Cầu nối không dây — Hướng dẫn mạng Point-to-Point & Point-to-Multipoint

01 Cầu nối không dây là gì: một đoạn cáp được thay bằng sóng vô tuyến

Cầu nối không dây dùng hai hoặc một bộ thiết bị ăng-ten định hướng để tạo liên kết Layer 2 giữa hai điểm mạng không thể kéo cáp. Với mạng phía trên, nó hoạt động như một sợi cáp trong suốt: switch, camera và PC ở cả hai đầu nằm trên cùng subnet và kế hoạch IP không cần thay đổi. Dạng thường gặp là một cặp master/slave — một đầu nối vào switch cục bộ hoặc cổng LAN của router, đầu kia nối vào switch hay thiết bị phía xa. Các nhà sản xuất thường gọi những thiết bị định hướng này là CPE hoặc bridge, và chế độ thường là cầu nối trong suốt hoặc gateway/NAT. Dùng cầu nối trong suốt cho kết nối liên tòa nhà để hai đầu nhập thành một LAN; dùng chế độ gateway để đưa vài thiết bị độc lập lên mạng. Điểm cần lưu ý: cầu nối trả lời 'liên kết có thông không', còn vùng phủ không dây cho thiết bị đầu cuối là việc riêng — thường hoàn thành bằng AP ở đầu xa.

02 Bốn sơ đồ mạng phổ biến

• Điểm-điểm (P2P): một cặp master/slave, mỗi đầu nối dây tới một switch, ghép hai điểm cố định thành một liên kết duy nhất — trường hợp phổ biến nhất cho liên kết giữa hai tòa nhà hoặc từ phòng tới tòa nhà.
• Điểm-đa điểm (P2MP): một hub phục vụ nhiều điểm đầu cuối từ xa, lý tưởng khi một điểm tập trung duy nhất cấp dữ liệu cho các vị trí phân tán, ví dụ truyền dẫn video từ nhiều tòa nhà nhỏ trong một khuôn viên. Dung lượng hub được chia sẻ, nên càng nhiều điểm từ xa thì mỗi điểm nhận được càng ít.
• Chuỗi relay: khi hai đầu không có đường ngắm thẳng rõ ràng, hãy thêm một cặp relay tại điểm trung gian nhìn thấy được để chuyển tiếp lưu lượng. Mỗi hop đều tăng độ trễ và giảm băng thông khả dụng.
• Cầu nối cộng vùng phủ: cầu nối chỉ kéo đường trục tới tòa nhà xa; sau đó AP ngoài trời hoặc trong nhà mới cung cấp vùng phủ không dây tại đó. Thiết bị đầu cuối không kết nối trực tiếp vào cầu nối.

03 Tầm nhìn thẳng và vùng Fresnel — yếu tố vật lý quyết định liên kết

Yêu cầu đầu tiên là đường ngắm thông thoáng (LOS): hai ăng-ten phải có thể 'nhìn' thấy nhau. Nhưng nhìn thấy là chưa đủ — sóng vô tuyến lan truyền giữa hai ăng-ten theo hình ellipsoid gọi là vùng Fresnel. Quy tắc kỹ thuật là giữ ít nhất khoảng 60% vùng Fresnel thứ nhất thông thoáng; bất cứ thứ gì xâm nhập vào đó (ngọn cây, góc tòa nhà, mái nhà, cần cẩu, thậm chí mặt đất gần đó) đều gây suy hao, lỗi hoặc giảm mạnh thông lượng. Bán kính vùng này thay đổi theo khoảng cách và tần số — khoảng cách càng dài và băng tần càng thấp thì ellipsoid càng phình ra, đòi hỏi độ thông thoáng lớn hơn. Do đó các tuyến dài nên được nâng cao để đường truyền vượt sát phía trên vật cản thay vì bám theo mái hiên hay mặt đất, và nên tránh những cành cây rung lắc trong gió hoặc cần cẩu đang thi công. Phân biệt ba trường hợp: LOS đầy đủ là lý tưởng; gần-LOS (vật cản nhẹ) cần thêm biên dự phòng; NLOS chỉ tồn tại nhờ nhiễu xạ và phản xạ, với thông lượng và độ ổn định không đáng tin cậy.

04 2.4 GHz hoặc 5.8 GHz

05 Tăng ích ăng-ten, ngân sách liên kết và ước tính cự ly

Tăng ích ăng-ten không phải bộ khuếch đại — nó chỉ tập trung năng lượng theo một hướng, nên tăng ích càng cao thì búp sóng càng hẹp và càng khó ngắm. Liên kết có hoạt động hay không phụ thuộc vào ngân sách liên kết: công suất phát + tăng ích ăng-ten phát − suy hao đường truyền không gian tự do + tăng ích ăng-ten thu − suy hao cáp và đầu nối, với dư địa đủ cho suy hao do mưa, cây cối lớn lên và vật cản tạm thời. Suy hao đường truyền không gian tự do tăng theo cự ly và tần số, nên khoảng cách xa hơn hoặc băng tần cao hơn cần tăng ích cao hơn để bù. Một cảnh báo rất cần thiết: cầu nối vươn được bao xa phụ thuộc vào độ thông thoáng của đường ngắm, nhiễu tại chỗ, chất lượng căn chỉnh và tăng ích ở cả hai đầu — không có con số khoảng cách chung cho mọi nơi, và mọi cự ly thực tế phải được đánh giá tại chỗ. Điều chúng tôi cung cấp là mức tăng ích phù hợp cùng hướng dẫn chọn; cự ly đạt được do điều kiện hiện trường quyết định.

06 Băng thông, độ trễ và những gì liên kết có thể tải

Liên kết không dây là môi trường chia sẻ bán song công: mọi lưu lượng cùng tranh chấp trên một radio, và tốc độ danh định là con số ở lớp vật lý. Thông lượng thực thấp hơn rõ rệt, và khoảng cách giữa hai mức đó do cự ly, nhiễu, căn chỉnh cùng tăng ích ở cả hai đầu quyết định, nên hãy tính từ kết quả đo được, không bao giờ từ con số danh nghĩa. Về độ trễ, một bước nhảy không dây thêm độ trễ cỡ mili giây và tăng theo tải cùng số lần truyền lại; mỗi bước trung chuyển càng chồng thêm độ trễ và cắt băng thông dùng được, nên hãy liên kết trực tiếp khi có thể. Hãy coi cầu nối như một đường ống: đừng xếp quá nhiều dịch vụ lên nó và luôn chừa dư địa cho đỉnh tải.

07 Căn chỉnh và chạy thử: từ lắp đặt đến liên kết hoạt động

1. 1 ① Thử ở khoảng cách gần trước

   Trước hết cho master và slave liên lạc ở khoảng cách ngắn để xác nhận chế độ, IP và thông tin đăng nhập, rồi mới gắn chúng lên cao — điều này tiết kiệm nhiều lần leo thang.

2. 2 ② Căn hướng thô

   Hãy hướng cả hai đầu vào nhau theo góc la bàn và độ cao để hướng nhìn là đúng.

3. 3 ③ Đọc chỉ số cường độ tín hiệu

   Dùng chỉ báo căn hướng hoặc cường độ tín hiệu tích hợp và điều chỉnh chậm theo trái/phải, lên/xuống trong khi theo dõi chỉ số.

4. 4 ④ Tối ưu cả hai trục trước khi khóa hướng

   Hãy đưa tín hiệu lên đỉnh trên cả trục ngang và trục dọc trước khi cố định, để liên kết không nằm ở mức dưới tối ưu theo một hướng.

5. 5 ⑤ Xác minh bằng bài kiểm tra thực tế

   Sau khi liên kết, hãy đo thông lượng và độ trễ thay vì tin vào cột tín hiệu đầy, và xác nhận bằng lưu lượng thực tế.

6. 6 ⑥ Hoàn tất lắp đặt

   Làm kín nước, thêm chống surge và tiếp địa, cố định cáp với vòng nhỏ nước (drip loop), và ngăn ngừa xô lệch hoặc nước xâm nhập theo thời gian.

08 Tình huống điển hình: xuyên tòa nhà, xuyên khuôn viên và backhaul video

• Đường trục giữa các tòa nhà: khi không thể kéo cáp quang hoặc đục tường, một cặp cầu nối sẽ nhập LAN của hai tòa nhà thành một.
• Trong một khu nhà máy hoặc khuôn viên: liên kết nhiều tòa nhà, kho và ký túc xá về phòng kỹ thuật, hoặc dùng một hub cho các điểm rải rác.
• Backhaul video: nơi camera tập trung ở vành đai, giao lộ, cần cẩu hoặc hiện trường, cầu nối không dây truyền video về phòng mà không cần kéo cáp dài.
• Các điểm khó đi cáp: giếng thang máy, bờ sông hoặc vị trí ven đường mà cáp khó có thể tới.
• Tạm thời và thi công: triển lãm, công trường và trạm chỉ huy tạm cần đường truyền nhanh và tháo dỡ về sau.
• Nông nghiệp và khu danh thắng: backhaul giữa các điểm rải rác trong vườn cây ăn quả, trang trại và khu thắng cảnh.

09 Bảng chọn (model thực tế)

10 Cầu nối tích hợp và cách chọn

• Cầu nối tích hợp (dòng BS): BS-300D, BS-500L, BS-500T, BS-560L và dòng BS-900, với các mức 300 Mbps và 900 Mbps, PoE 24 V, IP65 — phù hợp cho cặp điểm-điểm nhanh; băng tần và thông số chính xác được cung cấp theo từng model.
• Khớp cự ly và đường ngắm: đo khoảng cách và xác nhận tầm nhìn thẳng cùng độ thông thoáng Fresnel trước khi chọn độ lợi hay quyết định dùng trạm tiếp sóng.
• Khớp lưu lượng: vài camera phù hợp dòng 300 Mbps; nhiều luồng HD hoặc một trục chính cần 900 Mbps trở lên.
• Khớp môi trường RF: dùng 5.8 GHz nơi 2.4 GHz đông đúc; chỉ dùng 2.4 GHz khi thật sự cần nhiễu xạ hoặc xuyên.
• Khớp vị trí lắp: điểm cao thoáng phù hợp ăng-ten định hướng độ lợi cao gắn ngoài; vị trí lắp hạn chế và cự ly ngắn phù hợp thiết bị tích hợp.
• Khớp bảo vệ và nguồn: ngoài trời, chọn model IP65/IP67 có chống sét lan truyền, và dùng PoE để cấp nguồn tại chỗ thuận tiện.

11 Danh sách kiểm tra triển khai

• Khảo sát đường ngắm tại chỗ, dùng ống nhòm hoặc flycam nếu cần, để xác nhận độ thông thoáng của vùng Fresnel thứ nhất.
• Giữ phương vị và góc ngẩng nhất quán ở cả hai đầu để tránh lắp ngược hay lệch.
• Cấu hình chế độ master/slave, IP và kênh cần quy hoạch, tránh xung đột cùng kênh với các tuyến lân cận.
• Hãy cho tuyến hoạt động ở khoảng cách ngắn trước khi gắn lên cao, để giảm số lần phải trèo lên.
• Đo thông lượng và độ trễ và xác nhận chúng đáp ứng nhu cầu dịch vụ trước khi bàn giao.
• Làm kín nước, thêm chống surge và tiếp địa, cố định cáp và chừa một vòng nhỏ nước (drip loop).
• Ghi lại model, firmware, vị trí gắn và cấu hình, rồi lưu trữ khi bàn giao.

12 Đọc thêm và các bước tiếp theo

• Các loại ăng-ten và cách chọn tăng ích: /knowledge/antenna-types/
• Phủ sóng toàn khuôn viên qua nhiều tòa nhà: /solutions/campus/
• Chọn AP không dây ngoài trời: /access-point/outdoor-access-point/

Câu hỏi