Беспроводные компьютерные сети Wi-Fi

Книга «Локальная сеть без проводов»

5.8. Антенны

Антенна – это радиотехническое устройство для излучения и приема электромагнитных волн. Электромагнитные колебания высокой частоты, создаваемые генератором, преобразуются передающей антенной в электромагнитные волны и излучаются в пространство. В приемной антенне происходит обратный процесс. Для подключения антенны к передатчику или приемнику используются антенные кабели и фидерные устройства.

Одна и та же антенна может быть использована как для приема, так и для передачи сигнала. При этом характеристики антенны, работающей в режиме приема, не изменяются при работе этой антенны в передающем режиме – действует принцип обратимости.

Антенны излучают энергию во всех направлениях. Однако в большинстве случаев эффективность передачи сигнала для различных направлений неодинакова. Свойства направленности антенны описывают характеристикой (диаграммой) направленности. Самую простую диаграмму направленности имеет идеальная изотропная или всенаправленная антенна, она излучает энергию одинаково во всех направлениях. Реальные антенны могут иметь круговую диаграмму направленности, секторную или узконаправленную. Диаграммы направленности антенн изображают в виде двух сечений – горизонтального и вертикального. Пример диаграммы направленности антенны показан на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Пример диаграммы направленности антенны

Количественную оценку направленности антенны делают с помощью таких параметров, как ширина главного лепестка диаграммы направленности, уровень боковых лепестков, коэффициент направленного действия (КНД), коэффициент усиления (КУ) и других. Чаще всего применяется коэффициент усиления, который определяется как отношение мощности сигнала, излучаемого данной антенной в данном направлении, к мощности сигнала, излучаемого идеальной изотропной антенной в любом направлении. Коэффициент усиления измеряют в dBi – децибелах по отношению к изотропному источнику. Если, например, коэффициент усиления антенны равен 3 dBi, это означает, что ее сигнал сильнее сигнала изотропной антенны в данном направлении на 3 dB (то есть приблизительно в 2 раза).

Несмотря на название, коэффициент усиления характеризует не способность антенны усиливать сигнал, а ее способность направлять излучение в одну сторону. Усиливать сигнал антенна не может, у нее для этого нет собственного источника энергии. Увеличение мощности сигнала в одном направлении влечёт за собой уменьшение мощности в других направлениях.

Для иллюстрации того, как работает направленная антенна, в учебниках ее часто сравнивают с электрическим фонариком. Простая лампочка равномерно излучает свет во всех направлениях. Если поместить ее внутрь фонарика с отражателем, то свет от лампочки сфокусируется в одном направлении в виде луча и сможет достичь предметов, которые находятся на относительно большом расстоянии. Так же работают антенны – они не усиливают сигнал, а направляют его энергию в заданном направлении.

Важными параметрами антенн являются рабочая полоса частот и входное сопротивление. Для работы с оборудованием стандартов 802.11b и 802.11g необходимы антенны, предназначенные для работы в диапазоне 2,4 ГГц, а входное сопротивление должно быть согласовано с выходным сопротивлением точки доступа.

Антенны, предназначенные для работы с оборудованием Wi-Fi, имеют модификации для наружного использования (Outdoor) и для использования внутри помещений (Indoor). Корпуса наружных антенн делаются устойчивыми к погодным явлениям. Часто внешние антенны комплектуются необходимым крепежом для монтажа на мачту и грозозащитным модулем, который включается в антенно-фидерный тракт и заземляется.

Выбор модели антенны определяется необходимой площадью радиопокрытия или, при соединениях «точка – точка», требуемой дальностью связи. Сначала нужно определиться с видом диаграммы направленности антенны, затем из доступных вариантов делают выбор, исходя из коэффициента усиления антенны и ее конструктивных особенностей. Разумеется, при выборе приходится учитывать и цену.

Чтобы немного облегчить вам задачу выбора антенн (если, конечно, такая проблема встанет), в табл. 5.1 приведены основные характеристики некоторых моделей антенн, которые выпускает компания D-Link.

Таблица 5.1. Обзор антенн

5.9. Беспроводные сетевые адаптеры

Чтобы компьютер мог работать в сети Wi-Fi, он должен иметь беспроводной сетевой адаптер. Ноутбуки с технологией Intel Centrino и многие модели КПК оснащаются встроенными адаптерами Wi-Fi. Встречаются также материнские платы для настольных компьютеров с интегрированными адаптерами Wi-Fi. Чтобы начать использовать такое оборудование в беспроводной сети, требуется только правильно его настроить, ничего дополнительно приобретать не нужно.

Если же в вашем компьютере встроенного беспроводного модуля нет, можно приобрести необходимые адаптеры в виде отдельных устройств.

Для установки в настольные компьютеры выпускаются PCI-адаптеры. Например:

• D-Link DWL-G520+ (розничная цена около $40);
• TRENDnet TEW-423PI (розничная цена около $40);
• Linksys WMP54G (розничная цена около $85).

Для использования в ноутбуках предназначены адаптеры в формате CARDBUS, такие как:

• D-Link DWL-G650+ (розничная цена около $35);
• TRENDnet TEW-421PC (розничная цена около $35);
• Linksys WPC54G (розничная цена около $90).

Выпускаются адаптеры Wi-Fi с интерфейсом USB. Они удобны тем, что такой адаптер можно подключить к любому компьютеру, у которого есть свободный порт USB. В случаях, когда нельзя вскрывать корпус компьютера, чтобы установить PCI-адаптер, или в ноутбуке нет свободного слота для PC Card, – использование адаптера с интерфейсом USB становится единственным выходом. К недостаткам таких адаптеров можно отнести их относительно высокую цену.

Осталось упомянуть адаптеры Wi-Fi для КПК. В КПК применяются модули расширения форматов CompactFlash (CF) и SecureDigital (SD). Перед приобретением адаптера Wi-Fi следует уточнить, устройство считывания карт какого формата имеется в вашем устройстве. Существуют КПК, способные работать с адаптерами двух форматов – и CF, и SD.

В качестве примера адаптера Wi-Fi формата CompactFlash можно привести карту Linksys WCF54G (розничная цена около $110). Адаптер соответствует стандарту 802.11g.

Wi-Fi адаптеры формата SD выпускаются, в частности, компанией SanDisk, устройство называется Connect Wi-Fi SD Card (розничная цена около $55). Карта совместима с устройствами, работающими под управлением Pocket PC 2002 и Pocket PC 2003, которые имеют разъем SDIO.

Часто пользователи КПК занимают имеющийся разъем CF- или SD-картой дополнительной флэш-памяти (flash memory), поэтому устанавливать адаптер Wi-Fi некуда. Для решения этой проблемы компания SanDisk разработала карты расширения, совмещающие флэш-память и адаптер Wi-Fi в одном устройстве.