Welcome to Evernet User Manual on To 17.08.2017 [17:33 UTC]

Desibelit

tulosta

Mitä ovat desibelit?

Evernet on langaton, ja langattomassa verkossa siirretään dataa radioaalloilla ja antennien avulla. Pian mökin mummokaan ei voi välttyä törmäämästä käsitteeseen desibeli. Tämä sivu selittää, mikä desibeli on.

Desibelit käytännössä

Yleisin käytännön sovellus tämän sivuston aihepiirissä on antennin vaikutus kuuluvuuteen.
Tässä kuva, joka selventää vaikutusta käytännössä:

Huom! Kilometrit ovat keskimääräisiä matkoja 2100 MHz taajuudella. 900 MHz:lla matkat ovat noin kaksinkertaisia. (Merellä matka jopa kaksinkertaistuu, vaikeassa maastossa jää jopa alle puoleen.)





Mikä on dBi?

Antennista ilmoitetaan tyypillisesti sen vahvistus desibeleinä verrattuna pistemäiseen säteilijään (dBi). Pikku i-kirjain perässä ei varsinaisesti muuta yksikköä. Se vain kertoo vertailukohdan, eli kuinka moninkertainen vahvistus on verrattuna pisteen muotoiseen antenniin.

Mitä sitten käytännössä tarkoittaa, että antennin vahvistus on vaikkapa 12 dBi? Tähän löytyy nyrkkisääntö, jolla pärjää pitkälle: radioaaltojen siirtymisessä kuusi desibeliä vastaa matkan kaksinkertaistumista . Näin siis 12 dBi antenni siis kaksinkertaistaa ja taas kaksinkertaistaa (12=6+6) matkan, eli vahvistamattomaan antenniin verrattuna sama langattoman verkon kuuluvuus saavutetaan nelinkertaisen matkan päästä. Vastaavasti -6dB vastaa matkan puoliintumista.

Huom! Kerroin ei riipu vahvistuksen kokonaismäärästä. 26 dB vastaa kaksinkertaista matkaa 20 dB:iin verrattuna yhtälailla kuin 6 dB verrattuna 3 dB:iin.

Desibeli yleisemmin

Desibeli eli kymmenesosa perusyksiköstä Beli (vrt desilitra) on "määrätön" (dimensionless) yksikkö, kuten vaikkapa prosentti. Yksi desibeli voi siis olla yksi metri tai 500 wattia käyttötilanteesta riippuen. Belin lyhenne on iso B, eli desi-etuliitteellä yksikkö on dB.

Merkitys kiteytettynä

Verrattuna tuttuun prosenttiin:
- prosentti: kuinka suuri suhteellinen osuus jokin määrä on jostakin toisesta määrästä
- desibeli: kuinka moninkertainen (tai monesko-osa) jokin määrä on verrattuna vertailukohtaan

Asteikko

Desibelin asteikko on ns. logaritminen, eli muutos ei tapahdu suoraviivaisesti. Esimerkki: valon tai äänen voimakkuus kahden metrin päässä on vain neljäsosa metrin päässä mitattuun ja kolmen metrin päässä vain kuudestoistaosa. Nimenomaan aalto-opissa desibeliä käytetäänkin paljon, tyypillisesti kuvaamaan vahvistusta tai vaimentumista.

Käyttö

Käytännössä desibeliin törmää juurikin vaikkapa arvioidessa langattoman verkon kuuluvuutta ja signaalin etenemistä antennissa, ilmassa tai kaapelissa. Äänentoistossa desibeli on ylivoimainen yksikkö äänenpaineen tai taajuusvasteen mittauksessa ja ilmaisussa. Antennin vahvistuksen tarpeen arviointi tietyssä kohteessa on helposti käytännössä eteen tuleva tilanne.

Laskutoimitukset desibeleillä

Yhteen- ja vähennyslaskut onnistuvat desibeleillä siis aivan tavallisesti. Otetaan esimerkiksi antennikaapeli: Hyvälaatuinen antennikaapeli vaimentaa 2.1GHz (tavallinen 3G-verkko) n. 0.5 dB per metri. Jos käytämme samaa 12 dBi antennia esimerkkinä, voimme laskea, että 24 metrin kaapeli vaimentaa antennin vahvistuksen nollaan. (24 x 0.5 = 12)

Edelliset esimerkit yhdistettynä voitaisiin laskea, että antennikaapelin pituuden lisäys 12 metrillä puolittaa käyttökelpoisen etäisyyden tukiasemaan.

Tehobudjetin laskenta

Samaan laskuoppiin perustuen desibelien avulla voidaan laskea ns. tehobudjetti langattomalle yhteydelle. Lasketaan yksinkertaisesti yhteen ja vähennetään kaikki vahvistukset ja vaimennukset (lähetysteho (+), antennin vahvistus (+), kaapelin häviö (-), liittimen häviö (-), vaimeneminen ilmassa tai seinän läpäisyssä (-) ja verrataan vastaanottimen herkkyyteen. Jos vaimenemisen ja herkkyyden erotukseksi jää marginaalia vaikkapa 10 dB, voidaan olettaa yhteyden toimivan hyvin. Internetistä löytyy tehobudjetin laskuun myös valmiita laskureita.

Erilaisten antennikaapelien vaimennukset löytyvät siptune.net:in taulukosta

Entä dBm?

Samoin langattomassa verkkotekniikassa yleisesti käytetty yksikkö dBm on myös varsin ymmärrettävä käsite. Tässä kuvataan jälleen kerran kerrointa, mutta nyt vertailukohtana on 1mW sähköteho. Esimerkiksi tukiaseman lähettimen teho voidaan ilmaista milliwatteina, mutta usein myös dBm:inä. Tässäkin kyse on kertoimesta, mutta koska sähkön eteneminen johtimessa on erilaista kuin aaltojen ilmassa, on suhde erilainen. Tässä jo 3dBm vastaa sähkötehon kaksinkertaistumista. (Ilmassa 6 dB => 2 x matka.)

Tärkeää! Vahvistimen dBm ja antennin dBi ovat keskenään yhteenlasku- ja vähennyskelpoisia (esim. tehobudjetin laskennassa).

Alla taulukko desibelien ja milliwattien suhteuttamiseen. Lisäbonuksena suhteutus matkaan ilmassa.

dBmmWkm
011
321.5
642
10103.2
13204.5
17507.1
2010010


Suomessa WLAN-tukiaseman maksimiteho (sähköteho plus antennin vahvistus miinus kaapelihäviö) on 100 mW eli 20 dBm. Tästä syystä esim. jos antennin (kaapeleineen) vahvistus on 14 dBi, on tukiaseman lähetysteho pudotettava 4 milliwattiin! (20+14=34, ja maksimi laillinen teho on 20 dBm. 14+6=20, ja 6 dBm vastaa 4 milliwattia. Helppoa ja hauskaa.

Kysymykset, kommentit ja korjaukset

Lisäkysymykset, kokemukset ja ideat yllä olevista ovat tervetulleita EUM foorumille

Voit myös käyttää Siptune.com:n yhteydenottolomaketta sähköpostipalautteen lähettämiseen.

Kommentit, kysymykset ja uudet kaverit ovat tervetulleita myös Siptunen Facebook-sivuille.






Tämän sivun avustajat: admin ja Laura .
Sivua viimeksi muutettu Tiistai, 17. Elokuuta, 2010 [06:30:09 UTC].


Etsi
:
Kirjautuminen
[ Rekisteröidy | Olen unohtanut salasanani ]
standardi | salattu
Kieli: fi
Pikaviestin