Критерії якості сигналу в мережах WiMax
У статті «Тестування антен Wi-Fi для прийому WiMax» я наводив параметри CINR та RSSI як результати своїх експериментів, лише приблизно уявляючи, що відображають ці величини. Перебувати в невіданні мені було соромно, і я детально розібрався з цього питання. Не сумніваюся, що знайдуться Хабралюді (такі, як shogunkub), для яких даний топік не відкриє нічого нового, але багатьом, я впевнений, так само цікаво буде розібратися, як і мені.
На Хабрі це питання порушувалося в статті «Базова станція WiMAX», але я хотів би висвітлити його трохи повніше.
RSSI (Received Signal Strength Indicator) - дослівно: індикатор сили сигналу, що приймається. Під силою у цій абревіатурі слід розуміти потужність радіосигналу. У стандарті IEEE 802.11 RSSI це індикатор рівня потужності, що приймається антеною, виражений у «папугах» — абстрактних одиницях, які обирають виробник бездротового обладнання. Фізичний сенс несуть одиниці mW (мВт) чи dBm. Інженери Yota подбали, щоб Yota Access перераховувала сигнал, що приймається, в хороші, придатні одиниці dBm, про які я напишу нижче. Чим вище число RSSI, або чим воно менш негативне (якраз випадок Yota), тим сильніший сигнал. Перш ніж перейти до децибелу та його похідних, необхідно розповісти про CINR.
CINR (Carrier to Interference + Noise Ratio) також званийSINR (Signal to Interference + Noise Ratio) – дослівно: ставлення (корисного) сигналу до інтерферуючого та шуму. Усталений український термін – співвідношення сигнал-шум. Вимірюється у dB. Величина 0 dB означає, що сигнал і шум рівні, позитивне число - що сигнал сильніший за шум, негативне - що слабше. Користувачеві, звичайно, краще, щоб сигнал був якомога сильнішим за шум :)
Розглянемовеличину децибел детальніше. Децибел (decibel, dB) - логарифмічна величина, яка відображає відношення фізичної величини (зазвичай потужності або інтенсивності) до заданого рівня референс. Ставлення в децибелах - це десятикратна величина десяткового логарифму відношення двох потужностей: Дворазова різниця в потужностях буде записана в децибелах як
3dB. Десятиразова різниця в потужностях буде записана як 10dB. Ставлення потужності 1000 до 1 в децибелах буде записано як 30dB. Краса децибела в тому, що в ньому зручно виражати дуже великі і дуже маленькі величини, в силу його логарифмічної природи. Часто децибел отримує суфікс, який показує референсну величину, що використовується. Суфікс m в dBm позначає мілліват. Тобто L(dBm) = 10*lg(P/1mW)
Знаючи RSSI і CINR для сигналу WiMax, ми можемо повною мірою оцінити якість сигналу і порадувати користувача картинкою з палицями:
Розшифруємо. CINR 32dB – сигнал, що приймається в 1000 з лишком разів сильніше ніж шум. Багато це чи мало? Навіть якщо сигнал і шум рівні, при хорошій корекції помилок робота можлива. Звичайно, на високу швидкість передачі даних у цьому випадку розраховувати не варто. RSSI -58dBm - сигнал, що приймається практично в мільйон разів слабше 1 мілівата, тобто становить один нановатт (1nW). Мікрохвильова піч, що працює на тій же частоті, смажить на 800W. Величини відрізняються на 12 порядків. Так безпечно WiMax випромінювання :) Це ідеальні параметри (які спостерігаються у мене вдома, на UMPC з контролером Intel 5150 і гарною антеною), швидкість у цьому випадку досягає теоретичного максимуму
Для порівняння, менш радісна картина (контролер працює взагалі без антени, імітується зона нестабільного прийому):
CINR 14dB, RSSI -81dBm – сигнал «всього» в 40 разів сильніший за шум (у 25 разів гірший), потужність сигналу в 1000 разів менша. Швидкість за таких «вопиюще поганих» параметрів близько 1Mbit/sec.
Замість висновку, відповім на наступне запитання: «Повний сигнал 4 палиці, RSSI -60 – -65 dBm. CINR від 0 до 5 dB. Чому швидкість огидна?” Відповідь проста. RSSI та CINR не пов'язані між собою безпосередньо. При нормальному RSSI ми бачимо, що користувач стикається з шумом (перешкодами від глушилки, або ще чогось), який не дає йому користуватися інтернетом.