ワイヤレス / モビリティ : ワイヤレス LAN(WLAN)

Cisco - RF 電力値

2004 年 2 月 29 日 - ライター翻訳版
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目次

概要
前提条件
     要件
     使用するコンポーネント
     表記法
電力レベル
アンテナ
実効等方放射電力
パス ロス
屋外での範囲の計算
屋内での範囲の計算
関連するシスコ サポート コミュニティ ディスカッション
関連情報

概要

このドキュメントでは、Radio Frequency(RF; 無線周波数)の電力レベルと、一般的な測定単位であるデシベル(dB)について定義しています。

前提条件

要件

このドキュメントの読者は基礎的な数学(対数など)に関する知識が必要です。

使用するコンポーネント

このドキュメントは、特定のソフトウェアおよびハードウェアのバージョンに限定されるものではありません。

表記法

ドキュメント表記の詳細は、『シスコ テクニカル ティップスの表記法』を参照してください。

電力レベル

dB は、他の標準値との相対的な比率で信号電力を計測するものです。 この記号は、比較される値の記号と組み合わされることがよくあります。次に、例を示します。 dBm ではデシベル値が 1 ミリワットと比較されており、dBw ではデシベル値が 1 ワットと比較されています。

次に、例を示します。

Power (in dB) = 10 * log10 (Signal/Reference)
 

ここでは、

  • Signal は信号の電力を指します(たとえば 50 mW)。

  • Reference は参照電力を指します(たとえば 1 mw)。

次の例を参照してください。

Power (in dB) = 10 * log10 (50/1) = 10 * log10 (50) = 10 * 1,7 = 17 dBm
 

デシベルは 2 つの電力レベルを比較する比率なので、ネットワークを設計および構築するときに単純な計算で算出できます。

前の例を使用します。

Power (in dB) = 10 * log10 (5 * 10) = (10 * log10 (5)) + (10 * log10(10)) = 7 + 10 = 17 dBm
 

一般的な規則は次のようになります。

デシベル値の上昇

デシベル値の下降

結果

3 dB

 

2 倍の送信電力

 

3 dB

半分の送信電力

10 dB

 

10 倍の送信電力

 

10 dB

10 分の 1 の送信電力

30 dB

 

1000 倍の送信電力

 

30 dB

1000 分の 1 の送信電力

次の表では、dBm と mW の概算値を示します。

dBm

mW

0

1

1

1.25

2

1.56

3

2

4

2.5

5

3.12

6

4

7

5

8

6.25

9

8

10

10

11

12.5

12

16

13

20

14

25

15

32

16

40

17

50

18

64

19

80

20

100

21

128

22

160

23

200

24

256

25

320

26

400

27

512

28

640

29

800

30

1000(あるいは 1 ワット)

次に、例を示します。

  1. 0 dB = 1 mW の場合、14 dB = 25 mW になります。

  2. 0 dB = 1 mW の場合、10 dB = 10 mW、および 20 dB = 100 mW になります。

  3. 100 mw から 3 dB を引くと電力が半分になります(17 dB = 50 mW)。そして、さらに 3 dB を引くと、電力がさらに 50 % 減少します(14 dB = 25 mW)。

注:すべての値には若干の誤差が伴います。

アンテナ

dB 表記は、アンテナの電力レベル定格を示す際にも使用されます。

  • dBi は完全無指向性アンテナ(すべての方向に同じ電力を送信する理論上のアンテナ)に使用されます。

  • dBd はダイポール アンテナに使用されます。

アンテナは、このような理論上理想的な数値との比率が求められ、FCC 規定のすべての計算ではこの単位(dBi)が使用されます。 ダイポール アンテナは、より現実的なアンテナです。 dBd で定格が定義されるアンテナもありますが、一般的には dBi が使用されます。

dBd と dBi の電力定格の差異は、約 2.2、つまり 0 dBd = 2.2 dBi です。 したがって、定格 3 dBd のアンテナは、FCC(およびシスコ)では定格 5.2 dBi とされます。

実効等方放射電力

放射(送信)電力は、dBm またはワットで定格が表されます。 アンテナの送出電力は、Effective Isotropic Radiated Power(EIRP; 実効等方放射電力)として測定されます。 EIRP は、2.4 GHz の無線機器などの適用例での電力制限を特定および測定する際に FCC や European Telecommunications Standards Institute(ETSI; 欧州通信規格協会)などの規制機関で使用される値です。 EIRP は、アンテナ ゲイン(単位は dBi)にトランスミッタの出力(単位は dBm)を加えたものからケーブル ロス(単位は dB)を引いて算出します。

部品

シスコ部品番号

電力

Cisco Aironet Bridge

AIR-BR350-A-K9

20 dBm

約 15 m(50 フィート)のアンテナ ケーブルを使用

AIR-CAB050LL-R

3.35 dB のロス

さらにソリッド ディッシュ アンテナを使用

AIR-ANT3338

21 dBi ゲイン

EIRP 値の結果

 

37.65 dBm

パス ロス

信号が送信される距離は、いくつかの要素によって異なります。 関係する主なハードウェア要素は次のとおりです。

  • トランスミッタの出力

  • トランスミッタとアンテナ間のケーブル ロス

  • トランスミッタのアンテナ ゲイン

  • 2 本のアンテナの位置(アンテナ間の距離と障害物)

  • 受信側アンテナのゲイン

  • レシーバとアンテナ間のケーブル ロス

  • レシーバの感度

レシーバの感度は、レシーバで受信した信号を正確にデコードできる最低レベルの信号電力(dBm または mw)で定義されます。 dBm は 0 mW との比率なので、0 dBm は、温度測定での 0 °のような相対的なポイントです。 次の表に、レシーバ感度のサンプル値を示します。

dBm

mW

10

10

3

2

0

1

-3

0.5

-10

0.1

-20

0.01

-30

0.001

-40

0.0001

-50

0.00001

-60

0.000001

-70

0.0000001

Cisco Aironet 製品では、無線のレシーバ感度は -84 dBm あるいは 0.000000004mW となっています。

屋外での範囲の計算

屋外の無線リンクについての詳細は、シスコの『屋外でのブリッジ範囲計算に関するガイド』を参照してください。 計算ユーティリティの結果は理論上のものなので、屋外の要素に対応する上での次のようなガイドラインがあると便利です。

  • 6 dB 上昇するごとに、カバーされる距離が倍になる。

  • 6 dB 減少するごとに、カバーされる距離が半分になる。

これらは、アンテナ ゲインの高低や、アンテナケーブルの長さで調整できます。

1 組の BR350 ブリッジ(15 m のケーブルでディッシュ アンテナに接続)で、約 29 km(18 マイル)をカバーできると仮定すると、次のようにインストールの理論上のパフォーマンスを修正できます。

  • 15 m のケーブルの代わりに約 30 m のケーブルを使用すると(両端で 3dB 多くロス)、範囲が約 14 km(9 マイル)になります。

  • ディッシュ アンテナの代わりに 13.5 dBi の八木アンテナを使用すると(ゲインが全体で 14 dBi 低下)、範囲が 6 km(4 マイル)以下になります。

屋内での範囲の計算

屋内リンク用のアンテナ計算ユーティリティはありません。 屋内の RF 伝搬は、屋外伝搬とは異なります。 しかし、簡易計算でパフォーマンスを算出できる場合もあります。

  • 9 dB 上昇するごとに、カバーされる距離が倍になる。

  • 9 dB 減少するごとに、カバーされる距離が半分になる。

AP340 のアクセス ポイントと 2.2 dBi のダイポール ラバー ダック アンテナによる一般的な配置で考えます。 無線は約 15 dBm です。 AP350 にアップグレードして、ラバー ダック アンテナを定格 5.2 dBi の高ゲイン オムニ アンテナに変更すると、範囲がほぼ倍になります。 (AP340 から AP350 に変更すると出力が +5 dBi 上昇し、アンテナのアップグレードで +3 dBi、合計 +8 dBi となり、距離を倍に伸ばすのに必要な約 +9 dBi に近い値になります。)


関連するシスコ サポート コミュニティ ディスカッション

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