TRI THỨC MẠNG VÔ TUYẾN
GIỚI THIỆU MẠNG VÔ TUYẾN
GIẢI PHÁP MẠNG VÔ TUYẾN
KỸ THUẬT MẠNG VÔ TUYẾN
FAQ VÀ TỪ ĐIỂN VÔ TUYẾN
 
Đặt hàng & Bảo hành
0909 457 282
Chat
Hỗ trợ khách hàng - Gọi cho tôi (bây giờ là 13:52 19/06/18 )
Vui lòng điền một số thông tin để chúng tôi gọi lại TƯ VẤN MIỄN PHÍ cho bạn, sau tối đa 2 giờ bạn gửi thông tin này.
: Chúng tôi có thể từ chối các yêu cầu bạn gửi không hợp lệ.

Nhận Mail
Email của bạn
Nội dung

 KỸ THUẬT MẠNG VÔ TUYẾN
Vùng Fresnel

Thảo luận về Vùng Fresnel là khá phức tạp và rắc rối nhưng các khái niệm đã trở nên khá dễ hiểu. Có một vài hiện tượng mà bạn phải hiểu, đầu tiên là nguyên tắc sóng Huygens trong đó nói rằng sóng sẽ bắt đầu tạo các sóng tròn mới tại mỗi điểm của một đầu sóng. Điều cần phải chú ý, nếu sóng chạm một điểm đối tượng trong không gian, sóng tròn sẽ bị nhiễu xạ ra phía ngoài và hướng đẩy lên phía trước trong hình dáng một nửa vòng tròn như được thể hiện dưới đây:

Thứ hai, tất cả các chùm tín hiệu RF sẽ mở rộng khi chúng lan truyền qua môi trường không khí, góc búp sóng mà chúng mở rộng có thể bị giới hạn bởi các anten định hướng. Cuối cùng, các tín hiệu có thể giao thoa với nhau, đặc biệt là tại cùng tần số, do các sóng lệch pha với nhau. Độ dịch pha này được tính nằm từ 0 đến 360o với sự cùng pha hoàn toàn xảy ra tại 0 và 360 độ và lệch pha hoàn toàn tại 180 độ. Các sóng chồng lên nhau được gọi là cùng pha, trải qua sự giao thoa với biên độ tín hiệu của chúng được cộng thêm với nhau tạo ra một tín hiệu mạnh, nhưng các tín hiệu lệch pha trải qua sự giao thoa triệt giảm lẫn nhau làm giảm sự khuếch đại của tín hiệu, có thể lên đến điểm triệt tiêu hoàn toàn nếu chúng lệch pha nhau 180 độ. Điều này có thể dễ dàng hơn để hiểu trực quan như thể hiện bởi các sơ đồ dưới đây:
 
 
Lý thuyết của Vùng Fresnel lấy một đường lên kết vô tuyến trực tiếp giữa hai thiết bị mạng vô tuyến đang hoạt động với các điểm A và B ở mỗi đầu và không gian ba chiều xung quanh đường liên kết ảnh hưởng đến tín hiệu đóng góp tới điểm nhận cuối. Một số các sóng tín hiệu truyền đi trực tiếp dọc theo tuyến đường từ A đến B trong khi các sóng khác truyền đi lệch khỏi đường liên kết thẳng trên những tuyến đường lệch trục, dẫn đến tuyến truyền dẫn của chúng có một khoảng cách dài hơn gây ra sự dịch pha giữa các chùm sóng khác nhau. Bằng cách đưa ra các khái niệm được giải thích ở trên và áp dụng một số tính toán cho phát hiện rằng, có những vùng hình vòng elip nằm xung quanh đường liên kết AB trực tiếp mà có ảnh hưởng đến cường độ tín hiệu được truyền đến trạm nhận.
 
Có một số lượng vô hạn các vùng Fresnel có thể tính được, nhưng vùng Fresnel ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất của mạng vô tuyến là vùng Fresnel thứ nhất (1st Fresnel Zone). Nếu có bất kỳ vật cản trở, chẳng hạn như các tòa nhà, cây cối hoặc những ngọn đồi, nằm trong vùng  Fresnel 1 này thì tín hiệu sẽ bị ảnh hưởng bởi các vật cản này và do đó nó sẽ bị suy yếu tại trạm tiếp nhận. Theo quy luật ngón tay cái, khi quy hoạch những liên kết vô tuyến, vùng Fresnel 1 nên luôn phải được thông thoáng, tuy nhiên điều này có thể là không thực tế. Vì vậy thực tế cho rằng không nên quá 40% vùng Fresnel 1 bị che khuất tức là 60% phải thông thoáng, tuy nhiên khuyến nghị cho hiệu suất tối ưu phải là không quá 20% bị che khuất hoặc bị chặn ít hơn. Lưu ý rằng những vật cản trở trong vùng Fresnel 1 sẽ tạo ra tín hiệu lêch pha từ 0-90 độ, lệch pha 90-270 độ sẽ thuộc vùng Fresnel thứ hai, lệch pha 270-450 độ  thuộc vùng thứ ba.
 
 

 
Để tính toán Vùng Fresnel cho mạng vô tuyến của bạn, đầu tiên thiết lập các đường RF LoS (Line-of-Sight), là các đường liên kết theo phương diện sóng vô tuyến trực tiếp, theo tầm nhìn thẳng giữa anten trạm phát và anten trạm thu (hoặc các trạm thu phát). Phương trình tổng quát để tính bán kính vùng Fresnel tại bất kỳ điểm P ở giữa các điểm đầu cuối của liên kết vô tuyến có thể được chỉ ra bằng phương trình sau đây
 
 
Trong đó:
  • Bán kính vùng Fresnel thứ n (m)
  • Khoảng cách của điểm P đến điểm A (m)
  • Khoảng cách của điểm P đến điểm B (m)
  • Bước sóng của tín hiệu (m)
Bán kính của vùng Fresnel là tại giá trị cao nhất (khoảng cách lớn nhất) ngay tại điểm trung tâm RF LoS và đối với các ứng dụng thực tế của việc quy hoạch mạng vô tuyến, nó thì hữu ích để biết bán kính tối đa của vùng Fresnel 1.

Do đó, các khoảng cách giữa điểm A và B tới điểm P sẽ giống hệt nhau và bằng cách chuyển đổi các giá trị bước sóng sang tần số tín hiệu chúng ta có như sau:



d1 = d2 do đó d1 + d2 = D

Trong đó
  • Tốc độ ánh sáng (3x108m/s)
  • Khoảng cách tổng cộng (m)
  • Tần số tín hiệu (Hz)
Do đó, nếu các giá trị tần số và khoảng cách tổng cộng được chuyển đổi tương ứng thành GHz và km, phương trình cho bán kính tối đa của vùng Fresnel 1 có thể được tính theo cách sau đây:
 

 
Ví dụ 1:
 
Nếu tính toán bán kính tối đa của vùng Fresnel 1 với đường kết nối 500m và hoạt động tại 5.5GHz (Dùng chuẩn 802.11n với băng tần 5GHz và kênh100):
 
 
Nếu anten của hai thiết bị được đặt cách mặt đất 10m (giả định rằng cả hai vị trí cùng một chiều cao trên mực nước biển), điểm dưới vùng Fresnel 1 sẽ nằm trên 7.39m so với mặt đất tại điểm mở rộng nhất của nó.
 
Để tính toán độ thông thoáng 60% bán kính vùng Fresnal sử dụng phương trình sau đây:
 

 
Vì vậy theo ví dụ trên có thể tính được là:
 
 
Bằng cách trừ đi con số này tính từ độ cao ăng ten, bạn có thể tính toán chiều cao tối đa của bất kỳ vật cản trở giữa các thiết bị trong phạm vi thông thoáng 60% vùng Fresnel.
 
Chiều cao vật cản tối đa = 10 - 2.02 = 7.98m
 
 
Do đó chiều cao cho phép tối đa của bất kỳ vật cản giữa hai thiết bị nằm trong RF LoS, khoảng cách 500m, hoạt động ở 5.5GHz, độ cao ăng ten 10m với một vùng Fresnel thông thoáng tối thiểu 60% là 7.98m.
 
Đối với các liên kết truyền đi trên một khoảng cách dài (đặc biệt là trên 1km) độ cong của Trái Đất nên được đưa vào xem xét. Bởi vì đường cong bề mặt trái đất, giữa hai liên kết sẽ có bề mặt vòm cung lên và sẽ trở thành một vật cản trở gây cản trở trên vùng Fresnel thậm chí ngay cả khi không có những vật cản trở rõ ràng khác:
 
Công thức tính ảnh hưởng của bán kính trái đất như sau:
 
Trong đó:
  • Chiều cao tại điểm giữa hai thiết bị do khác biệt bởi độ cong của trái đất (m)
  • Tổng khoảng cách liên kết giữa hai thiết bị (km)
  • Bán kính ảnh hưởng của trái đất (km). Lưu ý: thường lấy  4/3 (tức 1,333...) bán kính thực tế gây ra khúc xạ khí quyển tức là 8.504km
Ví dụ 2:
 
Nếu tính toán sự khác nhau tối đa về chiều cao do độ cong của trái đất giữa hai thiết bị cách nhau 5km là: 
 

 
Vì vậy bạn có thể thấy rằng với khoảng cách 5km, bề mặt trái đất nhô lên 0.37m ở điểm cao tối đa do độ cong của nó và điều này có thể xem như một nhân tố ảnh hưởng tới sự lập kế hoạch của bạn để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Giải pháp dễ dàng nhất để ngăn chặn vấn đề này tăng chiều cao anten của hai thiết bị để nâng vùng Fresnel lên.
 

 
Một bảng nhỏ được chỉ ra bên dưới thể hiện khoảng chiều cao cần thêm vào (nâng độ cao anten) để bù đắp độ cong của trái đất theo một số khoảng cách liên kết:
 
Khoảng cách liên kết (km) Độ cong cho phép (m)
1 Không đáng kể
2 Không đáng kể
3 0.2
5 0.4
10 1.5
15 4
20 6
25 10
30 13
35 18
40 24
 
 
Các bài viết liên quan
Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất Mạng Vô… Xem Thêm
Suy hao truyền dẫn và Độ dư năng lượng Xem Thêm
Dãi tần và Ứng dụng Xem Thêm
Anten và Hướng dẫn lắp đặt Xem Thêm
PoE và Hướng dẫn sử dụng Xem Thêm
Cáp vô tuyến và Hướng dẫn sử dụng Xem Thêm
Hướng dẫn chống sét lan truyền Xem Thêm
Sản phẩm mới
DLB 5-90n
LigoDLB 5-90ac
LigoDLB 5-15
Sản phẩm bán chạy
NFT 1N
LigoDLB 2-9B
UniFi AP-LR