Radioskolan del 1: Så funkar trådlöst

Men det är inte bara mikrovågsugnar och andras nätverk som stör – din egen accesspunkt kan störa ut sig själv.

Om du har fri sikt mellan sändare och mottagare färdas signalen den kortaste vägen mellan dem. Den här direkta signalen kallas nyttosignal.

Tänkt dig nu att parallellt med den kortaste vägen en bit bort finns en metallyta av något slag. Det kan vara ett skåp, en dörr, en armatur eller element. Eftersom sändaren sänder ut en rundstrålande signal som skickas ut i alla riktningar kommer även en del av signalen studsa på metallytan som fungerar som en spegel för ditt wlan. Den reflekterade signalen kommer att färdas lite längre än nyttosignalen, som ju når mottagaren direkt. Vi vet att våglängden för ett 2,4 gigahertz wlan är 12,5 centimeter. Har den reflekterade vågen 6,25 cm längre avstånd att färdas till mottagaren kommer de två vågorna läggas ihop vid mottagaren, och eftersom de är 180 grader fasförskjutna från varandra blir summan en svagare signal som i värsta fall, beroende på hur stor dämpning den reflekterade signalen har utsatts för, helt kan släcka ut nyttosignalen som gick direkt mottagaren.

Den reflekterade vågen interfererar med nyttosignalen i något som brukar kallas destruktiv interferens. Den här effekten kallas fädning och utgör ett stort problem för all radiokommunikation i bebyggelse som har många reflekterande ytor.

Men nu för tiden finns teknik som kan dra nytta av reflekterade signaler. Genom att använda fler antenner på sändare och mottagare kan man komma runt mycket av det här problemet – det är bland annat vad mimo-tekniken handlar om.

När samma signal som skickas ut från sändaren når mottagaren via två olika långa vägar kan reflektioner störa ut den egna signalen. Den reflekterade signalen, som färdats lite längre, och nyttosignalen kommer ur fas från varandra. I värsta fall är de två signalerna 180 grader fasförskjutna, då motarbetar signalerna varandra, trots att de kommer från samma accesspunkt.

En signal dämpas allt eftersom den färdas i rummet från sändaren till mottagaren, även om det inte finns några som helst hinder i vägen. För en punktformad sändare skickas radiovågorna ut i alla riktningar. De tunnas ut ju längre de når från sändaren, och dämpas i den fria rymden.

Det här fenomenet beskrivs som fspl, free space path loss, eller ”förlust i den fria rymden”. Matematiskt skrivs det med formeln FSPL = (4πdf/v)2 där d motsvarar anståndet från sändaren, f är signalens frekvens och v är hastigheten. Här ser vi tydligt att förlusten ökar med kvadraten på avståndet, men vi ser även att en signal med högre frekvens kommer att dämpas fortare än en med lägre frekvens. Det är därför wlan vid 2,4 gigahertz kan ha längre räckvidd än wlan vid 5 gigahertz.

Tittar vi i stället på effekten från den punktformade sändaren finns en formel som beskriver hur effekten minskar ju längre vi är från sändaren. Skickar sändaren ut en viss effekt Pt sprids den ut som en sfär som växer och växer. Ju större avståndet är desto större blir sfären, och effekten per ytenhet minskar med avståndet enligt formeln S = Pt/(4πd2), där S är den totala effekten per ytenhet vid avståndet d.

Visst kan vi skruva upp effekten på sändaren för att nå längre, men de flesta wlan-produkter skickar redan sina signaler med så stark effekt som standarden tillåter. Skruvar man upp effekten kommer man att störa ut sina grannars nätverk.

Är avståndet tillräckligt långt kommer mottagaren inte längre att kunna urskilja de nyttiga signalerna – de kommer att försvinna bland grannarnas trådlösa nätverk eller gömma sig i det brusgolv som finns i hela universum.

Den energi som sändaren skickar ut från en punkt i rymden, till exempel en accesspunkt, sprids som ringarna på vattnet. Ju längre ifrån sändaren desto mer tunnas effekten per ytenhet ut. Man kan likna det med en ballong som blåses upp, den blir bara större och större ju mer luft du blåser i, men gummit blir också tunnare och tunnare.