Biuletyn Akademia OSBRIDGE Temat: Standard 802.11n w paśmie 2,4GHz nowe możliwości, które warto wykorzystać w praktycznych zastosowaniach Standard 802.11n Mimo został opracowany i może być stosowany dla dwóch zakresów pasma częstotliwościowego 2,4GHz i 5GHz. W tym numerze Biuletynu przeanalizujemy dokładnie możliwości zastosowań i wykorzystania standardu MiMo w paśmie 2,4GHz. Opisane w tym Biuletynie rozwiązania zostały praktycznie zastosowane w naszej sieci dostępowej mediaok.pl. Standard MiMo daje nowe możliwości w zakresie szybkości jakie można uzyskać w technologii radiowej i co ważne z uwagi na taką sama modulację (HT20) wykorzystywana w zakresie częstotliwości 2,4 GHz i 5GHz prędkości wydajności urządzeń są takie same dla obu zakresów częstotliwości. Różnica powstaje jedynie w sytuacji kiedy urządzenia pracują w MiMo 1x1 lub MiMo 2x2. Zgodnie z poniżej przedstawioną tabelą dla MiMo 2x2 dla kanału 20 MHz maksymalna wydajność radiowa wynosi 130 Mbit/s, a dla kanału o szerokości 5 MHz wydajność jest na poziomie 32,5 Mbit/s. Dla MiMo 1x1 wartości te są następujące kanał 20 MHz 65 Mbit/s, kanał 10 MHz 32,5 Mbit/s, kanał 5MHz 16,25 Mbit/s maksymalnej wydajności na poziomie radiowym. Tak więc dla zakresu pasma 2,4GHz standard MiMo oferuje przepustowości na poziomie, które w standardzie 802.11 b/g były zupełnie nieosiągalne. Dodatkowo standard MiMo dla pasma 2,4GHz oferuje możliwości i funkcje całkowicie niedostępne dla standardu 802.11 b/g. Ma to oczywiście swoje zalety, ale niestety też wadę, że wykorzystując nowe możliwości standardu 802.11n, dla urządzeń pracujących wyłącznie w standardzie 802.11 b/g będą niedostępne przez co będą niekompatybilne. Maksymalna przepustowość dostępna w standardzie 802.11n w zależności od szerokości Strumień Oznaczenie stumienia kanału 40 MHz Max przepustowość pasmo 2,4GHz i 5GHz kanału 20 MHz kanału 10 MHz kanału 5 MHz MCS15 300 130 65 32,5 MCS14 270 117 58,5 29,25 SSx2 Dwa strumienie w polaryzacji H i V MCS13 240 104 52 26 MCS12 180 78 39 19,5 MCS11 120 52 26 13 MCS10 90 39 19,5 9,75 MCS9 60 26 13 6,5 MCS8 30 13 6,5 3,25 MCS7 150 65 32,5 16,25 MCS6 135 58,5 29,25 14,625 SSx1 Jeden strumień w polaryzacji H lub V MCS5 120 52 26 13 MCS4 90 39 19,5 9,75 MCS3 60 26 13 6,5 MCS2 45 19,5 9,75 4,875 MCS1 30 13 6,5 3,25 MCS0 15 6,5 3,25 1,625 Copyright by WiNET 2011 1
W standardzie 802.11 b/g 2,4GHz w wersji europejskiej dostępnych jest 13 kanałów. Jednak w przeciwieństwie do rozkładu kanałów w paśmie 5GHz tu mamy do czynienia z kanałami zachodzącymi na siebie wzajemnie. danego kanału jest częstotliwością środkową danego kanału 20MHz. Dostępne pasmo częstotliwościowe w paśmie 2,4GHz pozwala na wybór maksymalny wybór 4 kanałów niezachodzących bez zachowania odstępu międzykanałowego. Odstęp częstotliwości między kolejnymi 13 kanałami wynosi 5MHz. Tak więc jeżeli wybierzemy dla danego kanału szerokość kanału 5MHz wówczas otrzymamy 13 niezachodzących się kanałów radiowych. Możliwości wyboru poszczególnych kanałów dla różnych szerokości przedstawia poniższa tabela. Rozkład kanałów w paśmie 2,4 GHz optymalny wybór kanałów niezachodzących Regulacja Numer kanału 20MHz 10MHz 5MHz 2407 1 2412 2412 2412 2 2417 2417 2417 3 2422 2422 2422 4 2427 2427 2427 5 2432 2432 2432 ETSI (EUROPA) 13 kanałów 6 2437 2437 2437 7 2442 2442 2442 8 2447 2447 2447 9 2452 2452 2452 10 2457 2457 2457 11 2462 2462 2462 12 2467 2467 2467 13 2472 2472 2472 2477 Copyright by WiNET 2011 2
Ponieważ dana częstotliwość dla kanału 20MHz jest częstotliwością środkową dla kanału 1 i 13 otrzymujemy dodatkowe niewykorzystywane pasmo, a możliwe do wykorzystania przy szerokości kanału 5MHz, czyli zyskujemy dodatkowe dwa kanały czyli łącznie możemy wykorzystać 15 kanałów niezachodzących. Sytuację taka przedstawia poniższy rysunek. Z uwagi na fakt, że pasmo 2,4GHz jest pasmem, które obecnie jest coraz mniej wykorzystywane, a nowe urządzenia OSBRiDGE posiadają możliwość pracy w szerszym niż standardowy zakres 2,4GHz przebadaliśmy liniowość wbudowanej anteny i jest ona praktycznie stała w zakresie 2312 MHz do 2732 MHz. Szerszy zakres pasma 2,4GHz jest możliwy do wyboru po wybraniu opcji Regulatory Domain FAR EAST&AFRICA Copyright by WiNET 2011 3
Możemy więc, przyjmując założenie, że kanał 20 MHz jest wówczas najbardziej efektywny gdy jest kanałem niezachodzącym na każde 100 MHz zyskać możliwość wykorzystania dodatkowego pasma: - 20 kanałów niezachodzących o szerokości 5 MHz, - 10 kanałów niezachodzących o szerokości 10 MHz, - 5 kanałów niezachodzących o szerokości 20 MHz. Tak więc, w dodatkowym dolnym zakresie od częstotliwości 2312 2412 MHz zyskujemy 5 kanałów niezachodzących o szerokości 20MHz, a w dodatkowy górnym zakresie częstotliwości 2472 2572 MHz zyskujemy dodatkowo 13 kanałów niezachodzących o szerokości 20 MHz. Szczegółowo plan rozkładu kanałów przedstawia poniższa tabela: Copyright by WiNET 2011 4
Tak więc, pasmo dodatkowe dostępne w zakresie częstotliwości 2,4 GHz daje duże możliwości nawet w porównaniu z pasmem 5GHz. Korzystne ekonomicznie jest więc budowanie nowych systemów 2,4GHz w topologii punkt wielopunkt z uwagi na cenę urządzeń w technologii MiMo dla częstotliwości 2,4GHz oraz znikomego wykorzystania dodatkowego pasma dla częstotliwości 2,4GHz przy zbliżonych możliwościach wydajnościowych tych urządzeń w porównaniu z urządzeniami dla pasma 5GHz. Rozwiązanie to jest również szczególnie zalecane do budowy połączeń punkt-punkt gdzie pomimo stosowania pasma 2,4GHz w tani i prosty sposób budujemy bezpieczne i wydajne połączenia radiowe. Wadą takiego rozwiązania jest fakt, że wszystkie dotychczasowe urządzenia 2,4GHz pracujące w standardzie b/g nie będą mogły współpracować z uwagi na fakt, że urządzenia te nie obsługują dodatkowych kanałów w paśmie 2,4GHz. Współpraca jest możliwa wyłącznie jeżeli dla stacji bazowej, dla której wybierzemy jeden z 13 kanałów standardu ETSI, ponieważ wszystkie urządzenia standardu 802.11n współpracują z dotychczasowymi standardami 802.11 b/g. Aby więc zbudować bezpieczny i wydajny system radiowy w topologii punkt wielopunkt bardzo wydajny do 130 Mbps pracujący w paśmie 2,4GHz należy: - wybrać dodatkowe pasmo w zakresie 2,4GHz - 2312 2412 MHz lub 2472 2572 MHz, - wybrać kanał o szerokości 18 MHz dający lepsze bezpieczeństwo i odporności na zakłócenia, - wyprać system transmisji Pooling Base zwiększający odporność na zakłócenia Więcej informacji na ten temat znajdą Państwo w naszym poprzednim Biuletynie nr 4 Ważne!!! Dzięki innowacyjnemu rozwiązaniu jakim jest możliwość wyboru niestandardowej szerokości kanału 18MHz, 16MHz, 14MHz, 12MHz dostępnych w urządzeniach OSBRiDGE, a niedostępnych w innym sprzęcie dostępnym na rynku uzyskujemy możliwość bardziej elastycznej konfiguracji i doboru maksymalnej wydajności urządzenia w zależności od szerokości zastosowanego kanału. Wszystkie poruszane w naszych opracowaniach aspekty budowy sieci bezprzewodowych dotyczą sieci pracujących w wolnym paśmie 2,4 GHz oraz 5GHz i właśnie poprzez elastyczne zastosowanie odpowiedniej szerokości kanału gwarantuje bezproblemową pracę (brak wpływu zakłóceń pochodzących od innych sieci) bez konieczności ciągłej zmiany ustawień pracujących urządzeń. Dziękujemy za zapoznanie się z naszym czwartym numerem Biuletynu z serii Akademia OSBRiDGE. Jeżeli maja Państwo jakieś sugestie związane z tematami urządzeń OSBRiDGE prosimy o przekazywanie ich drogą mail ową. Postaramy się uwzględniać Państwa sugestie w następnych numerach. Zespół Redakcyjny. Copyright by WiNET 2011 5