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標題: 在集裝箱碼頭使用高功率AP及高增益天線的缺點 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2012-5-27 22:30 標題: 在集裝箱碼頭使用高功率AP及高增益天線的缺點

集裝箱碼頭能夠安裝 AP 的位置不多, 燈柱、橙塔的位置多基於照明及方便 RTG 的運作去考慮，一些歷史悠久的集裝箱碼頭更不是每個燈柱、橙塔都有光纖直達，因此無線網設計都傾向採用高功率AP及高增益天線去提高 WiFi覆蓋範圍, 所謂高功率，是指高於20dBm (100mW) 的發射功率。

高功率 AP 的問題
集裝箱碼頭的無線終端機，其無線卡的標準發射功率都少於 20dBm (100mW) , 手持無線終端機的設計都基於可靠性出發，而採用沒有增益的內置雙天線，因此在採用高功率AP的WiFi 系統，便會造成不對等的訊號收發情況，AP 發出的訊號能到達無線終端機, 但無線終端機發出的訊號便未必能成功到達AP，如果無線終端機來不及漫遊到另一個有更強覆蓋的AP，便會造成脫網現象。

高增益天線的問題
手持無線終端機都是採用沒有增益的內置雙天線，從手持無線終端機發出而到達AP的訊號，比起由AP發出而到達無線終端機少，本來，到達AP的較弱訊號會被AP 端的高增益天線放大，可以回復對等的訊號收發情況，在一個沒有噪聲的理想操作環境，對等訊號收發情況才能真正出現，但只要噪音存在，高增益天線便會把噪音放大，造成不對等情況，況且，通常在高空的AP 能檢測到的噪音比地面的手持無線終端機大，舉個例子:

假設無線終端機MX3與AP同時發射 -50dBm 訊號，無線終端機的天線增益為 0dBi，而AP 端的天線增益為12dBi ，而空氣衰減 Path Loss 為 20dB，那麼兩端的接收SNR 計算如下:

因此，AP的信噪比 (SNR Signal Noise Ratio) 會比手持無線終端機的信噪比少，當手機仍接收到相當強的SNR，其發出的訊號己不能成功到達AP端了，在AP的信噪比低於大約10dB 的情況下，如果無線終端機來不及漫遊到另一個有更強覆蓋的AP，便會造成傳輸失敗，其解決方法是把無線終端機設定為: 當仍收到較強的訊號 (roaming threshold signal) 便開始漫遊到另一個訊號更強的AP, roaming threshold signal 視乎噪音有多大而決定，通常都在-60dbm 到 -75dbm 之間。

WiFi 噪音極大的環境下出現的問題

香港的集裝箱碼頭中的Wifi 無線網肯定是全世界最差的，原因是這些集裝箱碼頭都位於市區，周邊鋪滿倉庫及高密度住宅，加上操作人員也會把手機變身為隨身AP作私人用途，在集裝箱碼頭中檢測到的 AP 隨便都上百個，而不同集裝箱碼頭都是肩並肩，背靠背排在一起，不同碼頭的AP 訊號會無可避免射入鄰近碼頭的場區，因此的香港的集裝箱碼頭中的WiFi 噪音已由 2000年的 -97dBm 狂升至近年的 -80dBm 或更高。在這樣一個高噪音的操作環境如採用高功率AP及高增益天線便產生一個經常通訊窒礙難行的情況，如果在手持無線終端機不斷Ping 伺服器，你會發現隔數分鐘便會出現5到10秒丟Ping 包的情況，那麼為什麼會出現這樣的情況......請看下文

手持無線終端機基本都是採用802.11g 操作模式，速度可以是由最高的 54Mbps 去到最低的 1Mbps, 當手持無線終端機中的無線卡看到從AP發出來的強訊號如 -60dBm，便會先從 54Mbps 的傳送速度嘗試收發，如失敗便會拾級而下，直至找到一個理想的傳送速度，便會保持在那個速度運作，但如果無線卡過了一段時間發現訊號仍是那麼強，便會又嘗試採用高傳送速度收發。

在高Wifi 噪音的環境下，例如AP端收到 -80dBm噪音，如一部手持無線終端機從加了高增益天線的高功率AP接收到強訊號，例如 -60dBm 的訊號，便會誤以為訊號好而嘗試以 54Mbps 的傳送速度收發數據，但由於不對等情況，能到達AP端的訊號只有 -65dBm , 在-80dBm 的Wifi 噪音下，SNR 只有15dB，根本只支持11Mbps 的傳送速度，手持無線終端機的無線卡從54Mbps 的傳送速度一步一步向下調到11Mbps便會花了數秒時間，可惜在11Mbps正常維持了一段短時間，無線卡又會重新檢查訊號去找出最好的連線速度，此時，無線卡收到-60dBm 的接收訊號又重新嘗試以 54Mbps 的傳送速度收發數據，周而復始，萬劫不復，便會出現正常運作隔數分鐘便會出現通訊窒步5到10秒的情況。有沒有解決方案? 當然有，就是放棄大覆蓋設計，走到小蜂窩設計，但集裝箱碼頭哪裡有那麼多安裝點，看來流動 Mesh 是唯一解決方案。

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