Wifi antennes en hun werking uiteenzetting
Aan welke eisen moet een wifi antenne vervolgens voldoen?
Wifi antennes werken zoals iedere antenne op dezelfde manier. Een antenne wordt speciaal ontworpen en dit naargelang de frequentie die de antenne moet gaan zenden/ontvangen. Zo ook is de wifi antenne ontworpen om op de 2.4 GHz. of op de 5 GHz te gaan uitzenden. Dus onthoudt dat iedere antenne is ontworpen naar de normen van de frequentie waar ze moet in functioneren. Hierdoor verschilt de lengte en de opbouw van iedere antenne. Ook de wifi antennes ontsnappen niet aan deze normen. Gebruik daarom een wifi antenne uitsluitend voor dit doeleind. Indien je antennes gebruikt die ontworpen zijn om op een andere frequentie uit te zenden kan je wifi radio beschadigd raken. Dit heeft te maken met de SWR wat staat voor Standing Wave Ratio. Dit is iets wat je zeker moet onthouden.
Wat moet je weten over de antenne winst
Er bestaan antennes met verschillende antenne winsten. Dit wil zeggen dat indien je een vermogen op deze antenne steekt deze het signaal gaat versterken. Maar ook de ontvangst zal beter worden. Vanzelfsprekend hebben ook wifi-antennes verschillende antenne winsten. De antenne winst wordt uitgedrukt in dBi. Hoe hoger de dBi waarde, hoe sterker de ontvangst van de antenne. Echter ik spreek hier opzettelijk over de ontvangst van de wifi antenne. Dit omdat er een wettelijke beperking is opgelegd wat het uitzenden betreft. Dit is wat je zeker moet weten. Je mag niet elke antenne wifi aansluiten op een accespoint. Meer weten over de wettelijke bepalingen? Lees dit hier.
Wat is de functie van een antenne?
Wifi antennes zoals ook al de andere antennes zetten elektrische signalen om in radiogolven. Maar anderzijds ook het omgekeerde, zet radiogolven om in elektrische signalen. Deze radiogolven zijn elektromagnetische stralen die zich vervolgens in de lucht kunnen verplaatsen met een respectievelijke snelheid van het licht. Namelijk 300.000 km/Sec. Dus de radiogolven bewegen zich even snel voort als het licht. Doch atmosferische storingen en andere factoren kunnen deze snelheid gaan beïnvloeden. Wat zoal de obstakels en vijanden zijn van wifi radiostralen kan je hier lezen.
De golflengte bepaalt de grote van een antenne
De golflengte van de radiogolven bepalen de grootte van de antenne. Doch indien de antenne te groot zou worden, delen de antenne bouwers de antennes in twee of zelfs in vier. Vandaar dat men ingekorte antennes een halve golf antenne of een kwart golf noemen. Dit verklaard dat er wifi antennes zijn die één meter hoog zijn en andere wifi antennes een tiental cm.
Wat is de resonantie frequentie van een antenne?
Een 2.4 GHz. wifi antenne zal het best functioneren en presteren tussen de 2.412 GHz. tot 2.472 GHz. Er zijn zoals je weet 13 kanalen op het wifi accespoint/router beschikbaar. Dit naargelang de wettelijke normen van het land. Kanaal 6 is de middelste frequentie 2.437 GHz. En op deze frequentie presteert de antenne het meest.
Deze frequentie waarop de antenne het best presteert wordt "de resonantiefrequentie" van de antenne genaamd.
Wat gebeurd er met de zender als je een antenne aansluit bedoeld voor een andere frequentie
Een antenne bedoeld voor een andere frequentie zal er dus voor zorgen dat het door de zender uitgezonden signaal inwendig zal terugkaatsen naar de zender toe.
Dit zal de eindtransistor gaan verhitten waardoor deze onherroepelijk gaat doorbranden. Dit komt door een te hoge staande golf verhouding of SWR, of anders gezegd "Standing Wave Ratio". Hou steeds in gedachten dat je de frequentie range van elke antenne dusdanig moet respecteren. Anders ga je de wifi radio of andere zendinfrastructuur laten doorbranden. In veel gevallen en zeker bij wifi radio's is dit een niet te herstellen probleem.
Hoe gebeurd de omzetting van radiogolven naar een pakket transmissie.
De radiogolven van het wifi accespoint wordt uitgezonden door elektrische stroom doorheen de wifi antenne te jagen. De elektrische stroom zal gaan vibreren waardoor elektromagnetische radiogolven ontstaan. Deze elektromagnetische radiogolven zullen in één rechte lijn door de lucht worden verzonden. Bij de cliënt die de ontvanger is, gebeurt anderzijds het omgekeerde. De vibrerende elektromagnetische radiogolven worden opgevangen op de wifi antenne van de cliënt en worden omgezet in elektrische stroom. Deze stroom wordt omgevormd in een binair signaal die de cliënt kan gaan uitlezen. Een binair signaal is de basis van computertaal en zijn combinaties van enen en nullen. Dit alles gebeurd in half duplex mode wat wil zeggen dat deze toestellen niet tegelijkertijd kunnen zenden en ontvangen. Deze techniek zorgt ervoor dat de snelheden beperkt zijn. Ook al behalen we mooie snelheden.
Wifi antenne en de polarisatie
Elke antenne straalt een elektrisch en een elektromagnetisch veld uit. Dit wil zeggen dat antennes altijd twee componenten uitzenden. Deze velden staan dusdanig loodrecht op elkaar en beiden loodrecht op de voortplantingsrichting. De polarisatierichting van de antenne wordt steeds gekozen volgens het elektrisch component. Dus om de polarisatie te wijzigen moet je de antenne 90 graden draaien. Zie wikipedia voor meer duidelijkheid. Ter illustratie: het elektrisch veld volgt hiermee de richting van de staaf bij een omni directionele antenne (rondstraler). Deze staaf staat rechtop alsmede ook het elektrisch veld. Deze antenne is dan "verticaal" gepolariseerd. Het magnetische component staat daar dan loodrecht op. In het geval van de rechtopstaande omni directionele antenne ligt het magnetisch veld dus horizontaal. Bij de meeste antennes stemt de polarisatie overeen met het vlak waarin de antenne zich bevindt. Laat ons even kijken naar een paar voorbeelden.
Verticaal gepolariseerde antennes
Horizontaal gepolariseerde antennes
Het is zeer goed om weten dat de moderne antennes zowel vertikaal als horizontaal zijn gepolariseerd. Dit komt omdat deze werken met de MIMO of MU MIMO techniek. Indien je toch zinnens bent om de oudere antennes zoals hierboven te gebruiken moet je rekening houden met de polarisatie. Indien je een point to point verbinding realiseert met aan de ene zijde een horizontaal gepolariseerde antenne en aan de andere zijde een verticaal gepolariseerde antenne reken maar dat je een verlies gaat hebben van ongeveer 20 dBi. Deze kennis wilde ik je ook meegeven. Wil je meer weten over een point to point link lees dit hier.
Voorbeelden van wifi antennes
De Yagi antenne (richt antenne)
De yagi antenne zoals hier afgebeeld werkt op de 2.4 GHz. frequentie. Ik wil je hier al zeggen dat ik deze nooit zal aanraden. Dit omdat deze antenne antenne veel storingen opvangt maar ook veroorzaakt. Ook bij het nat worden van deze antenne zoals bij regen en sneeuw wordt deze antenne instabiel doordat de waarden gaan wijzigen. Dit is zeker goed om weten.
Grid antenne (richt antenne)
Deze 5 GHz grid antenne met als afmetingen 100 cm x 60 cm is van zeer goede kwaliteit. Deze behoort tot de richtantennes. Ook al is deze antenne wat voorbij gestreefd blijft deze mijn voorkeur genieten. Je kan deze gebruiken indien je geen grote snelheden moet bereiken. Met deze grid antenne kan je tietallen kilometers overbruggen. De kleine stralingshoek van 8 graden zorgt ervoor dat de antenne niet veel storingen opvangt en ze zal ook geen of weinig storingen veroorzaken.
Omni directionele antenne of rondstraler
De onderste antenne is een paneel antenne op 5GHz. De antenne winst is hiervan 23 dBi. Op deze antenne is een behuizing gemonteerd waardoor je een accespoint of een Mikrotik routerboard kan inbouwen. Ook deze antenne is wat voorbijgestreefd maar indien je geen grote snelheden nodig hebt beneden de 54 Mb is deze nog perfect inzetbaar. Opgelet dit is een richtantenne de rondstraler wordt hieronder besproken.
De daarboven staande omni directionele antenne is een 2.4 GHz rondstraler met een antenne winst van 7 dBi. Deze rondstraler kan je gebruiken als hotspots of camping infrastructuur. Doch hou rekening dat de antenne rondom storingen ontvangt en uitzend. Hierdoor is deze beperkt in de afstand tussen accespoint en de cliënt.
Parabool antenne (richt antenne)
Deze Ubiquiti parabool antennes behoren tot de modernste technologieën op draadloos vlak. Deze zijn uitgerust met een ingebouwde wifi radio en werken op het principe van een paraboolantenne. Hierdoor is er maar weinig verlies merkbaar tussen de wifi radio en de antenne zelf. De wifi radio's werken met het MIMO-protocol. Hierdoor is een grotere datadoorvoer mogelijk. Deze kunnen uitstekend worden gebruikt bij point to point verbindingen. Heb je interesse in een configuratie van deze antennes bekijk deze hier.
Hieronder zie je nog een paar voorbeelden van soortgelijke antennes.
Voorbeelden van 802.11n MIMO wifi antennes
Bron: Ubiquiti.com
Tegenwoordig zijn er AC accespoints die tot maximaal 8 data stromen kunnen zenden en ontvangen. Hierdoor is het mogelijk om meer bandbreedte beschikbaar te stellen. De bandbreedte varieert vanaf 20/40/60/80/160 MHz en meer. Hierdoor kunnen grotere snelheden worden behaalt maar er is ook een keerzijde. Hoe groter de bandbreedte op het accespoint wordt ingesteld hoe meer storingen het accespoint ontvangt en ja ook veroorzaakt. Ook de afstand verminderd naargelang de bandbreedte. Ik probeer steeds de bandbreedte van 20/40 aan te houden. De snelheid van de 802.11ac wordt verder geoptimaliseerd door de 256-QAM modulatie. QAM staat voor "Kwadratuur-amplitudemodulatie". Dit resulteert dat er 256 verschillende signalen over dezelfde frequentie worden verstuurd door ze allemaal in een iets andere fase te verzenden.
Mikrotik DynaDish 802.11ac 5 GHz wifi antenne
Bron foto: Mikrotik.com
Deze Mikrotik wifi antenne hebben als doel gebruikt te worden bij een point to point verbinding. Deze hebben een dome op de voorkant gemonteerd zitten. Hiermee wordt de wind-load op de antenne verminderd. De middelste foto laat het binnenwerk zien, deze antenne behoort eveneens tot de parabool antennes. De Mikrotik DynaDish 5 wordt geleverd met een RouterOS licentie 3. Dit wil zeggen dat deze niet kunnen fungeren als accespoint. Aansluiten is zeer gemakkelijk. Je plugt gewoonweg de netwerkkabel in de PoE adapter, sluit die verder aan op de antenne en je kan deze in bedrijf stellen. Met deze wifi antennes kan je een snelle en betrouwbare verbinding opbouwen. De DynaDish 5 wordt aangedreven door een nieuwe 720 MHz CPU van Qualcomm. Deze antenne met ingebouwde 5 GHz radio heeft een stralingshoek van 8 graden en hebben een antenne winst van 25 dBi.
Ubiquiti nanobeam5 M
Deze wifi antennes zijn ook familie van de parabool antennes. Dit omdat die ook werken met een brandpunt. Bovendien zijn ze ook geschikt voor point-to-point links.
Bij een zeer moeilijk camping wifi dekking kan je deze eventueel ook inzetten omdat deze antennes een zeer kleine stralingshoek hebben. Deze wifi antennes zijn uitgerust met geïntegreerde wifi radio met MIMO-techniek. Die zenden maximaal 4 datastromen tegelijkertijd uit en kunnen per datastroom een bandbreedte van maximaal 40 MHz. aan. Het 802.11n protocol is vervolgens geoptimaliseerd met de 64-QAM modulatie. Dit resulteert dat er 64 verschillende signalen over dezelfde frequentie worden verstuurd. Omdat de signalen allemaal in een iets andere fase wordt verzonden. Deze wifi antennes maken zowel gebruik van horizontale als van verticale polarisatie. Dit met de bedoeling de data doorvoer te kunnen verhogen.
De Ubiquiti nanostations behoren ook tot de richtantennes
De nanostations van Ubiquiti zijn kwalitatief zeer goed. Ze kunnen ook op de camping of als point-to-point verbinding fungeren. Ze behoren tot de klasse paneel antennes. Deze hebben echter een bredere stralingshoek waardoor je meer signalen ontvangt van andere AP's. Daardoor kunnen deze antennes als kleine sector of als richtantenne fungeren. Aan de ene kant niet mis als je point-to-multi point verbindingen wilt maken. De Nanostation is uitgerust met 2x2 mimo wifi radio's.
Sector antenne
Sector antennes hebben de eigenschap dat deze een brede stralingshoek hebben. Deze kunnen goed worden gebruikt als hotspot of als een internet uplink antenne waar meerdere cliënts moeten mee verbinden. Denk er wel aan dat deze antennes meer storingen opvangen en veroorzaken.
Sector wifi antennes hebben als eigenschap dat ze een zeer brede stralingshoek hebben en daardoor zijn die geschikt om als camping hotspot te gebruiken. Dit zijn nog wat oudere modellen die nog op een externe wifi radiokaart moet worden aangesloten. De stralingshoek kan variëren van 60° tot 180° afhankelijk van het model.
De Ubiquiti AirMAX AM-5G16-120 is een 16 dBi omnidirectionele antenne met 2 aansluitingen. Dit voor het opzetten van een 5 GHz. 802.11n wifi-netwerk. Deze antenne kan gecombineerd worden met de Ubiquiti Rocket M5 of een UAP-outdoor accespoint.
Eigenschappen Ubiquiti airMAX AMO-2G16-120
Bestaande voorbeelden
Dit is een hotspot die ik heb geplaatst met een omni directionele antenne. De uplink bestaat uit een Ubiquiti Nanostation5 en is inmiddels vervangen door een Nanobeam M5 300.
Door middel van deze Ubiquiti schotelantenne is een betere en een stabielere wifi link mogelijk. Dit komt door de kleine stralingshoek van 8 graden waardoor storingen van andere accespoints zoveel mogelijk worden gedempt. Concluderend dat je bijvoorbeeld in een stad woont met veel wifi is dit één van de ideale oplossingen.
Enkele raadgevingen bij aanschaf van een wifi antenne
Bij het aankope van wifi antennes voor point to point links. Koop eerder antennes met een zeer kleine stralingshoek aangezien er teveel storende factoren aanwezig zijn.
Gebruik 5 GHz. antennes in plaats van de 2.4 GHz. frequentie voor ptp links. De 5GHz frequentie is stabieler zodat een betere datadoorvoer bekomen zal worden. Koop wifi antennes met voldoende antenne winst zodat ze betere ontvangst hebben. Indien je een zeer korte afstand verbinding wil realiseren overweeg om een 60 GHz. verbinding op te zetten al hebben deze ook nadelen. Meer weten kan je zeker hier je licht opsteken.
Ten slotte de wetgeving betreft wifi antennes
Opgelet!
Hang niet zomaar een antenne met meer winst aan een accesspoint!
Omdat er een wettelijke beperking moet nageleefd worden omtrent het effectief uitgestraald vermogen.
Je moet de output-power van uw accespoint kunnen verminderen afhankelijk van de antenne winst.
Klik hieronder op het onderwerp wifi-wetgeving.
Blijf op de hoogte van nieuwe video tutorials
