Long Range Wifi

[hanzer]

Ik ben me wat aan het inlezen over long range wifi (als bezigheid). Het gaat me dan vooral om het theoretische (frequentie, band, dbi,...), dus niet zozeer het praktische (welk merk of product).
Op internet kom je best wel wat tegen, maar ik blijf met een aantal vragen zitten.
Voor de duidelijkheid; als ik spreek over Long Range Wifi bedoel ik niet 300 meter, maar afstanden in genre 3 kilometer.

A, B, G of N band.
Blijkbaar kiest men doorgaans voor de B of G band voor LR(long range) wifi. Van N spreekt men niet. Al kan dit ook zijn omdat de artikels die ik las over LR wifi al enkele jaren oud zijn. :-)
De B band zou stabieler zijn, maar minder ver gaan. G iets verder maar minder stabiel, door de kortere golf?

2,4ghz of 5ghz.
De 2,4ghz heeft veel meer gebruik en zal dus storingsgevoeliger zijn. 5ghz is dan weer wat minder gebruikt, maar zou ook minder ver reiken? Klopt dit?

Soort antenne.
Er bestaan bijzonder veel soorten antennes, gaande van omnidirectioneel, grid, yagi,...
Voor een LR wifi gaat het tussen een Yagi en een grid. Grid lijkt voor de overdreven lange afstanden gebruikt te worden. Yagi's voor 2-3 kilometer?
Zelf heb ik bijzonder veel zin om eens te spelen met een yagi antenne van Ebay. Let wel: niet die goedkope die je overal op internet kan vinden. Maar op ebay zit er een duitser die homemade antennes verkoopt.


100mw
Dit is echt bijzonder weinig.
Voor LR geldt blijkbaar hoe meer mw hoe verder je reikt. Er zijn voldoende 1000mw of zelfs 2000mw apparaten te koop. Maar die mag je in België (Of europa) niet gebruiken. Wil dit dan ook onmiddelijk zeggen dat je geen legale LR wifi in België kan opstellen?

Ook straf dat je als particulier/consument dit zelf moet gaan berekenen. Het uitzendvermogen (in mw) is te berekenen met een formule waar je rekening houd met dbm(AP) en dbi(antenne). Zelfs met de formule zullen heel wat mensen dit niet kunnen berekenen. (ook ik heb er last mee trouwens)
"Mw" vermeld men zelfs niet bij routers in de spec list.

Hoe regelen veel steden en gemeenten deze wetgeving voor hun bewakingscamera's? Aan de rand van sommige gemeenten zie je security camera's, verbonden met wifi. Deze kunnen zich toch niet houden aan 100mw?

AP als AP of bridge
Als je een dergelijke verbinding zou opzetten, spreekt men van het instellen van de AP als een bridge (enkel connectie maken op basis van mac met het andere AP). Maar waarom is de rol van AP niet bruikbaar?

Site survey en kanalen
Een site survey is allemaal goed en wel. Je kan het minst gebruikte kanaal en band kiezen. Maar zo goed als elke router staat tegenwoordig op "auto channel". Het gekozen kanaal kan dus wijzigen. Is het dan wel verstandig zelf voor een fixed kanaal te kiezen?

Voor zij die interesse hebben:
http://www.wirelessinfo.be/
http://www.wirelessoostakker.be/
http://www.wirelessantwerpen.be/
http://www.wifinerd.com/wifi-calculators.html

En op tweakers:
Beste long range wifi ontvanger (802.11B/G)
Long Range WiFi
Meest kansrijke Wifi oplossing in Brazillië

[Keypunchie]

Leuke topicstart, hier vraag ik me ook best vaak dingen over af.

A, B, G of N band.
Blijkbaar kiest men doorgaans voor de B of G band voor LR(long range) wifi. Van N spreekt men niet. Al kan dit ook zijn omdat de artikels die ik las over LR wifi al enkele jaren oud zijn. :-)
De B band zou stabieler zijn, maar minder ver gaan. G iets verder maar minder stabiel, door de kortere golf?

Volgens mij zijn er maar 2 banden. 2.4 Ghz en 5 Ghz. b/g zit altijd op 2.4Ghz, a altijd op 5 Ghz, N kan op beide.

Toch heeft N voor reguliere toepassingen verder bereik dan G. (Of iig. betere claims) Mogelijk omdat de kanalen op N op 5 Ghz iets breder zijn dan bij G, of misschien omdat er gewoon betere error-correctie e.d. in de specificatie zit voor 5 Ghz? Kan me voorstellen dat op het extreme einde van de range dit soort dingen juist voor instabiliteit zorgt.

Hoe het ook zit: Voor de "echte" long-rangers is er een goeie reden om hoe-dan-ook voor 2.4 Ghz te kiezen: omdat simpelweg een lagere frequentie (dat is juist een langere golf!) minder energie verliest over afstand.

Even een heel simpel gedachte-experiment om dat uit te leggen:
Stel je trekt twee golvende lijnen met dezelfde amplitude (hoogte). De eerste golft veel meer dan de tweede. De "lengte" van deze golf (gemeten over de x-as) is het kortste. De frequentie van zijn golven het hoogste.

Zie het maar als twee dronken mannen die door een nauw steegje zwalken en telkens als ze tegen de muur botsen pas weer de andere kant op zwalken. Degene die het meeste tegen de muren botst heeft de hoogste frequentie, en legt de kortste afstand af tussen de keren dat hij het midden van de steeg kruist (kortste golflengte).

Wat je dan ook direct inziet is dat de man die het meest heen en weer zwalkt over de totale lengte van de steeg veel meer meters heeft gemaakt dan de net iets minder zwalkende man. Die is dus ook het meeste energie kwijt.

Datzelfde geldt voor de draadoze signalen. Een signaal van 5 Ghz verliest veel meer energie over dezelfde afstand dan een signaal van 2.4 Ghz. Een signaal van gelijke sterkte (bv. 100 mw) zal dus veel verder geraken als het wordt uitgezonden op een lagere frequentie.

[ Voor 5% gewijzigd door Keypunchie op 06-11-2012 21:14 ]

[DukeBox]

Keypunchie schreef op dinsdag 06 november 2012 @ 21:08:
Volgens mij zijn er maar 2 banden. 2.4 Ghz en 5 Ghz. b/g zit altijd op 2.4Ghz, a altijd op 5 Ghz, N kan op beide.

Vergeet de 60Ghz niet, deze wordt veel gebruikt voor dit soort oplossingen.

[Gravit0n]

Keypunchie schreef op dinsdag 06 november 2012 @ 21:08:
Zie het maar als twee dronken mannen die door een nauw steegje zwalken en telkens als ze tegen de muur botsen pas weer de andere kant op zwalken. Degene die het meeste tegen de muren botst heeft de hoogste frequentie, en legt de kortste afstand af tussen de keren dat hij het midden van de steeg kruist (kortste golflengte).

Wat je dan ook direct inziet is dat de man die het meest heen en weer zwalkt over de totale lengte van de steeg veel meer meters heeft gemaakt dan de net iets minder zwalkende man. Die is dus ook het meeste energie kwijt.

Wat een geniale uitleg.

[hanzer]

Uit de uitleg van keypunchie maakt ik dan dat je voor long ranche best kiest voor het N-protocol, maar op de 2,4GHZ band?

DukeBox schreef op dinsdag 06 november 2012 @ 21:14:
[...]

Vergeet de 60Ghz niet, deze wordt veel gebruikt voor dit soort oplossingen.

60GHZ ken ik niet, dat ga ik dadelijk eens googlen.
Veel gebruikt? Deze techniek staat nog in zijn kinderschoenen. Er zijn amper apparaten die dit gebruiken, dus de term "veel gebruikt" is overroepen hoor.
http://wirelessgigabitalliance.org/

[ Voor 52% gewijzigd door hanzer op 07-11-2012 18:12 ]

[Petervanakelyen]

A, B, G of N band.
Blijkbaar kiest men doorgaans voor de B of G band voor LR(long range) wifi. Van N spreekt men niet. Al kan dit ook zijn omdat de artikels die ik las over LR wifi al enkele jaren oud zijn. :-)
De B band zou stabieler zijn, maar minder ver gaan. G iets verder maar minder stabiel, door de kortere golf?

802.11b en 802.11g werken beiden op 2.4GHz dus er is geen sprake van een "kortere golf". Bij 802.11b is de link rate gelimiteerd tot 11Mbit, wat een stabielere verbinding tot gevolg kan hebben als bij 802.11g de link rate te veel fluctueert. Met elk fatsoenlijk access point kan je de link rate zelf instellen, dus is het eigenlijk niet echt meer van toepassing nu.

2,4ghz of 5ghz.
De 2,4ghz heeft veel meer gebruik en zal dus storingsgevoeliger zijn. 5ghz is dan weer wat minder gebruikt, maar zou ook minder ver reiken? Klopt dit?

Bij 5GHz is de absorptie van het signaal hoger, dus die reikt inderdaad minder ver.

Soort antenne.
Er bestaan bijzonder veel soorten antennes, gaande van omnidirectioneel, grid, yagi,...
Voor een LR wifi gaat het tussen een Yagi en een grid. Grid lijkt voor de overdreven lange afstanden gebruikt te worden. Yagi's voor 2-3 kilometer?
Zelf heb ik bijzonder veel zin om eens te spelen met een yagi antenne van Ebay. Let wel: niet die goedkope die je overal op internet kan vinden. Maar op ebay zit er een duitser die homemade antennes verkoopt.

Ik gebruik graag grid antennes, kan je heel precies uitrichten met een laser pointer.
Yagi's hebben meestal een bredere stralingshoek dan grids.

100mw
Dit is echt bijzonder weinig.
Voor LR geldt blijkbaar hoe meer mw hoe verder je reikt. Er zijn voldoende 1000mw of zelfs 2000mw apparaten te koop. Maar die mag je in België (Of europa) niet gebruiken. Wil dit dan ook onmiddelijk zeggen dat je geen legale LR wifi in België kan opstellen?

Waaruit concludeer jij dat 100mW bijzonder weinig is? Je kan perfect long range links maken zonder een hoog zendvermogen te gebruiken.

Ook straf dat je als particulier/consument dit zelf moet gaan berekenen. Het uitzendvermogen (in mw) is te berekenen met een formule waar je rekening houd met dbm(AP) en dbi(antenne). Zelfs met de formule zullen heel wat mensen dit niet kunnen berekenen. (ook ik heb er last mee trouwens)
"Mw" vermeld men zelfs niet bij routers in de spec list.

De 2.4GHz band is vrij (zonder licentie) te gebruiken, het is redelijk logisch dat er enkele regels van toepassing zijn waardoor je geen storing veroorzaakt met andere gebruikers. Er zijn online talloze tabellen en calculators te vinden om de omzetting tussen mW/dBm te maken. Bij consumentenrouters kan het inderdaad zijn dat je het zendvermogen niet terugvind, maar bij iets professionelere apparatuur (Mikrotik, Ubiquiti, Senao/Engenius, of zelfs een simpele WRT54GL met DD-WRT) staat zendvermogen + antennagain altijd vermeld en kan je dus netjes uitrekenen of je binnen de 100mW EIRP blijft.

Hoe regelen veel steden en gemeenten deze wetgeving voor hun bewakingscamera's? Aan de rand van sommige gemeenten zie je security camera's, verbonden met wifi. Deze kunnen zich toch niet houden aan 100mw?

Die zullen dan ook niet verbonden zijn met een Access Point dat zich 50 kilometer verder bevind.

AP als AP of bridge
Als je een dergelijke verbinding zou opzetten, spreekt men van het instellen van de AP als een bridge (enkel connectie maken op basis van mac met het andere AP). Maar waarom is de rol van AP niet bruikbaar?

Een Access Point zend (standaard) een netwerk uit, waarop clients (de ontvanger in je laptop, een ander Access Point in client/bridge mode) verbinding kunnen maken.

Site survey en kanalen
Een site survey is allemaal goed en wel. Je kan het minst gebruikte kanaal en band kiezen. Maar zo goed als elke router staat tegenwoordig op "auto channel". Het gekozen kanaal kan dus wijzigen. Is het dan wel verstandig zelf voor een fixed kanaal te kiezen?

Ja, dan heb je zelf ten minste geen last van een constant veranderend kanaal.

[DukeBox]

hanzer schreef op woensdag 07 november 2012 @ 18:04:
Er zijn amper apparaten die dit gebruiken, dus de term "veel gebruikt" is overroepen hoor.
http://wirelessgigabitalliance.org/

Wij maken al jaren (5+) gebruik van 60Ghz wireless verbindingen. Deze lopen uiteen van enkele 10 tallen meters tot ruim 7 kilometer. Het bestaat al veel langer. Ik denk dat jij doelt op widi e.d. wat inderdaad nog maar recent is.

[hanzer]

Alvast bedankt voor de reply!
Ervaringsdeskundige?

Petervanakelyen schreef op woensdag 07 november 2012 @ 19:44:
Ik gebruik graag grid antennes, kan je heel precies uitrichten met een laser pointer.
Yagi's hebben meestal een bredere stralingshoek dan grids.

Hoe richt je antennes eigenlijk op lange afstand? 3 kilometer? Over welk soort laserpointer spreek je dan, want de lasertjes die ik in gedachten heb zullen dit niet halen :-)

Petervanakelyen schreef op woensdag 07 november 2012 @ 19:44:
Waaruit concludeer jij dat 100mW bijzonder weinig is? Je kan perfect long range links maken zonder een hoog zendvermogen te gebruiken.

Dit is voor mij één van de belangrijkste vragen in het topic.
Laat ons een klein rekenvoorbeeld nemen.
Ik heb hier een China accesspoint liggen dat volgens de spec 18dbm doet aan 11mbps.
De antenne is standaard, namelijk 2dbi.

Volgens deze calculator kom ik dan op een uitzendvermogen van 19.845 dB.
(18dB van het AP, 2dbi van de antenne en 0.155db verlies op de connector van de antenne, geen verlies op kabels want de antenne staat rechtstreeks op de AP).

Dat wil zeggen dat ik nu reeds aan de wettelijke maximum zit wat betreft uitzendvermogen (20dB = 100 mW).
Daaruit concludeer ik dus dat je met de regel van 100mW echt niet ver zult komen, want het toestelletje dat ik hier heb ik echt basic.

Stel dat ik op dit accesspoint een grid antenne plaats van 18dbi, dan kom ik op een uitzendvermogen van +35dB wat me een resultaat geeft van maar liefst 3162 mw? (klopt dit wel?)

Petervanakelyen schreef op woensdag 07 november 2012 @ 19:44:
Die zullen dan ook niet verbonden zijn met een Access Point dat zich 50 kilometer verder bevind.

Hier in België staat onze gemeente gekend voor het gebruik van camera's op invalswegen naar de stad. Sommige van die camera's staan via wifi in verbinding met het centrum van de stad. Die bij mij in de buurt staan dus op +- 5km van het centrum via wifi.

[hanzer]

Niemand een aanvulling op mijn berekening?

[FatalError]

Die 2dB antenne straalt 360 graden rondom zijn signaal uit. Als je een lange afstand wil overbruggen zal je een antenne gebruiken die het signaal gericht 1 kant op stuurt (een fatsoenlijke richtantenne heeft een stralingshoek van ongeveer 5 graden).
Daardoor reik je met een andere antenne veel verder.

Deze richtantennes hebben over het algemeen een veel grotere 'versterking', 10 dB of meer. Dat hoeft met regelgeving helemaal geen probleem te zijn. Je kan in ieder fatsoenlijk accesspoint het vermogen in stapjes terugschroeven tot 0 dB, of zelfs lager.

[analog_]

Ik heb zelf een Ubiquiti bullet 2HP die maximaal 600mW uitstraalt, maar daarnaast ook een stuk gevoeliger is dan de meeste toestellen (ik dacht 1mbit op -94dBi). Vele vendors hebben hun eigen layer 1/2 protocol ontworpen naast wifi welke vaak beter werkt voor point to point links. Ubiquiti en mikrotik hebben beide zoiets. De persoon achter wireless-antwerpen heeft met mikrotik hardware een netwerk dat reikt van amsterdam tot diep in wallonie, van de belgische kust tot Hasselt.

Er is overigens ook een 3.7GHz band waarvoor je licenties nodig hebt welke tot 5 of 10W dacht ik mochten gaan.

[ Voor 10% gewijzigd door analog_ op 11-11-2012 22:39 ]

[Petervanakelyen]

hanzer schreef op donderdag 08 november 2012 @ 09:33:
Hoe richt je antennes eigenlijk op lange afstand? 3 kilometer? Over welk soort laserpointer spreek je dan, want de lasertjes die ik in gedachten heb zullen dit niet halen :-)

Ik gebruik een simpel groen laserpointertje van DealExtreme en dat werkt prima over een afstand van een paar kilometer. Je moet wel kunnen scherpstellen.

Volgens deze calculator kom ik dan op een uitzendvermogen van 19.845 dB.
(18dB van het AP, 2dbi van de antenne en 0.155db verlies op de connector van de antenne, geen verlies op kabels want de antenne staat rechtstreeks op de AP).

Dat wil zeggen dat ik nu reeds aan de wettelijke maximum zit wat betreft uitzendvermogen (20dB = 100 mW).

18dBm - 0.155dB + 2dBi = 19.845 (96mW).

Daaruit concludeer ik dus dat je met de regel van 100mW echt niet ver zult komen, want het toestelletje dat ik hier heb ik echt basic.

Je moet je realiseren dat de meeste thuisnetwerkjes niet vergelijkbaar zijn met de netwerken die wordt gebruikt op campings en in long-range wireless links.

Eén van de voornaamste aspecten van long-range WiFi is line-of-sight, een zichtverbinding tussen client(s) en Access Point. Er wordt ook geen gebruik gemaakt van rubber duck antennes, maar van fatsoenlijke omni's (of richtantennes) met een veel kleinere verticale openingshoek.

Stel dat ik op dit accesspoint een grid antenne plaats van 18dbi, dan kom ik op een uitzendvermogen van +35dB wat me een resultaat geeft van maar liefst 3162 mw? (klopt dit wel?)

Je hebt voor de eenvoud kabel- en connectorverlies niet meegerekend, maar er vanuit gaande dat die nul zijn klopt die berekening inderdaad. Om binnen de 100mW EIRP grens te blijven moet je dus je in je Access Point een max. vermogen van 14dBm instellen.

[hanzer]

Bedankt!
Ik heb net de accesspoints op het werk even bekeken, dit zijn Lancom's (l54g en l321agn). Daar kan je inderdaad het vermogen min of meer aanpassen door de antenna gain in te vullen. De ap past dan zelf zijn ap vermogen aan volgens het land dat je invulde bij general settings.

is het dan ook mogelijk, met een directionele antenne en goede line of sight (dus ook de fresnel), met een directionele antenne van bv 6dbi en een AP van 18dbm een afstand van bv 2 kilometer te overbruggen? Een hele vage vraag, ik weet het. Maar ik wil duidelijk maken of het mogelijk is om met 'lage cijfers' toch een lange afstand link te maken.