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5大无线挑战:信号丢失、移动、范围、致密化和多径衰落

Ron Tellas

随着越来越多的人和设备通过空气而非电线进行连接,无线领域日新月异。无线科技正在迅速变化,5G、CBRS、Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E计划即将推出(更不用说今年早些时候COVID-19新冠疫情带来的对互联互通的更多依赖)。


鉴于我们越来越了解即将推出的无线计划,重新审视部署可靠无线网络所涉及的一些固有挑战也很重要。我们总结了最重要的5项无线挑战,以及解决这些无线挑战的方法。


1. 信号衰减或丢失

无线信号传输得越远,越多信号开始失去力度。这相当于信号衰减(或减弱)。

 

将室外无线信号引入室内并不像看起来那么简单。室外发射器的信号试图进入室内时,可能会衰减到无法再连接的程度。

 

许多障碍会干扰将室外无线信号引入室内使用:

  • 结构本身(玻璃、钢材、砖石和混凝土)

  • 树木和密集的景观设计

  • 丘陵、高山悬崖或其他物理障碍

  • 用户/人口数量多

遗憾的是,只是在建筑物外部放置天线,根本无法使用附近手机信号塔的信号。这会产生容量和过度拥挤问题,从而导致吞吐量低下。要成功地将无线信号引入室内,必须遵循特定的步骤和策略。

 

2. 移动/时间变化

无线连接最大的好处是它让我们自由移动。您的设备不必通过硬线连接......当您四处走动时,它能始终保持与网络的连接。

 

那么,将您束缚在某个地点以保持连接的无线有什么好处呢?无论用户身在何处、如何移动或将设备放置在何处,可靠的无线系统都必需支持建立连接。

 

3. 范围

为了增强数据传输并扩展流视频等应用的带宽,业界一直在转向更高的无线信号频率,例如5 GHz和毫米波。

 

由于设备在2.4 GHz和5 GHz频段上争夺空间,我们不得不研究更高的频谱(较低的频率已在使用中),这促使我们最近开始采用6 GHz(Wi-Fi 6E)和3.5 GHz(CBRS) 频段的共享频谱方法。

 

在大多数情况下,更高的频率会导致更短的范围。低频信号比高频信号更能穿透墙壁和地板,因此它们的覆盖范围更远。

 

例如:Wi-Fi 6E具有更宽且未经使用的带宽,更适合位于同一空间(例如体育场、竞技场、校园等)设备之间的近距离室内连接。

 

4. 网络致密化

无线网络每天都有新的用户和设备。无论这些数字增长得有多快,人们还是希望都能将其连接起来。

 

这种增长导致网络冲突,这是由多个设备试图同时传输数据(但没有任何设备成功)造成的。在有线网络上,当检测到冲突时,可以重新发送信息包。实现最佳无线服务的唯一选择是确保不会发生冲突。

 

5. 多径衰落/干扰

信号在传输时,并不总是采用直接路径。相反,它们会在附近的室内/户外物体上反弹并在不同时间反射回来,这会导致信号劣化(延迟信号都携带相同的信息)。必须采取适当措施来消除延迟信号。

 

应对无线挑战的最佳方式
既然已经意识到这些无线挑战,那么如何解决?最好是通过以下方法部署改进的技术:

  • MIMO(多输入多输出),支持同时传输更多数据


  • OFDMA(正交频分多址接入),它将无线信道划分为更小的频率分配,因此具有不同带宽要求的多个客户端可以同时连接到同一个无线网络

确保出色的无线性能还取决于线缆平衡。为了达到良好的平衡,线对中每个导体上的电压和电流的大小和相位都必须相等。两根绝缘导体在直径、同心度和电介质材料方面必须相同;它们还必须具有一致的弯曲度,这需要精确的设计和制造。

 

具有出色平衡的线缆可保护网络免受外部噪声的破坏性影响,这对于无线网络至关重要,因此数据信号可以到达端点设备而不会降低速度或出现停机时间。

 

为了帮助克服其中一些无线挑战,有专门设计用于支持无线系统的均衡布线系统。Belden的REVConnect® 10GXW系统就是很好的例子。其特点包括:

  • 同类最佳抗噪性(PSANEXT的4分贝和PSAACRF的10分贝性能余量),消除网速慢,确保正常运行时间并支持无线接入点


  • 直径小,有助于最大限度地增加可安装在导管内的线缆数量,并支持快速部署


  • 在高密度、高带宽应用中表现出色,在某些应用中超过100米信道要求

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