Rozpočet spoje: jeden řádek, který rozhodne
Všechno z předchozích kapitol se sečte do jedné tabulky. Ta tabulka se jmenuje rozpočet spoje a je to nejužitečnější věc v celém oboru — protože na ní je vidět, kdo za výsledek může.
- Pt = 20 dBm
Začíná se tím, co jde do antény. Sto milliwattů je 20 dBm a je to strop, který v Evropě na 2,4 GHz povoluje předpis.
- 20 + 5 = 25 dBm EIRP
Zisk se přičte. Součtu se říká EIRP a je to to jediné číslo, které předpis hlídá — proto se anténa se ziskem musí zaplatit ubráním výkonu.
- LFS = 72,2 dB
Největší položka celého rozpočtu, a jediná, která je jistá. Roste s logaritmem vzdálenosti — každé zdvojnásobení stojí šest decibelů.
- Lzdi = 8,8 dB
Každá zeď v cestě je další položka. Patnáct centimetrů betonu stojí devět decibelů, tedy skoro dvě třetiny dosahu.
- Gr = +2,15 dBi
Na druhé straně se zisk zase přičte. Dipól na robotu dá 2,15 dBi a je to jediné, co se z těch tří antén nedá zvětšit, aniž by se robot přestal točit.
- Pr = −53,9 dBm
Součet je přijatý výkon. Sám o sobě ale nic neříká — teprve porovnání s citlivostí přijímače řekne, jestli spoj stojí.
- rezerva = 28,1 dB
Rozdíl mezi tím, co dorazí, a tím, co přijímač ještě přečte. Pod deset decibelů se spoj v hale nedělá — vícecestný únik sám o sobě umí ubrat dvacet.
Proti čemu se to porovnává
Přijatý výkon sám o sobě nic neznamená. Rozhoduje, o kolik je nad tím, co přijímač ještě přečte — a to má dvě části:
- Šumové dno. Každý odpor při pokojové teplotě šumí. V jednom hertzu je to −174 dBm, a šířka kanálu to násobí: dvacetimegahertzový kanál Wi-Fi tedy začíná na −101 dBm ještě před prvním tranzistorem.
- Šumové číslo přijímače. Vlastní příspěvek elektroniky, typicky 4–8 dB.
Nad tím dnem musí signál vyčnívat o tolik, kolik potřebuje zvolená modulace — a to je téma další labky. Tady stačí vědět, že nejpomalejší režim Wi-Fi si vystačí s citlivostí kolem −92 dBm, zatímco nejrychlejší chce −65 dBm. Mezi „spojení je“ a „spojení je rychlé“ leží skoro třicet decibelů.
Kolik rezervy je dost
| rezerva | co to znamená |
|---|---|
| < 0 dB | spoj nestojí |
| 0–10 dB | funguje na stole, v hale spadne — únik sám ubere 20 dB |
| 10–20 dB | použitelné pro telemetrii, ne pro řízení |
| > 20 dB | zbývá i na únik, na natočení a na to, že se mezi ně někdo postaví |
Ta čísla nejsou opatrnost. ITU-R P.1238 udává pro kancelář na 2,4 GHz směrodatnou odchylku stínového úniku 10 dB — tedy že táž vzdálenost dá naměřit hodnoty rozházené o deset decibelů podle toho, kde přesně stojíte. Spoj s pětidecibelovou rezervou tedy nespadne „někdy“; spadne asi ve třetině míst v hale.
Nejčastější chyba v rozpočtu: zapomenutý kabel. Tenký koaxiál RG-174 má na 2,4 GHz kolem 1 dB na metr. Tři metry ke stožárku jsou tři decibely na každé straně — víc, než dá většina vylepšení antény, a je to jediná položka rozpočtu, která se dá odstranit úplně tím, že se rádio dá k anténě místo antény k rádiu.