วิธีการออกแบบเครือข่ายไร้สายระยะไกลแบบภายนอกและภายในอาคาร

วิธีการติดตั้ง และปรับแต่งอุปกรณ์ Linksys WRT54GL
3rd Party Firmware DD-WRT และ Tomato
ให้รองรับการทำงานที่หลากหลายความต้องการ

วิธีการออกแบบเครือข่ายไร้สายระยะไกลแบบภายนอกและภายในอาคาร

โพสต์โดย sys2u เมื่อ ศุกร์ 03 ต.ค. 2008 5:28 pm

รูปภาพ วิธีการออกแบบเครือข่ายไร้สายระยะไกลแบบภายนอกและภายในอาคาร
บทความสำหรับ: ผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับระบบเครือข่ายในระดับเบื้องต้นถึงปานกลาง (v1.1) รูปภาพ ดาวน์โหลด (1.00 MB)
โดย วิทวัส โฉมประเสริฐ, ศุภสิทธิ์ ศิริพานิชกร


คำถาม
  1. ถ้าต้องการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายระยะไกลแบบติดตั้งเสาอากาศภายนอก (Outdoor Antenna) มีลักษณะและขอบเขตการใช้งานอย่างไร ?
  2. ถ้าต้องการเพิ่มระยะทางสำหรับเครือข่ายไร้สายภายในอาคาร (Indoor Antenna) มีลักษณะการใช้งานและขอบเขตการใช้งานอย่างไร ?

คำตอบ - Outdoor Antenna
สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายระยะไกลแบบติดตั้งเสาอากาศภายนอกอาคาร (Outdoor Antenna) นั้น ค่อนข้างเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน อันเนื่องมาจากค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอุปกรณ์มีราคาถูกลงกว่าในอดีต โดยสามารถดัดแปลงอุปกรณ์ Wireless Access Point หรือ Wireless Router ที่มีอยู่ในบ้านหรือสำนักงาน เพื่อนำไปใช้การเชื่อมต่อระยะไกลดังกล่าว

โดยปกติการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายที่ระยะทางมากกว่า 300 เมตร ขึ้นไป จะนิยมใช้ในรูปแบบของเครือข่ายไร้สาย อันเนื่องมาจากสาเหตุที่สาย UTP ไม่สามารถเชื่อมต่อได้เกินกว่า 100 เมตร, การติดตั้งแบบสายยุ่งยาก ดูแลรักษาลำบาก, ถ้าจะเชื่อมต่อด้วย Optical Fiber ก็มีราคาสูงเกินไป เพราะจะต้องอัพเกรดอุปกรณ์สวิชต์ หรือใช้อุปกรณ์แปลงสัญญาณ (Media Converter) เข้ามาช่วยในการเชื่อมต่อ ดังนั้นบทพระเอกเลยตกอยู่กับการเชื่อมต่อแบบไร้สาย เพราะราคาพอสมเหตุสมผล, ติดตั้งง่าย รวดเร็ว และสามารถกระจายจุดการเชื่อมต่อไร้สายได้มากกว่า และรวดเร็วกว่าแบบสาย


รูปภาพ


รุปที่ 1 วิธีการเชื่อมต่อระยะไกลด้วยเสาอากาศภายนอกและอุปกรณ์ต่อพ่วง (Wireless Outdoor Example)


ปัจจัยในการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายระยะไกล

  1. อุปกรณ์ Wireless Access Point หรือ Wireless Router ที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายไร้สายระยะไกล โดยจะต้องพิจารณาว่าอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถรองรับการทำงานแบบ Wireless Repeater หรือ WDS (Wireless Distribution System) ได้หรือไม่ (ในกรณีที่ต้องการกระจายแบบไร้สาย) หรือ AP Client หรือ Client Bridge (ในกรณีที่ไม่ต้องการกระจายแบบไร้สาย)

  2. กำลังส่ง หรือ Transmission Power ที่อุปกรณ์ Wireless Access Point หรือ Wireless Router สามารถส่งออกมา เพียงพอกับคุณลักษณะ (Specification) ของเสาอากาศภายนอกที่มาเชื่อมต่อหรือไม่ เช่น เสาอากาศภายนอกรุ่น Taction LAXO-AN-PG09, 9 dBi Panel Type สามารถเชื่อมต่อได้ระยะทางสูงสุด 1.8 กม ที่กำลังส่ง 100 mW เป็นต้น

  3. เสาอากาศภายนอก (Outdoor Antenna) ที่เหมาะสมกับการใช้งาน โดยศึกษาจากคุณลักษณะของเสาแต่ละประเภท ทิศทางการกระจายสัญญาณ เช่น เสาแบบรอบทิศทาง (Omni Antenna) จะเหมาะสำหรับกระจายสัญญาณจากส่วนกลาง เพื่อเชื่อมต่อไปยังจุดกระจายสัญญาณปลายทาง ได้หลายจุดพร้อมกัน เป็นต้น

  4. หัวเชื่อมต่อ (Connector) ควรศึกษาจากเอกสารคุณลักษณะของเสาอากาศภายนอก, สายนำสัญญาณแบบสูญเสียต่ำ และอุปกรณ์ Wireless Access Point หรือ Wireless Router ที่ต้องการเชื่อมต่อ เพื่อให้เข้ากันได้ เช่น Outdoor Antenna ที่เป็นแบบ N-Female, สายนำสัญญาณที่ปลายข้างที่เชื่อมต่อกับเสาอากาศควรเป็นแบบ N-Male และอีกปลายสายนำสัญญาณควรจะเป็นหัวเชื่อมต่อที่เข้ากันกับอุปกรณ์ Wireless Access Point เช่น ถ้าเป็น Linksys WRT54GL จะเป็นแบบ RP-TNC Female ดังนั้น ปลายสายอีกข้างของสายนำสัญญาณก็ควรจะเป็น RP-TNC Male เป็นต้น

  5. สายนำสัญญาณแบบสูญเสียต่ำ (Low-Loss Cable) โดยควรจะเลือกใช้ความยาวของสายนำสัญญาณให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น สายนำสัญญาณ Tactio LAXO-CB-NM2NM-1M แบบ HDF-200 ความยาว 1 เมตร จะมีอัตราลดทอนของสัญญาณประมาณ 0.8 dB/เมตร เป็นต้น ดังนั้นถ้าเรานำสายสัญญาณชุดนี้มาเชื่อมต่อกับเสาอากาศภายนอก จะทำให้กำลังส่งถูกลดทอนลงไปในอัตรา 0.8 dB/เมตร ก่อนที่จะส่งผ่านไปยังเสาอากาศเพื่อขยายสัญญาณ ซึ่งจะมีผลโดยตรงกับระยะทางในการเชื่อมต่อที่ได้

    * ในการคำนวณอัตราการสูญเสียของสายนำสัญญาณดังกล่าว เป็นการคำนวณเบื้องต้นอย่างง่ายจากการใช้งานจริง ไม่ได้คำนวณอยู่บนหลักทฤษฎีในการออกแบบเสาอากาศตามหลักวิศวกรรมโทรคมนาคม ซึ่งมีปัจจัยที่จะต้องนำมาพิจารณามากกว่านี้

  6. บริเวณที่เชื่อมต่อสัญญาณแบบไร้สายระยะไกล ในการเชื่อมต่อแบบไร้สายระยะไกล จะเป็นการเชื่อมต่อแบบระดับสายตามองเห็น (Line-Of-Sight) นั่นคือ ในระหว่างเส้นทางที่เชื่อมต่อแบบไร้สายนั้น ควรจะต้องไม่มีสิ่งกีดขวาง เปรียบได้กับสายตาที่สามารถมองเห็นจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่ง อย่างไรก็ดีในการเชื่อมต่อที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุปสรรคบ้างเล็กน้อย เช่น ต้นไม้ขึ้นแบบหลวมๆ หรือ มีมุมอับบางส่วน การเชื่อมต่อแบบไร้สายภายนอก จะสามารถเชื่อมต่อได้แต่ทว่าประสิทธิภาพจะถูกลดทอนไปตามอุปสรรคที่เกิดขึ้นจริง


เปรียบเทียบการประยุกต์ใช้งานระหว่าง
เสาภายนอกอาคาร (Outdoor Antenna) กับเสาภายในอาคาร (Indoor Antenna)

เสาอากาศแบบภายนอก (Outdoor Antenna) นั้นขอบเขตการใช้งานเน้นการกระจายสัญญาณแบบระยะไกล และเป็นแบบจุดต่อจุด (PTP - Point-To-Point) หรือจุดต่อหลายจุด (PTM - Point-To-Multipoint) โดยจุดหรือ Point ดังกล่าวเป็นการเชื่อมต่อระหว่างเสาอากาศภายนอก กับ เสาอากาศภายนอก เข้าด้วยกัน ไม่ใช่เป็นการกระจายสัญญาณจากเสาอากาศภายนอก ไปยังเครื่องรับคอมพิวเตอร์ หรือโน๊ตบุ๊คโดยตรง อย่างที่หลายคนเข้าใจ เพราะเสาอากาศภายนอกไม่สามารถกระจายสัญญาณที่แรงและเข้มข้นเพียงพอที่จะแทรกทะลุผ่านผนังคอนกรีต หรือผนังบ้านที่อยู่อาศัย เพื่อให้บริการกับเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในบ้านได้

ถึงแม้ว่าสัญญาณจะสามารถส่งผ่านเข้าไปในตัวอาคารได้เพียงเล็กน้อย แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะใช้งานในระดับที่ดีได้ โดยรูปแบบของการใช้งานระบบเครือข่ายไร้สายในระดับที่ดี สัญญาณที่ควรจะได้รับประมาณ 60-70%



เสาอากาศแบบภายใน (Indoor Antenna) สำหรับเสาอากาศแบบภายในนั้น ถูกออกแบบมาให้กระจายสัญญาณไร้สายเพื่อใช้งานภายในอาคาร บ้านที่อยู่อาศัย หรือภายในสำนักงาน โดยเสาอากาศแบบภายใน (Indoor Antenna) สามารถส่งสัญญาณไร้สายที่มีความเข้มข้นเพียงพอที่จะแทรกทะลุผนังคอนกรีต สะท้อนกระจก หรือเหล็ก ที่มีอยู่ในอาคารเพื่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์หรือโน๊ตบุ๊คปลายทางได้ โดยเสาอากาศแบบภายในที่ติดตั้งมากับอุปกรณ์ Wireless Access Point หรือ Wireless Router โดยทั่วไปจะมีอัตราขยายอยู่ที่ 2-5 dBi ซึ่งขึ้นอยู่กับยี่ห้อและรุ่นของสินค้านั้น บางรุ่น 1 เสา, 2 เสา หรือ 3 เสา

โดยเทคโนโลยีของเสาอากาศแบบภายในนั้น อย่างที่ได้กล่าวไป คือการส่งสัญญาณไร้สายแบบเข้มข้นภายในอาคาร ดังนั้นจึงมีเทคโนโลยีที่เข้ามาช่วยพัฒนาให้การส่งภายในอาคารเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เช่น MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) http://en.wikipedia.org/wiki/MIMO เป็นต้น

การเพิ่มอัตราขยายของเสาภายในอาคาร เช่น 7dBi หรือ 10 dBi จะเป็นการเพิ่มความแรงของสัญญาณไร้สายในเชิงความเข้มของสัญญาณ ไม่ได้เพิ่มในเชิงของระยะทางเหมือนกันกับเสาอากาศแบบภายนอกอาคาร



ข้อมูลเบื้องต้นก่อนการติดตั้งเสาอาการแบบภายนอกอาคาร (Outdoor Antenna)
ตัวอย่าง ต้องการส่งสัญญาณระหว่างอาคาร 2 หลัง (A และ B) โดยมีระยะทาง 1 กิโลเมตร

  1. อุปกรณ์ที่นำมาใช้ในการทดสอบ มีดังนี้
    • Wireless Router - Linksys WRT54GLWireless-G Broadband Router (DD-WRT v23 SP2)
      * การอัพเกรดเฟิร์มแวร์ DD-WRT v23 SP2 จะไม่อธิบายในบทความนี้ โดยท่านสามารถดาวน์โหลดวิธีการติดตั้งได้ที่ http://www.sys2u.com
    • Outdoor Antenna - Tactio LAXO-AN-PG09 - 2.4 GHz Outdoor Antenna 9dBi - Panel Type
    • Low-Loss Cable - Tactio LAXO-CB-NM2NM-3M- Low-Loss Cable 3 Meters (N-Male)
    • Connector Adapter - Tactio LAXO-AD-NF2TMR, Adapter N Female to TNC Male RP
    • Surge Protector - Tactio LAXO-SRG, Surge Protector/Lightning Arrester

ขั้นตอนที่ 1 - เตรียมอุปกรณ์ สำหรับชุดส่งสัญญาณ MAIN1 - ชุดรับสัญญาณ SITE2 (อ้างอิงจาก KB011)

  1. เซ็ทอัพอุปกรณ์ Linksys WRT54GL ทั้ง 2 ชุด ให้สามารถเชื่อมต่อกันแบบ WDS พร้อมทั้งทดสอบให้ได้ก่อนการติดตั้งภายนอกอาคาร เพื่อความสะดวก
  2. ถอดเสาอากาศภายในอาคาร (Indoor Antenna 2dBi) เดิมที่ติดมากับอุปกรณ์ออก จะสังเกตุเห็นหัวเชื่อมต่อของอุปกรณ์ Linksys WRT54GL เป็นแบบ RP-TNC Female

    รูปภาพ


  3. เชื่อมต่อหัวแปลง Tactio LAXO-AD-NF2TMR ทางด้าน B หมุนตามเข็มนาฬิกาเข้าไปที่หัวเชื่อมต่อ Linksys WRT54GL ที่ถอดเสาเดิมออก (RP-TNC Female)
    รูปภาพ

  4. จากนั้นหมุนหัวแปลง (Connector Adapter) ให้แน่นสนิท

    รูปภาพ

  5. นำสายนำสัญญาณสูญเสียต่ำ (Low-Loss Cable) Tactio LAXO-CB-NM2NM-3M ด้านหนึ่งด้านใดก็ได้ เชื่อมต่อหัวแปลง Tactio LAXO-AD-NF2TMR ทางด้าน A

    รูปภาพ


  6. จากนั้น นำเสาอากาศภายนอก Tactio LAXO-AN-PG09 ซึ่งด้านหลังของอุปกรณ์จะมีสลักสามารถถอดออกมาได้ ซึ่งจะมีลักษณะคล้ายปีกนก จากนั้นให้นำสลักดังกล่าวไปติดที่ผนังที่เราต้องการจะติดตั้งอุปกรณ์เสาอากาศภายนอกเพื่อส่งสัญญาณไร้สาย เมื่อยึดติดสลักดังกล่าวเรียบร้อยแล้ว ให้นำเสาอากาศ Tactio LAXO-AN-PG09 สวมเข้าไปที่สลักที่ยึดไว้

    รูปภาพ

  7. นำปลายของสายนำสัญญาณอีกด้าน เชื่อมต่อเข้าไปยังเสาอากาศ Tactio LAXO-AN-PG09

    รูปภาพ

    จากนั้น นำอุปกรณ์ Linksys WRT54GL พร้อมชุดเสาอากาศภายนอกทั้ง 2 ชุด ติดตั้ง ณ จุดที่ต้องการกระจายสัญญาณไร้สายระหว่างอาคาร เพียงเท่านี้เป็นอันเสร็จเรียบร้อย ท่านสามารถเชื่อมต่อสำนักงานทั้ว 2 อาคารเข้าด้วยกันแบบไร้สาย เพิ่มความสะดวกสบายในการทำงานมากขึ้นทีเดียวครับ


รายการอุปกรณ์ในการติดตั้ง
  1. Linksys WRT54GLWireless-G Broadband Router (DD-WRT v23 SP2)
  2. Tactio LAXO-AN-PG09 - 2.4 GHz Outdoor Antenna 9dBi - Panel Type
  3. Tactio LAXO-CB-NM2NM-3M- Low-Loss Cable 3 Meters (N-Male)
  4. Tactio LAXO-AD-NF2TMR, Adapter N Female to TNC Male RP
  5. Tactio LAXO-SRG, Surge Protector/Lightning Arrester

จบบทความ
SYS2U.COM 24-Hour Online IT Store - ซิสทูยู ออนไลน์ - http://www.SYS2U.com
1. ซิสทูยู ทีวี - http://www.youtube.com/user/SYS2UTV
2. ซิสทูยู เฟสบุ๊ค - http://www.facebook.com/SYS2UOnline

รูปภาพ
รูปภาพ
ภาพประจำตัวสมาชิก
sys2u
Administrator
 
โพสต์: 4716
ลงทะเบียนเมื่อ: อังคาร 30 ก.ย. 2008 12:35 pm
ที่อยู่: SYS2U.COM Bangkok, Thailand.

ย้อนกลับไปยัง ปรับแต่งอุปกรณ์ Linksys WRT54GL

ผู้ใช้งานขณะนี้

กำลังดูบอร์ดนี้: Google [Bot] และ บุคคลทั่วไป 4 ท่าน