt của nước gần điểm hòn đá chạm mặt nước. Khi các gợn sóng va vào cành cây, chúng sẽ bị ngăn chặn lại một phần nhỏ, tuy nhiên, ở mức độ lớn hơn, những gợn sóng đó sẽ bị uốn quanh cành cây. Nếu như vật cản đủ lớn hay có mép lởm chởm như răng cưa thì sóng sẽ không bị uốn quanh nữa mà sẽ bị chặn lại.
Nhiễu xạ sẽ làm chậm sóng đứng tại điểm sóng đứng va đập vào vật cản, trong khi các phần còn lại của vật cản vẫn duy trì tốc độ như lúc quản bá. Vì vậy nó gây ra giảm tốc độ tại điểm tiếp xúc và thay đổi hướng truyền ban đầu.
Tán xạ (Scattering)
Tán xạ xuất hiện khi sóng truyền qua một môi trường có các vật có kích thước nhỏ so với bước sóng của tín hiệu, và số lượng vật cản trên một đơn vị thể tích là lớn. Sóng bị tán xạ được sinh ra bởi các vật nhỏ, có bề mặt nhám hay không đều trên đường truyền của tín hiệu.
Một số các vật cản ngoài trời có thể gây ra tán xạ trong hệ thống truyền thông di động bao gồm lá cây, các biển báo giao thông và cột đèn giao thông. Tán xạ có thể xảy ra theo 2 hướng chính:
Thứ nhất: Tán xạ có thể xuất hiện khi một sóng va đập vào một bề mặt không bằng phẳng và bị phản xạ theo nhiều hướng đồng thời. Tán xạ theo kiểu này sinh ra nhiều phản xạ có biên độ nhỏ và có thể phá hủy tín hiệu RF chính. Sự suy hao của tín hiệu RF có thể xuất hiện khi sóng RF bị phản xạ khỏi cát, đá hay những bề mặt lởm
chởm. Khi bị phản xạ theo kiểu này, sự suy hao sóng RF có thể đáng để gây ra các truyền thông bị ngắt quản hoặc mất hoàn toàn tín hiệu.
Thứ hai: Tán xạ có thể xuất hiện khi một hiệu sóng di chuyển xuyên qua một phần của môi trường có nhiều bụi. Trong trường hợp này, thay vì bị phản xạ khỏi bề mặt không bằng phẳng, sóng RF sẽ bị phản xạ một cách riêng lẻ trên rất nhiều vật nhỏ khác nhau.