Ασύρματο δίκτυο στην ταράτσα μόνο με ένα καλώδιο

Featured | Ίσως να μην είναι λίγες οι φορές που χρειάστηκε να δημιουργήσετε ένα ασύρματο δίκτυο εκτός των ορίων της οικίας σας. Εμείς θα σας δείξουμε πώς μπορεί να συμβεί αυτό χρησιμοποιώντας μόνο ένα καλώδιο UP προς το κεραιοσύστημα στην ταράτσα.

Ο όρος «δίκτυο» έχει μπει για τα καλά στην ζωή μας είτε πρόκειται για δικτύωση ηλεκτρονικών υπολογιστών είτε ακόμη και… δορυφορικών δεκτών. Η δημιουργία ενός ασύρματου δικτύου, εκτός των συνόρων της οικίας μας, έχει παρά πολλές εφαρμογές, με κυριότερη αυτήν της πρόσβασης στο διαδίκτυο από ένα σημείο, οπού η ενσύρματη πρόσβαση είναι αδύνατη. Αρκετές φορές πάλι, μας ενδιαφέρει η δημιουργία ενός ασύρματου τοπικού δικτύου για μεταφορά εικόνας (IP camera) ή… δεδομένων (data), χωρίς να μας απασχολεί η πρόσβαση στο διαδίκτυο. Όποια κι αν είναι η εφαρμογή που θέλετε να πραγματοποιήσετε, θα χρειαστεί να τροφοδοτήσετε με τάση την δικτυακή συσκευή ασύρματης μετάδοσης στην ταράτσα (π.χ. Access Point), κάτι που δεν είναι πάντα και το πιο εύκολο. 

Γιατί εγκαθιστούμε το Αccess Ρoint στην ταράτσα?

Οι λόγοι είναι ευνόητοι. Αφορούν τις τεράστιες απώλειες ισχύος που θα είχαμε κατά την εκπομπή, εάν τοποθετούσαμε την συσκευή εκπομπής στο δωμάτιο μας, μιας και αυτό θα συνεπαγόταν πολλά μέτρα ομοαξονικού καλωδίου, προς το κεραιοσύστημα στην ταράτσα. Άλλωστε, μην ξεχνάτε πως οι απώλειες στους 2,4MHz ανά μέτρο καλωδίου εκπομπής RG-58 (ομοαξονικό στα 50Ω), είναι πολύ εύκολα διακριτές και τα αποτελέσματα αυτών είναι άμεσα, δηλαδή μείωση της εμβέλειας εκπομπής. Αντιθέτως, τοποθετώντας το Access Point (ΑΡ) δίπλα στο κεραιοσύστημα, το μήκος καλωδίου που συνδέει πομπό και κεραία μπορεί να μην υπερβαίνει το μισό μέτρο. 

Power over Ethernet: Τροφοδοσία μέσω καλωδίου δικτύου UTP

Το πρόβλημα της απομακρυσμένης τροφοδοσίας του AP έρχεται να λύσει η τεχνολογία Power over Ethernet (PoE). Πρόκειται για την δυνατότητα εισαγωγής τάσης τροφοδοσίας, μέσα από το καλώδιο δικτύου. Η λειτουργία του PoE ορίζεται από το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.3af, το οποίο προσδιορίζει τις απαιτήσεις τροφοδοσίας, καθώς και την αναγνώριση των συσκευών που το υποστηρίζουν.

Το πρότυπο υποστηρίζει δύο διαφορετικές μεθόδους εισαγωγής τάσης τροφοδοσίας μέσω UTP. Η πρώτη μέθοδος βασίζεται στην εισαγωγή τάσης τροφοδοσίας, μέσω των εφεδρικών αχρησιμοποίητων ζευγών του καλωδίου UTP. Ως γνωστό, για τη μεταφορά δεδομένων χρησιμοποιούμε τα ζεύγη 1-2 και 3-6. Άρα, για τη μεταφορά ρεύματος τροφοδοσίας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα εφεδρικά ζεύγη 4-5 και 7-8. Η δεύτερη μέθοδος δεν θα μας απασχολήσει στο παρόν άρθρο. Εγκυκλοπαιδικά αναφέρουμε πως αφορά μεταφορά τάσης μέσω των ζευγών που προορίζονται και για μεταφορά data.

Σε κάθε περίπτωση πάντως, το πρότυπο θα πρέπει απαραίτητα να υποστηρίζεται από όλες τις εμπλεκόμενες στο δίκτυο συσκευές. Ως τάση τροφοδοσίας τίθενται τα 48V DC, με μέγιστη απόσταση καλωδίου τα 100m. 

Στην πράξη

Εμείς θα σας δείξουμε πώς μπορείτε να τροφοδοτήσετε μια ασύρματη δικτυακή συσκευή στην ταράτσα (μέσω καλωδίου UTP), χρησιμοποιώντας την τεχνολογία PoE (ακόμη και για ένα Access Point, μη συμβατό με την τεχνολογία PoE), χωρίς επιπλέον καλώδιο. Πρόκειται για μία πατέντα, που εκμεταλλεύεται την τεχνολογία POE, παρότι το AP που διαθέτουμε δεν την υποστηρίζει.

Η κεντρική ιδέα στην εφαρμογή μας είναι να διαχωρίσουμε τα ζεύγη του καλωδίου UTP στο διαμέρισμα, έτσι ώστε να εισάγουμε στα αχρησιμοποίητα ζεύγη τάση τροφοδοσίας, από το τροφοδοτικό του ΑP, που θα φτάσει μέχρι το κεραιοσύστημα στην ταράτσα, χωρίς να κόψουμε το καλώδιο UTP, που κατεβαίνει από την κεραία στο διαμέρισμά μας. Βασικό εξάρτημα που θα χρησιμοποιήσουμε στην εφαρμογή μας, είναι ο μίκτης – διαχωριστής Data – Phone. Πρόκειται για ένα εξάρτημα που συνδέεται με το καλώδιο δικτύου και διαχωρίζει κατάλληλα τα ζεύγη, δίνοντάς μας δυο ξεχωριστές θύρες επικοινωνίας. Αποτελείται από τρεις θύρες, με την πρώτη να χρησιμοποιεί μονό τα ζεύγη 1-2 και 3-6, την δεύτερη τα ζεύγη 4-5 και 7-8 και την τρίτη όλα τα ζεύγη.

Θα χρησιμοποιήσουμε δύο τέτοιους μίκτες – διαχωριστές Data – Phone. Έναν για να μιξάρουμε data και τροφοδοσία στο ίδιο καλώδιο και να τα οδηγήσουμε στην ταράτσα και έναν για να διαχωρίσει τα δύο σήματα και να τροφοδοτήσει ξεχωριστά το AP με data και ρεύμα.

Πηγαίνουμε πρώτα στον διαχωριστή που βρίσκεται εντός οικίας. Με UTP καλώδιο, συνδέουμε στη θύρα με τα ζεύγη 1-2 και 3-6 το PC και στη θύρα με τα ζεύγη 4-5 και 7-8 το τροφοδοτικό, χρησιμοποιώντας όμως μόνο το ζεύγος 4-5. Στην τρίτη θύρα με όλα τα ζεύγη, συνδέουμε το καλώδιο που φτάνει στην ταράτσα και συνδέεται με την ίδια θύρα του δεύτερου διαχωριστή. Χρησιμοποιώντας και πάλι καλώδιο UTP, ξεχωρίζουμε το σήμα τροφοδοσίας και το σήμα data και τα συνδέουμε στις αντίστοιχες θύρες του Access Point, παίρνοντας και πάλι το σήμα τροφοδοσίας από το ζεύγος 4-5, προσέχοντας την πολικότητα, ώστε να είναι κοινή με αυτή που ορίσαμε στον οικιακό διαχωριστή. Τον δεύτερο διαχωριστή τον βάζουμε μαζί με το AP σε στεγανό κουτί.

Για την σύνδεση των ζευγών που μεταφέρουν data μεταξύ PC και διαχωριστή, καθώς και διαχωριστή με AP, θα χρειαστείτε καλώδιο δικτύου, ενώ για την σύνδεση των ζευγών που μεταφέρουν σήμα τροφοδοσίας μεταξύ τροφοδοτικού και PC, καθώς και του διαχωριστή με την είσοδο τροφοδοσίας του AP, θα χρειαστείτε κατάλληλο αντάπτορα Jack.

Αφαιρούμε την αποσπώμενη κεραία του Access Point, για να την συνδέσουμε με μικροκυματική κεραία στα 2,4GHz, χρησιμοποιώντας pig tail, που στην ουσία είναι ένα καλώδιο εκπομπής, μήκους περίπου 0,5m, προσαρμόζοντας το βύσμα της κεραίας (Ν-type) με αυτό του AP (SMA).

Η επιλογή του κατάλληλου τύπου κεραίας θα διαφέρει ανάλογα με το τύπο λειτουργίας που θα θέσουμε το AP. Για παράδειγμα, αν το θέσουμε σε μορφή client, χρησιμοποιούμε κεραία όσο το δυνατόν υψηλότερης κατευθυντικότητας. Αν όμως επιθυμούμε επικοινωνία με πολλά και διαφορετικής κατεύθυνσης σημεία (ad-hoc), θα πρέπει να επιλέξουμε μια κεραία με μεγαλύτερο άνοιγμα (όχι απαραίτητα υψηλής απολαβής), ώστε να καλύπτει τα σημεία που επιθυμούμε.

Κατά την εγκατάσταση προσέξτε τα εξής:

1. Το καλώδιο UTP λόγω της ωμικής του αντίστασης, θα προκαλέσει μια φυσιολογική πτώση τάσης στα άκρα του (αμελητέα μεν σε μικρές αποστάσεις, μετρήσιμη δε μεγαλύτερες). Για αυτό σιγουρευτείτε πως η τάση που θα μετρήσετε στην έξοδο του διαχωριστή στην ταράτσα, θα είναι ίση ή μεγαλύτερη από την ελάχιστη τάση λειτουργίας του Access Point.

2. Τοποθετήστε το στεγανό κουτί του AP ακριβώς πίσω από το κεραιοσύστημα, δίνοντας προσοχή στην σταθερότητα της στερέωσης.

3. Ο ιστός της κεραίας θα πρέπει να είναι απόλυτα σταθερός.

4. Η κεραία θα πρέπει να έχει οπτική επαφή με τις υπόλοιπες κεραίες που χρησιμοποιεί το ασύρματο δίκτυό σας.

Μην κάνετε το λάθος να ακολουθήσετε την ίδια λογική με αυτήν της εγκατάστασης μιας απλής κεραίας UHF στα κάγκελα της ταράτσας. Προτιμήστε στερέωση σε μικρό πυλώνα ή σε καλής ποιότητας ιστό με αντηρίδες, καθώς σε περίπτωση κακοκαιρίας το δίκτυο δεν θα δουλεύει σωστά. 

Επίλογος...

Γενικότερα η ασύρματη δικτύωση, για να επιτευχθεί σωστά, ακολουθείται από συγκεκριμένους κανόνες που αποτελούν ένα ξεχωριστό άρθρο. Εμείς απλά σας δίνουμε μια μικρή γεύση από τις εφαρμογές που ανοίγουν οι δορυφορικοί δέκτες… με θύρα Ethernet!