Meny

Fresnel Zone

Går du i planer att sammankoppla nätverken i två fastigheter med hjälp av en trådlös brygga? Då finns det fler saker än ”fri sikt” som påverkar radiotrafiken, men luftskepp? Vem kunde ana det? Låt oss kika närmare på Fresnel-zonerna och hur du ska ta hänsyn till dem.

Säkert känner du till att den typ av radiosignaler (2,4 samt 5GHz) och effekt som WiFi tillåts använda saknar förmåga att tränga igenom kompakt material som stora berg eller hela skogar. Signalerna studsar heller inte mot atmosfären som ett sätt att runda hindrande objekt och kräver därför fri sikt mellan accesspunkterna. Men detta är inte riktigt allt du behöver ha koll på när du installerar WiFi-länkar över lite längre avstånd.

”Fri sikt” är lätt att förstå och visualisera. Man tittar från ena punkten till den andra tilltänkta punkten och konstaterar att man ser den. På fackspråk har du nu ”Line Of Sight” eller ”LOS” som förkortningen lyder och borde kunna lita på att maximal överföringskapacitet är garanterad. Men det kan du inte.

Ett helt luftskepp måste också få plats

Den franske 1800-tals fysikern Augustin-Jean Fresnel gav namn åt den osynliga sfär av zoner som påverkar all radiosignalering och som vi här liknar vid ett luftskepp mellan accesspunkterna. Dessa zoner utgör gränser för när reflektioner påverkar radiotrafiken och därmed bandbredden och den hastighet du upplever mellan nätverken.

Det räcker alltså inte med fri sikt. Vill du få ut den maximala kapaciteten av en radiolänk måste du också ta hänsyn till ”Fresnel-zonerna”. Som du förstår av illustrationerna så växer eller krymper de med avståndet mellan accesspunkterna, så detta kräver lite research. Gudskelov behöver du inte bekanta dig med:

image2hl5b.png

Utan kan glädja dig åt att någon annan redan gjort jobbet år dig genom att tillhandahålla den här kalkylatorn https://www.everythingrf.com/rf-calculators/fresnel-zone-calculator

Som du ser är ”zonen” tjockast på mitten och ska du optimera förutsättningarna för en WiFi-länk behöver du säkerställa att hela zonen är fri från hinder, inte bara att du har fri sikt mellan antennerna.

två_hus_800.jpg

Fresnel-zonen består egentligen näst intill av oändligt antal underliggande zoner. Men förenklat pratar man om 3st. 

2 hus med fresnell zone_800.jpg


Fresnel-zonerna med avseende på WiFi

Teoretiskt finns det ett oändligt antal Fresnel-zoner, men det är bara de som ligger närmast LOS (Line Of Sight) som vi behöver ta hänsyn till när vi bygger WiFi. Den första zonen är nära LOS (Line Of Sight) och har störst påverkan på länken, den andra lite mindre men ologiskt nog har den tredje större påverkan än den andra. Låt oss se om vi kan göra det lite begripligt.

Varje Zon innebär en halv våglängds fördröjning, vilket gör att studsande signaler i Zone 2 hamnar på negativ våglängd så den tar bort den positiva våglängden på Zonen i LOS. Zon 3 har vi en 0,5 + 0,5 = 1 våglängds brytning vilket innebär att Zonen i LOS och Zone2 är i fas och det innebär i sin tur att signalen faktiskt förstärks. Som ni kanske förstår är Zone 1 den zon som är viktigast och där den mesta av datan finns. En tumregel är att den måste vara 80% fri från hinder, Man kan klara sig ner till 60% möjligen men sedan börjar man få problem med kvalitén på länken.

Ju högre frekvens, desto mindre blir Fresnel-zonen

Nu är inte tanken att vi ska gå in på djupet gällande radiovågor men det man behöver veta är att radiovågorna räknas med antal svängningar. Ju fler svängningar, ju smalare blir vågen. Detta påverkar även Fresnel. Låt oss ta ett exempel.

Hur stor Fresnel-zonen blir räknas med Radie då man oftast inte har något som stör upptill utan endast nertill. Man räknar från Line of Sight (Mitten) till tjockaste delen på Fresnel. 
Om vi ska skapa en länk på 10km och använder 2,4GHz bandet så har vår fresnel zone en radie på ca 17,6m.
Om vi istället använder 5GHz bandet så är radien ca 12,2m.
Om vi istället ökar avståndet till 20km så har vi en radie på ca 25m resp ca 17,3m.

Det kanske var Fresnel som var felet?

Kanske har du har försökt att felsöka en WiFi-länk men till sist kommit fram till att det måste vara hårdvaran som inte håller vad den lovar, så är det inte osannolikt att Fresnel i stället är den korrekta orsaken. Att flytta den ena sidan upp en bit och testa förbindelsen igen kan vara den enkla lösningen.

Fresnel i vardagen

Fresnel kan man märka av i det dagliga livet utan att vi vet om det. Låt oss säga du behöver ringa ett samtal men har dålig täckning, Du prövar då att gå ett par meter åt något håll och hittar en punkt där du kan utföra mobilsamtalet. Platsen du hamnat på har bättre mottagning och har troligen inte en bättre LOS utan får draghjälp utav andra zoner för att förstärka signalen. Kanske är det mest visuella exemplet på Fresnel det ljusfenomen som uppstår när du ser ut över en spegelblank vattenyta och himlens spegelbild framträder, men bara i en del av synfältet. Solljus är ju också radiovågor nämligen, om än i en annan frekvens än WiFi. För fotografer är det väl känt, men vi andra kan ha glädje av den här förklarande filmen https://www.dorian-iten.com/fresnel/

Undertecknad brukar tänka att jag sätter ett luftskepp mellan dom två punkterna när jag står vid ena punkten där man behöver ha en länk för att lättare kunna visualisera vad som är i vägen och ge en fingervisning på om man behöver sätta punkten högre. Dock viktigt att tänka på om punkterna är satta högt uppe vid längre avstånd så måste man ta med jordens krökning i beräkningen och vinkla bryggan något nedåt för att uppnå bästa kvalité på länken.

images9go.png

Givetvis är du välkommen att kontakta oss vid oss den allra minsta fundering du kan ha kring ditt projekt. Dra nytta av vår kunskap kring kommunikation eller datainsamling i allmänhet, så får du rätt stöd och tar klokare beslut. Vi kan tekniken och har erfarenhet från mängder av installationer inom en lång rad områden. Vi är dessutom lätta att nå och svarar direkt på chatt, mail eller telefon: 08 52 400 700. Och du, missa inga artiklar i Kunskapsbanken, prenumerera på nyhetsbrevet!

 

© Copyright 2024-01-17, innehållet är skyddat enligt lagen om upphovsrätt.  

Best.nr 20115252
802.11ac,14dBi antenn, 802.3at PoE+
1 700 SEK exkl. moms
Best.nr 20116750
802.11ax, wifi6, 3000Mbps dualband, livstids cloud
1 530 SEK exkl. moms
Best.nr 20116749
802.11ac, wifi5, 1200Mbps dualband, livstids cloud
1 700 SEK exkl. moms
 
Effektiva antenner med hög känslighet krävs för att nå maximala prestanda och räckvidd. Våra antenner är gjorda för professionellt bruk både inom- och utomhus och tål väder och vind under många år.
2 690 SEK exkl. moms
Finns i flera varianter
Best.nr 20109666
ANTENN 11 dB 3G/4G/5G/GSM INNE/UTE
781 SEK exkl. moms
Best.nr 20111242
5xRJ45, wifi6, Mesh, 2,4/5GHz
1 300 SEK exkl. moms
Best.nr 20116750
802.11ax, wifi6, 3000Mbps dualband, livstids cloud
1 530 SEK exkl. moms
Best.nr 20116456
802.11ax Dual band , 4x1Gb Portar,1x Gb SFP
2 910 SEK exkl. moms