Pod natłokiem, powtarzających się pytań na forum, postanowiłem stworzyć krótki poradnik na temat anten 2.4GHz dla amatorskich zastosowań, a także do wardrivingu.

Podstawy teoretyczne.

1. Moc – im większa moc nadajnika tym nasz sygnał będzie można odebrać z większej odległości, aby jednak komunikacja została nawiązana obie strony muszą nadawać z tą samą mocą.

AP „B” to baza, nadaje z mocą 500mW, klient „A” nadaje także z mocą 500mW, niestety klient „C” nadaje tylko z mocą 250mW. Mimo że „C” jest w zasięgu promieniowania „B” to „C” nie jest w stanie mu odpowiedzieć. Diagram zakłada że wszystkie sprzęty mają tą samą moc.

2. Strefa Fresnala – fala radiowa nie rozchodzi się po linii prostej tylko po elipsie.

Obiekty znajdujące się w niej powodują spadek siły sygnału, mimo że punkt docelowy jest widoczny. Promień strefy Fresnala zależy od częstotliwości oraz odległości między punktami.

3. Kąt promieniowania – jest to kąt rozpiętości wiązki wypromieniowanej. Zależy on głównie od typu anteny. Jest on istotny zarówno przy nadawaniu jak i przy odbiorze. Czasem jest on przedstawiany w postaci wykresu.

Na wykresie przedstawiono kąt promieniowania poziomego dla anteny panelowej o zysku 12dBi. Poprawnie opisana antena ma kąt promieniowania w pionie i poziomie.

Na diagramie stacja bazowa to „A”, stacja posiada kierunkową antenę o wąskim kącie. Klient „C” który znajduje się dalej niż „B” jest w stanie odebrać i wysłać z powrotem sygnał do „A”. Klient „B” nie odbiera sygnału z punktu „A” mimo że jest dużo bliżej niż „C”.

Baza która znajduje się w punkcie „A”. Zakładamy że klient „C” oraz „B” znajdują się w takiej samej odległości od bazy, po linii prostej. Baza ma antenę zamontowaną na najwyższym piętrze i jest skierowana w stronę klienta „B”, komunikacja między nimi przebiega bez zakłóceń. Niestety klient „C” nie mieści się w kącie promieniowania bazy. Mimo że baza jest przez niego opromieniowana, nie jest w stanie ani odebrać od niego sygnału ani mu odpowiedzieć, ponieważ jest ustawiona w inną stronę. Aby naprawić błąd administratora sieci trzeba by było przenieść klienta „C” na wyższe piętro lub zastosować inna antenę o szerszym kącie promieniowania w pionie.

4. Polaryzacja – inaczej płaszczyzna w której zmienia się pole elektryczne. Na potrzeby 802.11 używamy anten o polaryzacji liniowej, pionowej lub poziomej. Przy doborze należy uwzględni ten parametr tak aby anteny które mają ze sobą działać miały tą samą polaryzację.

Typy anten i ich zastosowanie.

Omni directional/dookólna (prętowa)

Najpopularniejsza antena wifi, jej promieniowanie to pręt, zazwyczaj ustawiony pionowo. Znane są nam jako krótkie plastikowe patyki oraz długie zewnętrzne promienniki zamknięte w rurce PCV. Anteny te mają 360 stopni promieniowania w poziomie i od  40 do 10 stopni w pionie. Zazwyczaj im antena dłuższa a jej zysk większy tym kąt promieniowania węższy, oczywiście istnieją odstępstwa od tej zasady spowodowane budową promiennika.

Zastosowanie: wardriving – jako jedyna nadaje się do przylepienia na samochodzie i zbierania informacji o sieciach z wszystkich stron. Krótkie anteny omni mają stosunkowo szeroki kąt promieniowania w pionie, dlatego nadają się do stosowania w domach piętrowych.

Omni / sufitowa

Antena która charakteryzuje się stożkowym kształtem, bardzo szerokim kątem promieniowania w pionie i 360 stopniami promieniowania w poziomie. Anteny tego typu budowane są na wiele sposobów, niektóre z uwagi na możliwość stosowania tylko w pomieszczeniu zamkniętym wykorzystują odbicia od ścian budynku. W praktyce anteny tego typu, mimo zapewnień producenta, słabo spisują się gdy ilość kondygnacji rośnie wyżej 2. Niektóre z tych anten posiadają tylko 180 stopni promieniowania w dół z całkowitym pominięciem 180 stopni w górę.

Zastosowanie: w pomieszczeniach zamkniętych, oraz do pokrycia piętrowych budynków.

Panelowa

Popularny typ anteny do połączeń na nieduże odległości do 1-2km, posiadają średni zysk kierunkowy i około 30-35 stopni promieniowania w pionie i poziomie. Wiele osób mylnie uważa, że nadają się do wardrivingu.

Zastosowanie: antena kliencka na nieduże odległości

Mikropasmowa (odmiana panelowej)

Wyglądem zbliżona do typowej anteny panelowej, ale często jest mniejsza i chudsza. Wykonane z laminatu zapewniają dużą powtarzalność parametrów i odporność na warunki atmosferyczne.

Zastosowanie: antena kliencka na nieduże odlegości.

Cylindryczna – yagi 

Kolejna typowa antena kliencka lub punkt do punkt. Nie nadaje się do wardrivingu. Tanie i proste w budowie, nie wymagają dokładnego ustawiania. Charakteryzują się promieniowaniem 40-45 w pionie i poziomie.

Zastosowanie antena kliencka na nieduże odległości

Grid – paraboliczna

Anteny składające się reflektora i promiennika, charakteryzują się wąskimi kątami promieniowania i dużą kierunkowością. Kąt promieniowania w ich przypadku wynosi zazwyczaj 10-20 stopni, co sprawia że antena jest kłopotliwa w ustawieniu. Reflektor może być w postaci czasy lub siatki.

Zastosowanie: punkt do punkt na duże odległości

Szczelinowa

Antena składająca się z elementu przewodzącego w którym wycięte są otwory o wielkości promiennika. Promieniowanie w pionie to bardzo wąskie 10 stopi i aż 120-160 w poziomie. Antena tego typu może posiadać otwory z obu stron co czyni ją prawie omni. 2*120 stopni w poziomie.

Zastosowanie: stacja bazowa

Sektorowa

Jest to antena o szerokim kącie promieniowania w poziomie (60-180 stopni) i bardzo wąskim w pionie (4-10stopni). Anteny często łączy się po kilka aby stworzyć antenę omni.

Zastosowanie: stacja bazowa

 Co ja mam wybrać?

Na potrzeby wardrivingu, polecam anteny dookólne na podstawie magnetycznej o zysku od 5 do 9dBi. Doskonale trzymają się na samochodach i nie rzucają się w oczy.

Dla amatorów „testowania” sieci także polecam anteny omni, szczególnie na blokwiskach, na niedużych odległościach. Gdy poziom szumów uniemożliwia używanie anteny omni możemy zastosować Yagi lub antenę panelową. Przy jej wyborze należy zwrócić uwagę na jej kąty promieniowania.

Do domu dla routera wystarczy zwykły patyk 3-5dBi, gdy chcemy pokryć dwa piętra o niedużej powierzchni to albo antena sufitowa albo krótki patyk 3dBi.

Czego nie wybierać ?

Do WD oraz testowania nie nadają się parabole, grid-y z powodu wąskiego promieniowania w pionie i poziomie.

Małych anten kierunkowych ala ANT2406A i podobnych innych firm, nie są one ani kierunkowe ani omni a zysk pozostawia dużo do życzenia. Aluminiowy ekran na zwykłym patyku często daje większy zysk kierunkowy niż w/w dedykowane rozwiązanie.

Anten bez nazwy lub chińskich producentów jak Pentagram, Cerberus, Digitus.

Polecane modele:

Wardriving:

  • TP-Link ANT2405C – dobry zysk, silny magnes, gumka całej powierzchni bazy magnetycznej, nie rysuje karoserii. Antena nie spada nawet do 250km/h.
  • TP-Link ANT2408C – dobry zysk, silny magnes, małe gumki na rogach nie pozwalają się jej ześlizgnąć. Niestety antena potrafi się złożyć, a jeżeli ktoś ją zabezpieczy np. taśmą potrafi spać przy hamowaniu lub w zakręcie.
Zastosowania domowe (do routera):
  • standardowe anteny dodawane do markowych Access Pointów zazwyczaj są bardzo przyzwoite. Na wyróżnienie zasługują firmy TP-Link oraz Tonze które do swoich produktów w 95% przypadków dodają anteny o realnym zysku 4-5dBi.
  • TP-Link ANT2405CL
Do „testowania” omni:
  • TP-Link ANT2405CL
  • TP-Link ANT2408CL
  • Tonze 5dBi (dodawane do UW-6200R/H, przypomina ANT2405CL)
  • ALFA 6dBi (chuda długa)
  • YST 7dBi (bardzo chuda i miękka, plastik osłaniający promiennik posiada lewo skrętny gwint, którego zadaniem jest utwardzenie obudowy promiennika, antena jest bardzo delikatna)
  • Techniclan 5dBi (zazwyczaj dodawane do WUSB-150NH)
Do „testowania” zew. omni:
  • Horizon Maxi/Midi/Mini – 12/9/7 dBi 360 stopni w poziomie oraz 6/15/25 stopni w pionie.
Do „testowania” panel:
  • TetraAnt 2 08 75 – 8dBi kąty: 75/65 stopni
  • TetraAnt 2 14 35 – 14dBi kąty: 39/38 stopni
  • TetraAnt 2 19 20 – 19dBi kąty: 20/20 stopni
Do „testowania” yagi:
  • Netus Yagi 12dBi – kąty 50/50 stopni
  • Netus Yagi 16dBi – kąty 25/25 stopni

Do „testowania” szczelinowa i sektorowe: (tylko w ekstremalnych wypadkach gdy wiemy co robimy)

  • OSBridge XL – 11dBi 140/15 stopni (pochył +15 stopni)
  • OSBridge L – 9dBi 120/20 stopni (pochył +15 stopni)
Amatorskie stacje bazowe:
  • UBNT-AIRMAX-SEC-2G-120-15 kąty 120/15 stopni (bardziej profesjonalna)
  • Horizon Maxi/Midi/Mini – 12/9/7 dBi 360 stopni w poziomie oraz 6/15/25 stopni w pionie. (wersja tania)
Do ogródka za domem, niezabudowany plac do 2tyś m^2, zalesiony obszar do 1tyś. m^2:
  • Horizon Mini – 7dBi 25 360/25 stopni
  • Netus Sektor – 19dBi 140/12 stopni
  • OSBridge L – 9dBi 120/20
Do domu max. dwie kondygnacje: (gdy absolutnie nie ma możliwości zastosowania dodatkowego sprzętu na każde piętro) 
  • Seneo ICMA 24005 – 3dBi
  • Krótki patyk 3-5dBi
Zadania specjalne
  • HotSpot, który laptop odbiera nam przy oknie albo nawet tylko na balkonie… normalnie napisał bym, że się nie da, ponieważ „brak widoczności = brak linku” ale sam wiem, że czasem trzeba! W takiej sytuacji stosujemy antenę o niskim zysku i szerokim kącie promieniowania w poziomie i możliwie szerokim w pionie, czyli: Horizon Mini lub TetraAnt Panel 2 08 75.
  • Przeprawa przez budynek, brak widoczności = brak linku. Nie ma możliwości pokonania budynków, nie istnieją anteny które były by w stanie coś takiego wykonać. Przeprawę robimy nad budynkiem, stosując maszty lub na budynku który chcemy ominąć stosujemy sprzęt przekazujący sygnał, np. most zestawiony za pomocą dwóch routerów, połączonych razem lub bardziej profesjonalnie RB433AH z dwoma interfejsami. Obalmy mity, wykonywanie linków, rykoszetów od innych budynków gdy, nie widzimy celu także nie da na stabilnego linku.  
  • Małe odległości przez ściany do 20-30m, w obrębie jednego poziomu, przez 3-4 ściany możemy zastosować anteny TP-Link ANT2408CL oraz mocny i czuły AP np. TP-Link WR1043ND które generuje moc nawet do 1W oraz w komputerze silniejszą kartę o mocy 200mW to nie powinno być problemów.
  • Długość kabla a tłumienie, każdy metra koncentryka H155 odejmuje na około 0,5dB, czyli 10m daje nam 5dB. Można też zastosować H1000 o tłumieniu 0,2dB/1m co po 10m daje zaledwie 2dB. Inne rozwiązanie to wzmacniacz, najlepiej montowany zaraz przy antenie. Takie rozwiązanie jest nam w stanie zrekompensować nawet bardzo długi kabel., niestety cena przyzwoitego wzmacniacza to około 200-300zł.
Podsumowanie
Wszystko co zostało tu napisane ma charakter informacyjny, czasem dobrze jest sprawdzić sprzęt przed zakupem, pożyczając go aby nie narażać się na niepotrzebne wydatki.

 

Tagged with:
 


Portal Bezpieczna Sieć - Forum komputerowe, Informatyka śledcza, bezpieczeństwo, backtrack, kali - Kali Linux Polska Edycja - Polska Edycja Backtrack - Poradnik dla gracza - Praca oparta na wiedzy i edukacji - Seriws Laptopów Katowice - Sklep Komputerowy Katowice - Odzyskiwanie Danych Katowice - Parking BETA przy lotnisku Pyrzowice - miejsce Run w sieci - Prawda od promocjach ,Informatyka, promocje, ceny, ekonomia, ekologia, filozofia - Prawda na tematy informatyki, ekonomii, ekologii - Wróżka, Poezja - eMono-cykl, SegWay, AirWheel, SoloWheel

stat4u