Мощность Wi-Fi антенн и OpenWrt. Wifi роутер мощность передатчика 30 dbm


Мощность Wi-Fi антенн и OpenWrt

В OpenWrt есть возможность задать мощность Wi-Fi передатчиков роутера. Однако, задается она с помощью не совсем знакомой величины dBm. Оказывается, dBm (или dBmW) – единица измерения мощности в децибелах на милливатт. Используется она в радиоаппаратуре по причине того, что позволяет в краткой форме задавать как очень большие, так и очень малые значения мощностей.

Была найдена сравнительная таблица средних значений мощностей беспроводных устройств:

Мощность, dBm Мощность, Вт Комментарий
80 dBm 100 kW Typical transmission power of FM radio station with 50 km range
60 dBm 1 kW Typical combined radiated RF power of microwave oven elements

Maximum allowed output RF power from a ham radio transceiver (rig) without special permissions

50 dBm 100 W Typical thermal radiation emitted by a human body

Typical maximum output RF power from a ham radio transceiver (rig)

40 dBm 10 W Typical PLC (Power Line Carrier) Transmit Power
37 dBm 5 W Typical maximum output RF power from a hand held ham radio transceiver (rig)
36 dBm 4 W Typical maximum output power for a Citizens’ band radio station (27 MHz) in many countries
33 dBm 2 W Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 1 mobiles)

Maximum output from a GSM850/900 mobile phone

30 dBm 1 W = 1000 mW Typical RF leakage from a microwave oven – Maximum output power for DCS 1800 MHz mobile phone

Maximum output from a GSM1800/1900 mobile phone

27 dBm 500 mW Typical cellular phone transmission power

Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 2 mobiles)

26 dBm 400 mW Access point for Wireless networking
25 dBm 316 mW
24 dBm 250 mW Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 3 mobiles)
23 dBm 200 mW Maximum output in interior environment from a WiFi 2.4Ghz antenna (802.11b/g/n).
22 dBm 160 mW
21 dBm 125 mW Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 4 mobiles)
20 dBm 100 mW Bluetooth Class 1 radio, 100 m range

Maximum output power from unlicensed AM transmitter per U.S. Federal Communications Commission (FCC) rules 15.219. Typical wireless router transmission power.

15 dBm 32 mW Typical WiFi transmission power in laptops.
10 dBm 10 mW
6 dBm 4.0 mW
5 dBm 3.2 mW
4 dBm 2.5 mW Bluetooth Class 2 radio, 10 m range
3 dBm 2.0 mW More precisely (to 8 decimal places) 1.9952623 mW
2 dBm 1.6 mW
1 dBm 1.3 mW
0 dBm 1.0 mW = 1000 µW Bluetooth standard (Class 3) radio, 1 m range
−1 dBm 794 µW
−3 dBm 501 µW
−5 dBm 316 µW
−10 dBm 100 µW Typical maximum received signal power (−10 to −30 dBm) of wireless network
−20 dBm 10 µW
−30 dBm 1.0 µW = 1000 nW
−40 dBm 100 nW
−50 dBm 10 nW
−60 dBm 1.0 nW = 1000 pW The Earth receives one nanowatt per square metre from a magnitude +3.5 star
−70 dBm 100 pW Typical range (−60 to −80 dBm) of wireless received signal power over a network (802.11 variants)
−80 dBm 10 pW
−100 dBm 0.1 pW
−111 dBm 0.008 pW = 8 fW Thermal noise floor for commercial GPS single channel signal bandwidth (2 MHz)

Относящиеся к беспроводным сетям строки выделены серым. В большинстве случаев встраиваемые в роутер точки доступа имеют мощность в пределах 20-30 dBm, и, конечно же, по умолчанию они настроены на максимум. И вот что интересно: как показывает опыт, для 802.11a/b/g при нахождении ноутбука в пределах квартиры для качественной связи хватает лишь 10-15 dBm. Казалось бы, отличие на десяток каких-то dBm – не такая уж и большая разница, так ведь нет – это разница между 10 и 200 мВт.

OpenWrt допускает настройку мощности передатчиков, что предоставляет каждому возможность подобрать такие индивидуальные значения, которые обеспечат устойчивую беспроводную связь при минимальном уровне сигналов.

This entry was posted in Сеть и интернет and tagged mobile-tech, openwrt. Bookmark the permalink.

tt.erinome.net

Преобразование dBm в мВт

 

Иногда нужно определить мощность передатчика не в dBm а в милливаттах. Чтобы быстрее преобразовать можно использовать данную таблицу:

 

dBm мW
0 1
1 1,3
2 1,6
3 2
4 2,5
5 3,2
6 4
7 5
8 6
9 8
10 10
11 13
12 16
13 20
14 25
15 32
16 40
17 50
18 63
19 79
20 100
21 126
22 158
23 200
24 250
25 316
26 398
27 500
28 630
29 800
30 1000

  

Для начинающих несколько слов о непонятных для многих единицах измерения принятых в антенной технике и радиотехнике высоких частот.

  • dB (дБ) — децибел. В общем случае логарифмическая единица отношений чего либо. Заменяет собой такое понятие как «разы». Т.е. это не абсолютная величина типа вольт или ватт, а относительная, как например проценты.

     

    Np(dB) = 10 lg (P1/P2)

    Например, если уровень сигнала возрос в 1000 раз по мощности, то это соответствует +30 dB (говорят сигнал возрос на 30 дБ). Применение такой единицы измерения отношений, позволяет заменить умножение/деление на сложение/вычитание при подсчете усиления/ослабления. Пример... В фидере сигнал был ослаблен в 4 раза, а усилитель его повысил в 220 раз. Тогда в системе фидер-усилитель сигнал усилился в 220 / 4 = 55 раз. В децибелах расчет проще 23 - 6 = 17 дБ.

  • dBm (дБм). Иногда удобно какую либо величину принять за эталон (нулевой уровень) и относительно ее измерять уровень уже в децибелах. Так, если принять за нулевой уровень — 1мВт и относительно его измерять, то появляется такая единица измерения как дБм(1мВт = 0 дБм). Она уже имеет вполне весомый физический смысл, в отличии от безличных децибелов, dBm - это мера мощности. В ней измеряют уровень слабых сигналов (в том же «палкомере» модема), чувствительность приемников, мощность передатчиков  и т.п. Например уровень в 50 мкВ на 50-омном входе приемника соответствует уровню мощности 5·10-8 мВт или -73 дБм. Измерять чувствительность в единицах мощности более удобно, чем в единицах напряжения, так так нам приходится иметь дело с сигналами разной формы, в том числе шумовыми. К тому же, мы избавляемся от необходимости каждый раз уточнять, каково входное сопротивление приемника. Например, пороговая мощность большинства "свистков", при которой они еще коннектятся с базовой станцией около -110 dBm. Мощность передатчика тоже можно измерять в dBm. Например мощность Wi Fi роутера в 100 мВт равна 20 dbm.

  • dBi (дБи). Единица измерения усиления антенн относительно «эталонной» антенны. За такую эталонную антенну принят так называемый изотропный излучатель - идеальная антенна, диаграмма направленности которой представляет собой сферу, коэффициент усиления которой равен единице и КПД которой равен 100%. Излучение сигнала таким излучателем происходит с равномерной интенсивностью во все стороны. Такой антенны в природе не существует, это виртуальный объект, однако, очень удобный в качестве эталона для измерения параметров реальных антенн. Существует еще одна единица: dBd - здесь за эталон принят полуволновой диполь. Однако, использование dBi предпочтительнее, т.к. в этом случае проще расчет энергетического баланса трассы радиосвязи. dBi - это относительная единица, ничем по сути от простого децибела не отличима, кроме определения эталона, относительно которого и идет отсчет. Принципиальной разницы между dBi и dBd нет - усиление в dBi = усилению в dBd + 2.15 dB. В старых радиолюбительских книжках и журналах усиление антенн измеряют просто в децибелах. В этом случае чаще всего имеется ввиду усиление относительно полуволнового вибратора, т.е. оно эквивалентно dBd. Измерение относительно изотропного излучателя изначально использовалось только в США, но в последнее время распространилось во всем мире, поэтому во избежании путаницы сейчас, если речь идет об усилении антенны, правилом хорошего тона считается использование децибела с суффиксом - dBi или dBd.

 

 В принципе за «нулевой уровень» можно принять любую величину. Так на свет появляются такие звери как "дБмкВ" (напряжение - отношение к одному микровольту), "дБВт" (мощность - отношение к одному ватту). В акустике за нулевой уровень звука принято звуковое давление 2·10-5 Па - порог слышимости. При этом там не стали заморачиваться с довеском к «дБ», а прямо так и измеряют уровень звука в децибелах. Так сложилось исторически, потому что децибелы впервые применялись именно в области акустики. Но надо иметь ввиду - это как бы не «чистые» относительные децибелы, а «звуковые» - абсолютные. Например, шум реактивного самолета с расстояния 25 м равен 140 дБ, а 0 дБ - это порог слышимости. Часто можно встретить единицу под именем dBA. Она специально придумана для измерений интенсивности шумов. Величина дБА - уровень звукового давления, измеренный в "звуковых" децибелах при помощи шумомера, содержащего корректирующую цепочку, имитирующую чувствительность человеческого уха, что дает возможность получать отсчеты более соответствующие реальной слышимости шума.

Вообще, люди начали использовать децибелы для измерения различных вещей не просто так. Еще в XIX веке психофизиологами Эрнстом Вебером и Густавом Фехнером было установлено, что “сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S”. Это относится к звуку, освещенности, тактильным ощущениям. В технике проводной связи используют другую единицу - Непер. Неперы определяются не через десятичный, а через натуральный логарифм. Может это и правильнее, ведь многие законы природы основаны на числе Эйлера, которое является основанием натурального логарифма. Но все-таки мы пользуемся децибелами.

При расчетах все эти dB, dBi, dBm по сути своей все являются децибелами, т.е. суммируются (если усиление) или вычитаются (если затухание), но dBm имеет приоритет как мера мощности сигнала. Например: 

Уровень на входе приемника(dBm) = Мощность передатчика(dBm) + Усиление антенн(dBi) - Ослабление сигнала(dB)

Неискушенный аноним обычно теряется при виде такого изобилия разновидностей децибел. Но затем приходит понимание, что это приносит упрощение в расчетах.

zscom.ru

OpenWrt: мощность Wi-Fi - incomplite mind formation

В OpenWrt есть возможность задать мощность Wi-Fi передатчиков роутера. Но вот задается она с помощью не совсем знакомой величины dBm. Оказывается, dBm (или dBmW) - единица измерения мощности в децибелах на милливатт. Используется она в радиоаппаратуре по причине того, что позволяет в краткой форме задавать как очень большие, так и очень малые значения мощностей.

Также была найдена сравнительная таблица значений мощностей, показывающая, что есть где:

Мощность, dBmМощность, ВтКомментарий
80 dBm 100 kW Typical transmission power of FM radio station with 50 km range
60 dBm 1 kW Typical combined radiated RF power of microwave oven elementsMaximum allowed output RF power from a ham radio transceiver (rig) without special permissions
50 dBm 100 W Typical thermal radiation emitted by a human bodyTypical maximum output RF power from a ham radio transceiver (rig)
40 dBm 10 W Typical PLC (Power Line Carrier) Transmit Power
37 dBm 5 W Typical maximum output RF power from a hand held ham radio transceiver (rig)
36 dBm 4 W Typical maximum output power for a Citizens' band radio station (27 MHz) in many countries
33 dBm 2 W Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 1 mobiles)Maximum output from a GSM850/900 mobile phone
30 dBm 1 W = 1000 mW Typical RF leakage from a microwave oven - Maximum output power for DCS 1800 MHz mobile phoneMaximum output from a GSM1800/1900 mobile phone
27 dBm 500 mW Typical cellular phone transmission powerMaximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 2 mobiles)
26 dBm 400 mW Access point for Wireless networking
25 dBm 316 mW
24 dBm 250 mW Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 3 mobiles)
23 dBm 200 mW Maximum output in interior environment from a WiFi 2.4Ghz antenna (802.11b/g/n).
22 dBm 160 mW
21 dBm 125 mW Maximum output from a UMTS/3G mobile phone (Power class 4 mobiles)
20 dBm 100 mW Bluetooth Class 1 radio, 100 m range Maximum output power from unlicensed AM transmitter per U.S. Federal Communications Commission (FCC) rules 15.219. Typical wireless router transmission power.
15 dBm 32 mW Typical WiFi transmission power in laptops.
10 dBm 10 mW
6 dBm 4.0 mW
5 dBm 3.2 mW
4 dBm 2.5 mW Bluetooth Class 2 radio, 10 m range
3 dBm 2.0 mW More precisely (to 8 decimal places) 1.9952623 mW
2 dBm 1.6 mW
1 dBm 1.3 mW
0 dBm 1.0 mW = 1000 µW Bluetooth standard (Class 3) radio, 1 m range
−1 dBm 794 µW
−3 dBm 501 µW
−5 dBm 316 µW
−10 dBm 100 µW Typical maximum received signal power (−10 to −30 dBm) of wireless network
−20 dBm 10 µW
−30 dBm 1.0 µW = 1000 nW
−40 dBm 100 nW
−50 dBm 10 nW
−60 dBm 1.0 nW = 1000 pW The Earth receives one nanowatt per square metre from a magnitude +3.5 star
−70 dBm 100 pW Typical range (−60 to −80 dBm) of wireless received signal power over a network (802.11 variants)
−80 dBm 10 pW
−100 dBm 0.1 pW
−111 dBm 0.008 pW = 8 fW Thermal noise floor for commercial GPS single channel signal bandwidth (2 MHz)

Относящиеся к беспроводным сетям строки выделены светлым. В большинстве случаев встраиваемые в роутер точки доступа имеют мощность в пределах 20-30 dBm, и, конечно же, по умолчанию они настроены на максимум. И вот что интересно: как показывает опыт, для 802.11a/b/g при нахождении ноутбука неподалеку от роутера для качественной связи хватает 10-15 dBm. Казалось бы, отличие на десяток каких-то dBm - не такая уж и большая разница. Так ведь нет, это разница между 10 и 200 мВт.

И хорошо, что в OpenWrt это можно выяснить и выбрать минимальную мощность передатчика, обеспечивающую устойчивую связь. А ведь в большинстве устройств в стандартных прошивках если и можно ее настроить, то возможных градаций в них от силы 2-3, и совсем малые значения выставить не получится. А во многих других точках доступа этого и вовсе нет.

eximido.livejournal.com


Смотрите также