У роутера есть диапазон приема?

Question

Поэтому мой папа купил маршрутизатор TP-Link (модель № TL-WA7510N), который, по-видимому, имеет дальность передачи 1 км; и он считает, что он также имеет дальность приема 1 км.

Поэтому он спорит со мной, что маршрутизатор (который является приемопередатчиком) может связываться с любым устройством на расстоянии 1 км, независимо от того, имеет ли это устройство дальность передачи 1 км.

Чтобы выразить это графически:

+----+                       1km                        +----+
|    |------------------------------------------------->|    |
| TR |                                                  | TR |
|    |                                             <----|    |
+----+                                              100m+----+

Итак, вот проблема:

1. Два устройства находятся на расстоянии 1 км друг от друга.
2. Первое устройство имеет дальность передачи 1 км.
3. Второе устройство имеет дальность передачи всего 100 метров.

По словам моего отца, эти два устройства могут общаться друг с другом. Он говорит, что первое устройство имеет диапазон передачи и приема 1 км, что означает, что оно может отправлять данные на устройства на расстоянии 1 км и получать данные с устройств на расстоянии 1 км.

Для меня это не имеет смысла. Если второе устройство может отправлять данные только на устройства, удаленные на 100 м, то как первое устройство может перехватить передачу?

Далее он утверждает, что для двунаправленной связи и отправитель, и получатель должны иметь перекрывающиеся области передачи:

По его словам, если два устройства имеют перекрывающуюся область передачи, они могут обмениваться данными. Здесь ни одно из устройств не обладает достаточной мощностью передачи, чтобы достичь другого. Однако у них достаточно мощности для захвата передачи.

Очевидно, это не имеет никакого смысла для меня. Как может устройство воспринимать передачу, которая еще даже не достигла его, и выйти, захватить ее и вернуть обратно. Для меня трансивер имеет только мощность передачи. Он имеет нулевую мощность приема.

Следовательно, для того чтобы два устройства могли обмениваться данными в двух направлениях, диаграмма должна выглядеть следующим образом:

Следовательно, с моей точки зрения, оба устройства должны иметь дальность передачи, достаточную для достижения другого, чтобы была возможна двусторонняя связь; но независимо от того, сколько я пытаюсь объяснить моему отцу, он категорически не согласен.

Итак, чтобы раз и навсегда положить конец этой дискуссии, кто прав? Есть ли такая вещь, как диапазон приема? Может ли устройство получить передачу, которая в противном случае никогда бы не достигла его? Я хотел бы канонического ответа на это.

Answer 1

Во-первых, нет такой вещи, как простой "диапазон передачи". Это действительно зависит от многих факторов.

В конце концов, то, что вы можете установить двустороннюю связь, определяет, может ли каждый конец получать четко различимый сигнал от другого. Это часто выражается как «отношение сигнал / шум» - сколько из того, что он получает, является значимым сигналом, а не случайным или неузнаваемым шумом? Без помех резкое снижение не происходит - сигнал постепенно становится слабее, пока отношение не станет слишком низким. Это важно позже.

Это отношение сигнал / шум (ОСШ) зависит от многих вещей. В этом случае беспроводной связи на большие расстояния вы можете иметь атмосферные эффекты (дождь? молния?), преломление и отражение от зданий (особенно небоскребов, особенно металлических) и просто расстояние.

Обычно вы не можете изменить среду, вы не можете сносить небоскребы, а ваше устройство должно работать в городах. Таким образом, вы остались с изменения передатчика и приемника.

Теперь одним из способов повысить SNR является увеличение мощности передатчика или направленности (вместо того, чтобы передавать большую часть мощности в космос, отправьте большую часть ее в направлении приемника). Это, вероятно, наиболее близко к "дальности передачи", которую вы упоминаете, и, возможно, они измеряют свой "диапазон" по тому, как далеко их сигнал обнаруживается (может быть, только в оптимальных условиях?). Это изменение на стороне передачи.

На стороне получателя вы также можете сделать улучшения. Некоторые приемники лучше других выбирают сигнал, когда много шума. Некоторые из них лучше дают вам более высокую полезную пропускную способность при высоком SNR. Некоторые просто ужасны во всем. Однако мощность и направленность передачи имеют тенденцию оказывать гораздо большее влияние, чем любые изменения на стороне приемника.

Таким образом, чтобы подвести итог, да разные приемники могут забрать один и тот же передатчик (и среды) на разных максимальных расстояниях. Тем не менее, невозможно выразить эту разницу как простой "диапазон", а также невозможно полностью игнорировать другой конец - передатчик на другом конце должен обеспечивать достаточную мощность. Вы не "ловите сигнал" на дальнем расстоянии, вы только лучше отфильтровываете тот небольшой сигнал, который вы можете получить от шума.

---

Для простой аналогии рассмотрим звук. Если кто-то кричит на вас через оживленную улицу, будет довольно много шума. У вас могут быть два разных человека, которые слушают его, и один из них может быть лучше при выборе речи из шума. Возможно, один из них слышит лучше - это не обязательно означает, что они могут слышать издалека, может быть, тот, кто хуже слышит, просто слышит все звуки, смешанные вместе. Может быть, они могут сказать, что кто-то что-то кричит (они могут уловить сигнал), но они не могут понять, что они кричат (слишком много шума для декодирования).

И если крикун решит вместо этого шептать, то ни один из них не услышит их. Если крикун использует мегафон, они, скорее всего, будут слышны и понятны.

Answer 2

Если бы мы были во времена Титаника, когда на этих частотах ничего не существовало, то применяются основные законы. Но даже тогда смотрели на многие факторы.

Каждое радио передается через очень дешевый диплексер в большинстве случаев, чтобы использовать одну антенну. Одно это сокращает большую часть диапазона. Но вместо этого мы откажемся от всего этого и попадем в идеальную ситуацию в мире или в условиях экранированного металлического ящика.

Если отбросить изменения в конструкции приемника и предположить, что все приемники одинаковы во всех аспектах и одинаковы для передатчиков, то это довольно просто. Тогда ваши графики основаны на единицах 1 км, и вы получите только те диапазоны 1 км, а третий 100-метровый блок может общаться с любым из двух других блоков на расстоянии 100 м.

Теперь давайте посмотрим правде в глаза. Во-первых, вам нужно перекрытие как минимум на 25%, потому что сигналы поступают на цифровую многочастотную полосу со скачкообразной перестройкой. То есть, чтобы получить идеальный прием, вам нужно около 50% перехлестывания. Далее, учитывая, что в любой период времени может возникнуть коллизия пакетов, вы можете ожидать потерю данных неизвестного количества. Затем, учитывая это, 100-метровый блок также теряется из-за этого фактора, поскольку он не может конкурировать столько же за потерянные пакеты данных и, следовательно, эффективно теряет еще больше.

Теперь перенесемся в 2014 году и удалим металлическую коробку и свободные условия Titanic RF. Бросьте нас в радиочастотные джунгли, такие как район в центре города Лос-Анджелеса или Нью-Йорка, где каждый цифровой канал полностью заполнен и присутствуют различные здания и другие помехи. Что ж, в этом обычном сценарии идеальный мир исчезает. Вам бы повезло заставить его работать на расстоянии 1 м для любого подразделения.

Так что, конечно, в действительности не существует такого понятия, как 1-километровый или 100-метровый диапазон. И вы не можете изменять погоду, перемещать здания или даже учитывать любые движущиеся объекты, то есть людей, автомобили, самолеты и поезда. Таким образом, производители на самом деле просто отбрасывают фигуру мира Титаник, чтобы вы чувствовали себя хорошо и убеждали вас иметь ее.

Все сводится к этому. Если вы счастливы, и у вас достаточно дальности без мертвых зон, тогда все эти факты и цифры попадают прямо в суету.

Вернемся немного назад к другому подобному опыту, который у меня когда-то был. Еще в конце 1980-х годов я использовал коммутируемые модемы на скоростях до 19kbps. Однажды у меня возникли проблемы с моей телефонной линией. Телефонный товарищ решил проблему, которая была связана с водой. Во всяком случае, он спросил меня, для чего я использовал линию, и я сказал данные. Он заявил, что я никогда не смогу превысить скорость 1200 бод. Мой ответ был в порядке, но не говорите моему модему об этом, и я показал ему, что он действительно работает со скоростью 16 кбит / с или выше. Это взорвало его разум.

Answer 3

Рассмотрим эту аналогию: если он не понимает, что ему не под силу.

У тебя есть мегафон, а у него нет.
Вы оба выходите на улицу в километре друг от друга.
Когда ты что-то кричишь на него через мегафон, он, вероятно, почти слышит тебя.
Понятно или нет, это другой вопрос (фоновый шум, искажения и т.д.)
Когда он выкрикивает ответ, вы услышите его?
Скорее всего, не.
Вы можете почти услышать какой-то звук, если ветер идет от того места, где он стоит, но это было бы просто. Не подходит для двусторонней связи.

Точно так же работает для радиосигналов. Ваша логика с картинками на месте.
(И это в идеальной теоретической постановке без мешающих вещей, таких как здания и электромагнитный шум).
Смотрите другие ответы об этом тоже.