Přenos WiFi  z pohledu zdroje a spotřebiče

Nejdříve se podívejme na délku vlny s ohledem na kmitočet : lambda
l= 300000/ f [km; Hz]

f = 50Hz, l= 6000km f = 30 MHz, l= 10 m f = 3 GHz, l= 10 cm
f = 0,1 MHz, l= 3km f = 100 MHz, l= 3 m f = 10 GHz, l= 3 cm
f = 1 MHz, l= 300 m f =300 MHz, l= 1 m f = 30 GHz, l= 1 cm
f = 10 MHz, l= 30 m f1 =1GHz, l= 30 cm  

(Ale pro f = 50Hz, ? = 6000 km a tedy dlouhá síťová přenosová vedení je třeba uvažovat jako vedení s rozloženými parametry. Je proto důležité si uvědomit, že postupy, které budeme aplikovat, platí nejen pro obvody o rozměrech řádu desítek cm a frekvence řádu jednotek až desítek GHz, ale i pro obvody pracující s poměrně nízkými kmitočty, pokud jejich rozměry jsou příslu&scaronně veliké) .

Nyní se podívejme na frekvence WiFi 2,4GHz a 5GHz z pohledu zdroje a spotřebiče.

Pokud se podíváme na soustavu Access Point , přípojný koax , anténa z pohledu vazby zdroje a spotřebiče pak docházíme k následujícímu zjednodušení :

1)  Access Point (dále jen AP) je zdroj s vnitřním odporem rovným impedanci 50 Ohm.

2)  Koaxiální kabel je spojovacím vedením mezi zdrojem a spotřebičem (anténou) a je žádoucí aby jeho impedance Z byla rovněž jak na vstupu tak výstupu rovna 50 Ohm za předpokladu, že anténa má vstupní impedanci 50 Ohm.

3)  Připojená anténa má vstupní Z=50 Ohm.

Z toho plyne že AP je zdrojem pro koaxiální vedení a jeho výstupní svorky jsou zdrojem pro anténu.

 

Pokud na sebe takto navazují zdroje a spotřebiče a pokud se jednotlivé impedance Z sobě rovnají, hovoříme o přizpůsobení zdroje a spotřebiče. Rz=Rs a Rz/Rs=1.
Pouze při splnění této podmínky dochází k maximálnímu přenosu výkonu mezi zdrojem a spotřebičem!!

Pokud není tato podmínka splněna, dochází při vysokých frekvencích na jednotlivých rozhraních k odrazům vlny.

Poznámka: podobně je přizpůsoben TV přijímač ke svodu a ten k anténě.
Nebo také reproduktor k zesilovači (4 Ohm , 8
Ohm) proto se používají silné vodiče pro připojení aby se jejich odpor neprojevil.]

U antén se lze v praxi setkat se zakončením vedení charakteristickou impedancí, zkratem nebo nekonečným odporem .Toho se využívá pro různá technická ře&scaronení jak u antén tak u vedení.

Zabývejme se  činitelem odrazu.
Činitel odrazu je z hlediska měření veličinou, kterou nelze přímo měřit. Proto se často nahrazuje veličinou související,
činitelem stojatého vlnění (ČSV).
Je zřejmé, že poběží-li po vedení vlna a částečně se na konci odrazí, vznikne stojaté vlnění, které bude charakterizováno vzdáleností uzlů a amplitudou napětí v maximech a minimech.

V praxi se měří poměr mezi vlnou vyslanou a odraženou (standing wave ratio zkr. SWR).

Jaký má tento parametr vliv na přenos WiFi??

Protože při odrazech dochází k :

1)   ztrátám energie nebo

2)   ke zkreslení přená&scaronené informace

musíme se snažit udržet odrazy co nejmen&scaroní.

V praxi se kvalita obvodů udává obvykle  tzv. činitelem stojatých vln ČSV nebo (poměrem stojatých vln PSV) někdy též přímo koeficientem odrazu p .

Vztah mezi ČSV a  p je: ČSV=(1+p)/(1-p)

nebo obráceně

| p | =(ČSV-1)/(ČSV+1)

Vztah mezi přeneseným a doraženým výkonem na vedení, kde je nějaký odraz energie, se určí mezi tzv. koeficientem přenosu p a koeficientem odrazu p.

Zde platí:
koeficient přenosu   p= 1 &ndash p2 (koeficient odrazu)

Je-li tedy odraz nulový znamená to, že přenosový systém je přizpůsobený.

POZOR: při velkém odrazu může dojít ke zničení aktivního členu např. AP
tedy přesněji jeho koncového stupně. Viz bod 1)

Pro bob 2) pak platí, že při znehodnocení informace si AP na straně vysílací a přijímací začnou opakovat vadné pakety a výsledkem je snížená propustnost  WiFi připojení.

Co v&scarone má vliv na kvalitu WiFI spojení?

1)   Samotný Access point

2)   Konektory samy (nesmí zhor&scaronovat systém)

3)   Vlastní konstrukce a kvalita antény

V tomto bodě je dobré si uvědomit že parametr SWR (kolem 1:1,25 až 1,3) má mít celá sestava připojená k AP, tedy anténa + kabel+ konektory.

Nestačí aby tomuto parametru vyhověla jen anténa!!!!!
Protože celou sestavu může zhor&scaronit jen nevhodný konektor, nebo jen nevhodný kabel , případně oboje.
Jako anténní systém je tedy třeba chápat sestavu ANTÉNA + přípojný kabel k AP a to včetně kvalitních konektorů.

Často se setkávám s názorem, že nejlevněj&scaroní anténa, kabel, konektor stačí.  NESTAČÍ!!
Pokud nehledáte kvalitu, tak snad ano.

Pokud ale potřebujete kvalitní spoj, například přenos dat, nemusí to být WiFi, pak si kupte anténu, která má protokol o měření SWR.
Firem které vyrábějí antény a dodávají je s měřícím protokolem na domácím trhu mnoho není.
Antény bez protokolu se pro kvalitní datové spoje nehodí!! A je tedy polemické její použití i pro wifi.

Níže uvedená tabulka by vám měla pomoci se orientovat v problematice závislostí zpětného útlumu, přenosového útlumu, napěťového koeficientu odrazu, přeneseného a odraženého výkonu.
Tabulka je převzata ze serveru
http://www.wifihw.cz

Stáhout si můžete tabulku
ZDE

       

Tabulka hodnot útlumu v závislosti na VSWR

   

VSWR

Zpětnétné    tlumení (odrazu) dB

Přenosový útlum dB

Napěťový koeficient odrazu

Přenesený výkon (%)

Pokles
výkonu (%) (odražený  výkon)

 

VSWR

Zpětné tlumení (odrazu) dB

Přenosový útlum dB

Napěťový koeficient odrazu

Přenesený výkon (%)

Pokles výkonu (%) (odražený výkon)

1,00

----

0,000

0,00

100,0

0,0

 

1,64

12,3

0,263

0,24

94,1

5,9

1,01

46,1

0,000

0,00

100,0

0,0

 

1,66

12,1

0,276

0,25

93,8

6,2

1,02

40,1

0,000

0,01

100,0

0,0

 

1,68

11,9

0,289

0,25

93,6

6,4

1,03

36,6

0,001

0,01

100,0

0,0

 

1,70

11,7

0,302

0,26

93,3

6,7

1,04

34,2

0,002

0,02

100,0

0,0

 

1,72

11,5

0,315

0,26

93,0

7,0

1,05

32,3

0,003

0,02

99,9

0,1

 

1,74

11,4

0,329

0,27

92,7

7,3

1,06

30,7

0,004

0,03

99,9

0,1

 

1,76

11,2

0,342

0,28

92,4

7,6

1,07

29,4

0,005

0,03

99,9

0,1

 

1,78

11,0

0,356

0,28

92,1

7,9

1,08

28,3

0,006

0,04

99,9

0,1

 

1,80

10,9

0,370

0,29

91,8

8,2

1,09

27,3

0,008

0,04

99,8

0,2

 

1,82

10,7

0,384

0,29

91,5

8,5

1,10

26,4

0,010

0,05

99,8

0,2

 

1,84

10,8

0,398

0,30

91,3

8,7

1,11

25,7

0,012

0,05

99,7

0,3

 

1,86

10,4

0,412

0,30

91,0

9,0

1,12

24,9

0,014

0,06

99,7

0,3

 

1,88

10,3

0,426

0,31

90,7

9,3

1,13

24,3

0,016

0,06

99,6

0,4

 

1,90

10,2

0,440

0,31

90,4

9,6

1,14

23,7

0,019

0,07

99,6

0,4

 

1,92

10,0

0,454

0,32

90,1

9,9

1,15

23,1

0,021

0,07

99,5

0,5

 

1,94

9,9

0,468

0,32

89,8

10,2

1,16

22,6

0,024

0,07

99,5

0,5

 

1,96

9,8

0,483

0,32

89,5

10,5

1,17

22,1

0,027

0,08

99,4

0,6

 

1,98

9,7

0,497

0,33

89,2

10,8

1,18

21,7

0,030

0,08

99,3

0,7

 

2,00

9,5

0,512

0,33

88,9

11,1

1,19

21,2

0,033

0,09

99,2

0,8

 

2,50

7,4

0,881

0,43

81,6

18,4

1,20

20,8

0,036

0,09

99,2

0,8

 

3,00

6,0

1,249

0,50

75,0

25,0

1,21

20,4

0,039

0,10

99,1

0,9

 

3,50

5,1

1,603

0,56

69,1

30,9

1,22

20,1

0,043

0,10

99,0

1,0

 

4,00

4,4

1,938

0,60

64,0

36,0

1,23

19,7

0,046

0,10

98,9

0,1

 

4,50

3,9

2,255

0,64

59,5

40,5

1,24

19,4

0,050

0,11

98,9

1,1

 

5,00

3,5

2,553

0,67

55,6

44,4

1,25

19,1

0,054

0,11

98,8

1,2

 

5,50

3,2

2,834

0,69

52,1

47,9

1,26

18,8

0,058

0,12

98,7

1,3

 

6,00

2,9

3,100

0,71

49,0

51,0

1,27

18,5

0,062

0,12

98,6

1,4

 

6,50

2,7

3,351

0,73

46,2

53,8

1,28

18,2

0,066

0,12

98,5

1,5

 

7,00

2,5

3,590

0,75

43,7

56,3

1,29

17,9

0,070

0,13

98,4

1,6

 

7,50

2,3

3,817

0,76

41,5

58,5

1,30

17,7

0,075

0,13

98,3

1,7

 

8,00

2,2

4,033

0,78

39,5

60,5

1,32

17,2

0,083

0,14

98,1

1,9

 

8,50

2,1

4,240

0,79

37,7

62,3

1,34

16,8

0,093

0,15

97,9

2,1

 

9,00

1,9

4,437

0,80

36,0

64,0

1,36

16,3

0,102

0,15

97,7

2,3

 

9,50

1,8

4,626

0,81

34,5

65,5

1,38

15,9

0,112

0,16

97,5

2,5

 

10,00

1,7

4,807

0,82

33,1

66,9

1,40

15,8

0,122

0,17

97,2

2,8

 

11,00

1,6

5,149

0,83

30,6

69,4

1,42

15,2

0,133

0,17

97,0

3,0

 

12,00

1,5

5,466

0,85

28,4

71,6

1,44

14,9

0,144

0,18

96,7

3,3

 

13,00

1,3

5,762

0,86

26,5

73,5

1,46

14,6

0,155

0,19

96,5

3,5

 

14,00

1,2

6,040

0,87

24,9

75,1

1,48

14,3

0,066

0,19

96,3

3,7

 

15,00

1,2

6,301

0,88

23,4

76,6

1,50

14,0

0,177

0,20

96,0

4,0

 

16,00

1,1

6,547

0,88

22,1

77,9

1,52

13,7

0,189

0,21

95,7

4,3

 

17,00

1,0

6,780

0,89

21,0

79,0

1,54

13,4

0,201

0,21

95,5

4,5

 

18,00

1,0

7,002

0,89

19,9

80,1

1,56

13,2

0,213

0,22

95,2

4,8

 

19,00

0,9

7,212

0,90

19,0

81,0

1,58

13,0

0,225

0,22

94,9

5,1

 

20,00

0,9

7,413

0,90

18,1

81,9

1,60

12,7

0,238

0,23

94,7

5,3

 

25,00

0,7

8,299

0,92

14,8

85,2

1,62

12,5

0,250

0,24

94,4

5,6

 

30,00

0,6

9,035

0,94

12,5

87,5

Literatura :
Vít : &Scaronkolení televizních mechaniků
Procházka : AR-B 5/1999
www.wifihw.cz