RF yayılımı; anten kazancı, alıcı hassasiyeti, çıkış gücü, ağ yoğunluğu, hava koşulları, arazi yapısı ve çalışma frekansı gibi birçok etkene bağlıdır.

Bununla birlikte, bu etkenler lehinizeyse genellikle 50 km uzaklıktaki bir baz istasyonundan da iyi bir LTE hizmeti alabilirsiniz.

Bir yöntem olarak MIMO

Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO), kablosuz bir iletişim sisteminin verici ve alıcı tarafta birden fazla anten kullanarak çok yollu yayılımdan yararlanması ve böylece veri hızını artırmasıdır. Hem 5G hem de Wi-Fi 6E, MIMO'yu aynı temel prensiple kullanır.

Uygulamadaki farklar

Yöntem aynı olsa da iki sistemin 4×4 MIMO ile ulaştığı hızlar; kanal genişliği, modülasyon ve spektrum türüne göre ayrışır.

	5G NR (FR1)	Wi-Fi 6E
Spektrum	Lisanslı, operatöre tahsisli	Lisanssız, 6 GHz bandı dahil
Kanal genişliği	Taşıyıcı başına 100 MHz'e kadar	160 MHz'e kadar
En yüksek modülasyon	Yaygın olarak 256QAM; Rel-17 ile aşağı yönde 1024QAM	1024QAM
Erişim kontrolü	Baz istasyonu zamanlar	Çekişme tabanlı
Kapsama	Kilometreler	Bina içi, onlarca metre

Wi-Fi 6E için sıkça anılan 9,6 Gbps değeri 8 uzaysal akış içindir; 4×4 ve 160 MHz ile teorik üst sınır bunun yaklaşık yarısıdır. 5G tarafında ise ulaşılan hız, operatörün elindeki bant genişliğine ve taşıyıcı birleştirmeye bağlıdır.

Örnek olarak Huawei B818-263 yönlendiriciyi ele alalım: 4×4 MIMO destekleyen, ancak yalnızca iki harici anten bağlantı noktası bulunan bir cihazdır. Bu yönlendiriciye 2×2 harici anten bağlandığında ne olduğunu 10. soruda ayrıca açıklıyoruz.

4×4 MIMO bir modeme anten bağlamadan önce sorulması gereken ilk soru şudur: Neyi başarmak istiyoruz?

4×4 normalde ya dört taşıyıcının birleştirilmesiyle (taşıyıcı toplama) ya da farklı uzaysal alımlar oluşturularak elde edilir. Bu, temel olarak LTE-Advanced ve 5G için geçerlidir.

Çapraz polarizasyon bağlantısı

Yönlendiricideki iki harici bağlantı noktası normalde Şekil 1'deki gibi antene bağlanır. Bu “çapraz polarizasyon” bağlantısı, yönlendiricinin aldığı iki veri akışında sinyal-gürültü oranını belirgin biçimde iyileştirir; dolayısıyla RSRP, RSRQ ve SINR değerleri yükselir.

Uzay çeşitliliği bağlantısı

Şekil 2'deki bağlantı “uzay çeşitliliği” sağlar. Sinyalin yansıma (pürüzsüz yüzeyler), saçılma (pürüzlü yüzeyler), kırınım (bina kenar ve köşeleri) ve kırılma (atmosferik katmanlar) nedeniyle çok yollu sönümlemeye uğradığı yoğun yapılaşmış bölgelerde işe yarar.

Bu etkiler, antenlerin uzaysal olarak ayrı yerleştirilmesiyle ve MIMO sinyallerinin çok boyutlu yapısından yararlanılarak hafifletilebilir.

Ancak dikkate alınması gereken iki önemli nokta vardır:

1. Kablo kayıpları

XPOL-2-5G, 5 m veya 10 m HDF-195 kabloyla ya da N tipi konnektörlerle sipariş edilebilir. 10 m'den uzun kablo gerektiğinde ve baz istasyonu mesafesi sınırdayken N tipi konnektörler ile LMR-400 gibi düşük kayıplı bir kablo kullanmak doğru olur. Yönlendirici ile anten arasında 15 metrelik kablo zorunlu olduğunda sonuçları ve net kazanç üzerindeki etkiyi aşağıdaki tablodan karşılaştırabilirsiniz.

Tablo, anten ile ayırıcı arasında 1 m'lik bir kablo varsayar ve konnektör kayıplarını içermez. Bu nedenle kablo hazırlanırken kaliteli konnektör kullanılması ve doğru montaj adımlarının izlenmesi zorunludur.

2. RF ayırıcılar

Pasif RF ayırıcıları normalde önermiyoruz. Yalnızca son çare olarak ve aşağıdaki özel durumlarda kullanılmalıdır.

Bir RF ayırıcı, her çıkışında sinyalin 3 dB'sini kaybettirir. Dolayısıyla bu tür bir kurulum, yalnızca alınan sinyal bu 3 dB'lik kaybı karşılayacak kadar güçlüyse ve alım esas olarak çok yollu sönümleme yüzünden bozuluyorsa (çoğunlukla yoğun yapılaşmış bölgelerde) fayda sağlar. Zayıf sinyalde, tek bir çapraz polarize antenin sinyalini bölmek verimi düşürür.

Ayırıcılardaki daha büyük sorun istenmeyen intermodülasyon ürünleridir. MIMO'da yönlendiricinin 1. ve 2. bağlantı noktasındaki sinyaller bilerek dekorelasyona tabi tutulur; ayırıcı bu iki sinyali aynı yolda birleştirdiğinde intermodülasyon riski doğar.

Bu nedenle, asıl sorun sinyal gücü değil çok yollu sönümleme ise ve yalnızca iki yönlendirici bağlantı noktasında uzay çeşitliliği oluşturulmak isteniyorsa bağlantı Şekil 3'teki gibi düşünülmelidir.

Sonuç

XPOL-2-5G gibi yönlü antenler genellikle tek bir baz istasyonunun Sabit Kablosuz Erişim (FWA) bağlantısının ana kaynağı olduğu durumlarda kullanılır. Binalar, bitki örtüsü ve tepeler çok yollu sönümlemenin başlıca nedenleridir.

Şekil 3'teki kurulum, çok güçlü bir sinyalin bulunduğu ancak çok yollu sönümlemenin sorun yarattığı yoğun yapılaşmış bölgelerde dikkatle değerlendirilmelidir. Antenler arasındaki mesafe en az 60 cm olmalıdır.

Soruyu açarsak: Mobil şebeke operatörlerinin baz istasyonu antenleri bazen ±45°, bazen de dikey (0°) polarizedir. Bu durumda abone anteninin polarizasyonunu baz istasyonu anteniyle eşleştirmek gerekir mi?

Hayır. XPOL anteninizi baz istasyonu antenlerinin polarizasyonuyla eşleştirmeniz gerekmez.

Modern hücresel ağların çoğu, kentsel bölgelerdeki baz istasyonu antenlerinde +45°/−45° polarizasyon kullanır. Kırsal bölgelerde de aynısı kullanılabilir; ancak bazen fiziksel olarak aralıklı (örneğin 3 m arayla yerleştirilmiş) iki dikey polarize anten görülür.

Abone tarafında 0°/90° veya +45°/−45° kullanılması pek fark etmez; çünkü hücresel sinyal yansıma ve kırılma nedeniyle size gönderildiği polarizasyonla ulaşmaz (mikrodalga gibi noktadan noktaya bağlantıların aksine). Önemli olan, iki anten elemanının farklı polarizasyonda olması sayesinde gelen sinyaller arasında yeterli dekorelasyonun sağlanmasıdır. Bunu 0°/90° de +45°/−45° de karşılar ve çeşitlilik ile MIMO performansına katkı sağlar.

Özetle: Abone anteninin +45°/−45° veya 0°/90° olması fark etmez. XPOL antenini hangi açıyla monte ettiğiniz pratikte bir fark yaratmaz.

Aşağıdaki soru, uzaysal olarak ayrılmış bir anten ile çapraz polarize bir antenin korelasyon katsayısı hakkında bir kullanıcıdan geldi. Soru çok özel olsa da MIMO sistemlerinde iki yaklaşımın genel mantığını anlamaya yardımcı olacağını düşünüyoruz.

Soru

Yanıt

Verilen değerler doğrudur; ancak yalnızca dekorelasyonun sadece polarizasyonla sağlandığı durumlar için geçerlidir.

OMNI-402, dekorelasyonu uzay çeşitliliğiyle sağlar. Polarizasyonda korelasyon katsayısını hesaplamak kolaydır; uzay çeşitliliğinde ise anten yüksekliği, yerden yansıma ve diğer yansımalar gibi çevresel etkenlere bağlı olduğundan bu kadar basit değildir.

Yukarıdaki modemin istediği değerler, OMNI-402'deki gibi iyi aralıklı iki antenle tipik olarak karşılanır. Korelasyon katsayısı yüksek frekanslarda daha iyi (daha düşük) olur; çünkü fiziksel aralık sabitken, frekans arttıkça bu aralık dalga boyu cinsinden büyür.

Antenimizin “1” verdiği düşüncesi yanlıştır. Bu ancak iki anten aynı noktada olsaydı geçerli olurdu; yani tek bir sinyali ikiye bölmekle aynı şey olur ve MIMO açısından işe yaramaz.

90° polarizasyon ayrımı çoğu zaman idealdir. Ancak dikey polarize bir omni antene yatay polarize bir omni eklemek, boyu kadar geniş, oldukça hacimli bir antenle sonuçlanır.

Birbirine 90° açıyla monte edilmiş iki omni anten kullanmak da çözüm değildir; yatay monte edilen anten artık çok yönlü olmaz ve MIMO avantajı bazı azimut açıları dışında kaybolur.

Çok yollu (yansıtıcı) ortamlarda 0,1 ile 0,5 arasındaki makul korelasyon katsayılarına kolayca ulaşılır. En az bir yansıtıcı, yani zemin, her zaman vardır; bu da binalardan gelen yatay yansımaların olmadığı durumlarda bile dikey aralığın işe yaramasını sağlar.

Poynting, antenlerini tasarlarken çeşitli güvenlik unsurlarını göz önünde bulundurur. Bazı antenler DC kısa devreli, yani toprağa doğrudan yol sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Amaç, statik birikimin antene bağlı ekipmana zarar vermeden güvenle boşalmasını sağlamaktır.

Bu antenlerde multimetreyle süreklilik testi yaptığınızda kısa devre ölçersiniz; bu normaldir ve arıza anlamına gelmez. Antenle hâlâ sinyal alabiliyorsanız anten çalışır durumdadır.

Poynting anten sıkça sorulan sorular arasında karavan ve kamp araçlarında PUCK ile MIMO-3 seçimi önemli bir yer tutar.

Çatıda yer varsa ve araç çoğunlukla kırsalda kullanılıyorsa MIMO-3; boyut veya görünüm kısıtı varsa ya da kullanım ağırlıklı olarak şehir içindeyse PUCK.

Kullanıcılar bir anteni çoğunlukla kazancına ve bunun fiyatla ilişkisine göre değerlendirir. PUCK-2 ile MIMO-3 arasındaki kazanç farkına bakıldığında bunun zor bir karar olabileceğini kabul ediyoruz.

Cevap, antenin diğer performans özelliklerindedir. Bu açıdan MIMO-3 daha iyi bir antendir ve daha yüksek maliyetine rağmen iyi bir seçimdir.

Poynting, farklı uygulamaların fiziksel gereksinimleri nedeniyle antenlerini farklı tip ve boyutta muhafazalarda üretir. Mühendislik ekibi daha büyük bir muhafazada çalışabildiğinde bu alanı anten performansını artırmak için kullanır. Teknik özelliklere ayrıntılı bakılmadıkça bu avantajlar her zaman göze çarpmaz.

PUCK, MIMO-3'e göre çok daha küçük ve kompakt bir antendir. Boyutuna göre çok iyi performans gösterir; ancak belirgin biçimde daha büyük ve daha pahalı olan MIMO-3'ün düzeyine ulaşamaz.

MIMO-3'ün daha iyi olduğu teknik yönler

1. Kazanç: PUCK bazı frekanslarda MIMO-3'ten daha yüksek kazanç tepe değerlerine sahip olsa da tüm bant boyunca kazanç tutarlılığı MIMO-3'te daha iyidir. Büyük antenler genel olarak düşük frekanslarda daha iyi performans gösterir; bu, RF fiziğinin doğrudan sonucudur.
2. Bant genişliği: MIMO-3, özellikle kırsal ve düşük kapsamalı bölgelerde LTE/5G alımı için önemli olan 700–900 MHz bantlarında çok daha iyidir. Bu nedenle direk veya tripod üzerinde kullanılan karavan ve römorklar için en avantajlı seçenektir. Ayrıca bazı ağlarda kullanılan 410–470 MHz bandını da destekler.
3. Işıma diyagramları: İki anten de çok yönlüdür; ancak veri sayfalarında MIMO-3'ün azimut (üstten görünüm) diyagramlarının birçok bantta daha düzgün olduğu görülür. PUCK-2 gibi küçük antenlerde bazı bantlarda dalgalanma daha fazladır. Daha az dalgalanma, her yönde daha tutarlı alım demektir. Yükseliş (yandan görünüm) diyagramları da önemlidir: enerjinin ne kadarının ufka, yani uzaktaki baz istasyonlarına doğru yayıldığını gösterir. Bazı rakip antenler aynı veya daha yüksek kazanç beyan edebilir; kazancın ne kadarının ufka doğru olduğuna bakılmalıdır.
4. Çeşitlilik aralığı: Büyük muhafazada anten elemanları arasındaki mesafe daha fazladır; bu da daha iyi çeşitlilik performansı ve kentsel bölgelerde bir ölçüde daha iyi MIMO performansı sağlar.

PUCK ne zaman seçilmeli?

1. Fiziksel boyut kısıtı olduğunda ve küçük bir anten gerektiğinde.
2. Görünüm nedeniyle MIMO-3 gibi büyük bir antenin kullanılamadığı durumlarda.
3. Uygulama küçük bir anten gerektirdiğinde; örneğin bir IoT akıllı sayaç için MIMO-3 pratik değildir.
4. Araç çoğunlukla kentsel bölgelerde kullanılıyorsa; şehir içi ve çevresindeki kapsama MIMO-3'ün ek performansını gerektirmez.

Bu karşılaştırma MIMO-3'ün üstünlüklerini öne çıkarsa da PUCK, uygun olduğu uygulamalarda mükemmel bir seçimdir.

Özetle: Bir kamp aracının çatısında genellikle yeterli yer vardır ve araç çoğunlukla şehirlerden ve baz istasyonlarından uzakta kullanılır; bu da daha iyi bir anten gerektirir. MIMO-3'ün PUCK'a göre yüksek maliyeti uzun vadede karşılığını verir.

Bu soru, MIMO-4 piyasaya sürüldükten sonra bir müşteriden geldi. Poynting mühendislerinin MIMO-3 ile MIMO-4 karşılaştırması şöyle:

	MIMO-3	MIMO-4
410–470 MHz	Kapsar (kara mobil telsiz, kamu güvenliği ağları)	Kapsamaz
Hücresel bant	410 MHz'den itibaren	617 MHz – 6 GHz
Tasarım	Daha yüksek gövde	Çok daha kompakt, düşük profilli

MIMO-4'ün RF tasarımında ana odak, 617–960 MHz bandında yüksek performans olmuştur; çünkü kapsamanın sınırlı olduğu kırsal bölgelerde en önemli frekanslar bunlardır. Anten yüksekliğinin kısıtlı olması bunu ciddi bir tasarım zorluğu hâline getirmiştir.

MIMO-4, 617 MHz'den 6 GHz'e kadar çalışarak önümüzdeki yılların şebeke yatırımlarına hazır bir çözüm sunar.

MIMO-4'ün RF performansı MIMO-3 ile eşdeğerdir. 410–470 MHz gerekiyorsa MIMO-3, düşük profil gerekiyorsa MIMO-4 seçilir.

Kamyon, tramvay, otobüs ve diğer ulaşım araçları için 9'u 1 arada seçeneğe kadar (hücresel, Wi-Fi ve GNSS) düşük profilli MIMO anten serisi kullanılabilir. Aşağıdaki çizimler hangi antenin hangi araca daha uygun olduğunu gösterir.

İster yat sahibi ister yat yöneticisi olun, hızlı internet vazgeçilmezdir. Konuklar teknede hızlı ve güvenilir internet bekler; özellikle kurumsal kiralamalarda işleriyle bağlantıda kalmaları gerekir. Sosyal medya, video akışı ve görüşmeler gibi kişisel kullanım da buna eklenir.

Çözüm	Nasıl çalışır, nerede uygundur
Hücresel tabanlı	İnternet erişimi için 4G/5G şebekelerini kullanır. Güvenilirdir, kurulumu kolaydır ve dünyanın çoğu kıyısında kullanılabilir.
Uydu tabanlı	Uydu bağlantısı kullanır. Sık sık kıyıdan uzak seyreden, hücresel kapsama dışına çıkan yatlar için idealdir.
Wi-Fi mesh	Birden fazla erişim noktasıyla tekne içinde kesintisiz bir kablosuz ağ kurar. Büyük yatlarda her bölümde kapsama sağlar.
Hibrit	Hücresel ve uydu bağlantılarını birleştirerek daha güvenilir ve daha hızlı bir internet deneyimi sunar.

Poynting; performansın, kalitenin, görünümün ve hava koşullarına dayanıklılığın kritik olduğu denizcilik ve kıyı uygulamaları için özel olarak tasarlanmış bir marin anten serisi sunar.

Bu antenler lüks yatların yanı sıra liman binaları, küçük tekneler ve şamandıralar gibi zorlu ortamlardaki diğer uygulamalarda da kullanılabilir.

Poynting anten sıkça sorulan sorular içinde marin uygulamalar, hücresel ve uydu bağlantılarının birlikte değerlendirilmesini gerektiren önemli başlıklardan biridir.

Bunu soran müşteri, 4×4 MIMO destekleyen ancak yalnızca iki harici anten konnektörü bulunan Huawei B818-263 yönlendiriciye 2×2 MIMO anten takmanın, hiç anten takmamaktan daha kötü sonuç vereceğinden endişeleniyordu.

Yönlendiricinin harici antenlere nasıl tepki vereceği kesin değildir (kullanım kılavuzunda bilgi olabilir). İki harici bağlantı noktası kullanıldığında cihaz 4×4'ten 2×2 MIMO'ya düşebilir; ya da iki dahili ve iki harici antenle 4×4 çalışmayı sürdürebilir.

Harici anten çok daha iyi sinyal alımı, yani daha yüksek sinyal-gürültü oranı (SNR) sağlar. Böylece yalnızca 2×2 MIMO kullanılsa bile genel deneyim iyileşir. Bu tür bir yönlendiricide iyi bir harici antenin getirdiği kazanç, genellikle dahili 4×4 MIMO'nun avantajından daha ağır basar.

En yüksek hızlar 4×4 MIMO'da 2×2'ye göre daha iyi olabilir; ancak bağlantının kararlılığı ve genel deneyim, XPOL-2-5G gibi bir harici antenle çok daha iyi olur.

Yönlendirici iki dahili ve iki harici antenle 4×4 MIMO'yu sürdürüyorsa harici anten kullanmak daha da faydalıdır.

Hayır. Harici anteninizin komşularınızın ses veya veri iletişimini bozması söz konusu değildir.

Operatörler kendilerine tahsis edilmiş lisanslı frekans bantlarında çalışır ve bu bantlar için yüksek bedeller öder; amaç, başka operatörlerin girişimini önlemektir.

Komşunuz sizinle aynı operatörü ve aynı bandı kullanıyor olsa bile sinyali etkilenmez. Çünkü şebekeye erişimi kullanıcı cihazı değil baz istasyonu yönetir: her cihaza ne zaman ve hangi güçle yayın yapacağını baz istasyonu bildirir. Hasarlı, arızalı veya sertifikasız ekipman kullanılmadığı sürece cihazlar birbirini bozmaz.

RF yayını yapan her ekipmanın (cep telefonu, modem vb.) yetkili kuruluşlarca onaylanması gerekir. Bu, ekipmanın ETSI ve CISPR standartlarına uygun olmasını; diğer radyo ve elektrik sistemlerinde girişime yol açmamasını, sağlığa ve çevreye zarar vermemesini güvence altına alır.

Dış mekân antenleri pasif cihazlardır; modemin sinyal parametrelerini değiştiremez. Anten, modemin yayınını iç mekândan dış mekâna taşıyarak bağlantı kalitesini artırır. Bağlantı iyileştiğinde modem, şebekenin güç kontrolü gereği çoğu zaman daha düşük güçle yayın yapar; bu da çevredeki cihazlarla karşılıklı etkileşimi daha da azaltır.

Poynting ürünleri ve anten teknolojileri hakkında üretici kaynaklarını incelemek için Poynting Antennas resmî web sitesini ziyaret edebilirsiniz.