لینک وایرلس امروز به ستون اصلی ارتباطات پرسرعت در بسیاری از شبکه‌های سازمانی و مخابراتی تبدیل شده است؛ مسیری که بدون نیاز به کابل‌کشی‌های پیچیده، پهنای باند قابل‌اعتماد را بین دو نقطه فراهم می‌کند.
اما طراحی و پیاده‌سازی یک لینک پایدار، صرفاً به انتخاب آنتن و فرکانس مناسب محدود نمی‌شود. محاسبات دقیق مانند لینک‌بادجت، زاویه دید (LoS)، تداخل فرکانسی و کیفیت تجهیزات، تنها بخشی از ماجراست. یکی از عوامل اثرگذار که اغلب نادیده گرفته می‌شود، شرایط جوی است؛ جایی که باران، برف، رطوبت و گرد و غبار می‌توانند توان سیگنال را کاهش داده، تأخیر ایجاد کرده یا حتی موجب قطع کامل ارتباط شوند.
می‌خواهیم با نگاهی عمیق‌تر و کاربردی‌تر، بررسی کنیم که چگونه آب‌وهوا بر عملکرد لینکهای بی‌سیم تأثیر می‌گذارد و چه اقداماتی باعث حفظ کیفیت ارتباط در هر شرایطی می‌شود؟
خرید تجهیزات شبکه
برای خرید آنلاین تجهیزات شبکه از معتبرترین برندها با بهترین قیمت و تضمین کیفیت از فروشگاه نتورک شاپ بازدید نمائید.
لیست مطالب
اگر نصاب یا مدیر شبکه وایرلس هستید، حتماً این تجربه را داشته‌اید: لینکی که با SNR بالا و ظرفیت ۴۰۰-۵۰۰ مگابیت کار می‌کرد، با شروع باران شدید به زیر ۵۰ مگابیت می‌رسد یا کاملاً قطع می‌شود. این اتفاق کاملاً طبیعی و قابل پیش‌بینی است، اما اکثر افراد فقط به «فید شدن لینک» فکر می‌کنند و تأثیر آب‌وهوا را دست‌کم می‌گیرند.
در این مقاله جامع و کاملاً کاربردی، دقیقاً بررسی می‌کنیم که هر پدیده جوی چه تأثیری روی لینک وایرلس دارد، چقدر دسی‌بل افت ایجاد می‌کند و مهم‌تر از همه، چه کارهایی می‌توانیم انجام دهیم تا لینک‌مان در بدترین شرایط جوی هم پایدار بماند.
۱. باران (Rain Fade) و کیفیت لینک وایرلس
مهمترین و شایع‌ترین دلیل افت سیگنال در فرکانس‌های بالای ۱۰ گیگاهرتز، باران است. هرچه فرکانس بالاتر باشد، باران تأثیر مخرب‌تری دارد:
در ۱۱ گیگاهرتز افت خیلی کم و معمولاً بین ۰.۰۳ تا ۰.۱ دسی‌بل در هر کیلومتر است، در ۱۳ گیگاهرتز این عدد به ۰.۰۵ تا ۰.۲ دسی‌بل می‌رسد، اما وقتی به بازه ۱۸ تا ۲۳ گیگاهرتز می‌رسیم، در باران شدید افت بین ۱ تا ۳ دسی‌بل در هر کیلومتر کاملاً عادی است و در فرکانس‌های ۳۸ گیگ و بالاتر حتی به ۱۰ تا ۱۵ دسی‌بل در کیلومتر هم می‌رسد.
مثلاً یک لینک ۲۰ کیلومتری روی ۲۳ گیگاهرتز در باران ۵۰ میلی‌متر در ساعت حدود ۲.۵ دسی‌بل در کیلومتر افت می‌کند؛ یعنی مجموعاً ۵۰ دسی‌بل! اگر مارجین لینک شما فقط ۳۰-۳۵ دسی‌بل باشد، با شروع باران لینک کاملاً قطع می‌شود و هیچ راهی جز صبر کردن تا تمام شدن باران ندارید.
برای اینکه این اتفاق نیفتد، حتماً قبل از طراحی به نقشه Rain Zone ایران (ITU-R P.837) نگاه کنید؛ شمال کشور ضریب K حدود ۱۲۰ و جنوب حدود ۴۲ دارد؛ یعنی شدت باران در شمال خیلی بیشتر است. برای فرکانس‌های ۱۸ تا ۲۳ گیگ حداقل ۳۵ تا ۴۰ دسی‌بل مارجین در نظر بگیرید، حتماً از قابلیت Adaptive Modulation استفاده کنید تا به‌جای قطع شدن کامل، مدولاسیون به QPSK افت کند و لینک زنده بماند.
در مسیرهای طولانی بهتر است سراغ فرکانس‌های پایین‌تر یعنی ۷، ۱۱ یا ۱۳ گیگاهرتز بروید و در نهایت هرچه آنتن بزرگ‌تر باشد، گین بیشتر و مارجین لینک هم بالاتر می‌رود و خیال‌تان تا حد زیادی راحت‌تر خواهد بود.
۲. برف و یخ‌زدگی (Snow & Ice) و کیفیت لینک وایرلس
برف خشک معمولاً دردسر بزرگی نیست و افت سیگنال قابل‌توجهی ایجاد نمی‌کند، اما برف خیس و به‌خصوص یخ‌زدگی روی سطح آنتن یک کابوس واقعی است.
برف خیس به دلیل داشتن آب مایع، جذب امواج مایکروویو را به شدت بالا می‌برد و در بعضی فرکانس‌ها حتی بدتر از باران عمل می‌کند. بدتر از آن، وقتی یخ روی رفلکتور آنتن می‌نشیند، شکل پارابول به هم می‌ریزد، الگوی تشعشع کاملاً تغییر می‌کند و میسمچ (misalignment) شدیدی اتفاق می‌افتد؛ نتیجه‌اش این می‌شود که لینکی که ۵ کیلومتر را راحت پوشش می‌داد، ناگهان فقط ۲۰۰-۳۰۰ متر سیگنال می‌دهد!
تجربه واقعی ما در ارتفاعات البرز این بود: یک لینک ۱۸ گیگاهرتزی بعد از بارش برف خیس تا ۴۰ دسی‌بل افت کرد و وقتی یخ بست، عملاً غیرقابل استفاده شد.
برای اینکه در مناطق برفی و سرد این مشکل را نداشته باشید، این کارها را حتماً انجام دهید: در مناطق برفی نصب رادوم (کاور مخصوص آنتن) کاملاً اجباری است، از آنتن‌های مجهز به هیتر داخلی (مثل برندهای Andrew، RFS یا CommScope) استفاده کنید تا یخ به‌صورت خودکار ذوب شود، آنتن را با زاویه کمی رو به پایین نصب کنید تا برف روی آن نماند و در آخر، در نقاط خیلی سرد و مرتفع بهتر است سراغ فرکانس‌های پایین‌تر مثل ۵.۸ یا ۱۱ گیگاهرتز بروید که برف خیس تأثیر خیلی کمتری روی آنها دارد.
با رعایت همین چند نکته ساده، لینک شما حتی در بدترین زمستان هم زنده می‌ماند.
۳. گرد و غبار و طوفان شن و کیفیت لینک وایرلس
در مناطق جنوبی و جنوب‌شرقی ایران مثل سیستان و بلوچستان، خوزستان و بوشهر، بزرگ‌ترین دشمن لینکهای وایرلس، گرد و غبار و طوفان شن است.
از نظر افت سیگنال، در فرکانس‌های زیر ۱۵ گیگاهرتز تقریباً جای نگرانی نیست و افت کمتر از ۰.۰۱ دسی‌بل در کیلومتر است، اما در فرکانس‌های ۲۳ تا ۳۸ گیگاهرتز و در طوفان‌های خیلی شدید ممکن است به ۲ تا ۴ دسی‌بل در کیلومتر برسد.
با این حال مشکل اصلی اصلاً افت سیگنال نیست؛ مشکل واقعی، میس‌الیگن شدن آنتن به خاطر نشستن لایه ضخیم گرد روی رفلکتور و بدتر از آن، ورود ذرات بسیار ریز گردوخاک به داخل رادیوست که در طوفان‌های ۱۲۰ روزه سیستان بارها دیده‌ایم گرد داخل رادیوهای AirFiber 5X نفوذ کرده و به خاطر جرقه استاتیک، بورد را کاملاً سوخته است.
برای اینکه در این مناطق لینک پایدار داشته باشید، حتماً از رادیوهای کاملاً IP67 یا حداقل IP66 استفاده کنید، روی رادیو ونت تنفسی Gore-Tex (Breathable Vent) نصب کنید تا هم رطوبت خارج شود و هم گرد وارد نشود، آنتن‌های Deep Dish پارابولیک جامد (مثل مدل‌های ۳۴ dBi یا بالاتر) انتخاب کنید که سطح صاف و شیب‌دار دارند و گرد خیلی کمتر روی آنها می‌نشیند و در آخر، در مناطق بسیار پرگردوغبار بهتر است کلاً سراغ فرکانس‌های زیر ۱۳ گیگاهرتز بروید تا خیال‌تان از هر نظر راحت باشد.
با رعایت همین نکات، حتی در قلب طوفان‌های ۱۲۰ روزه سیستان هم لینک شما سالم و زنده می‌ماند.
۴. مه غلیظ (Fog) و کیفیت لینک وایرلس
مه غلیظ دقیقاً مثل یک ابر بسیار پایین است که روی زمین می‌نشیند و قطرات بسیار ریز آب معلق در هوا دارد؛ به همین دلیل اثرش تقریباً مشابه باران بسیار ریز است، ولی یکنواخت‌تر و طولانی‌تر.
در فرکانس ۲۳ گیگاهرتز و در مه خیلی شدید (دید زیر ۵۰ متر) افت سیگنال می‌تواند به ۳ تا ۵ دسی‌بل در هر کیلومتر برسد؛ یعنی در یک مسیر ۱۰ کیلومتری ممکن است ۳۰-۵۰ دسی‌بل افت کنید و لینک قطع شود. این پدیده به‌خصوص در شهرهای شمالی مثل رشت، انزلی، لاهیجان و آستارا در پاییز و زمستان بسیار شایع است و گاهی ساعت‌ها ادامه دارد.
راه‌حل همان راه‌حل باران است: مارجین بالا، آنتن بزرگ‌تر و Adaptive Modulation. اما یک نکته طلایی اضافه هم وجود دارد: مه معمولاً تا ارتفاع ۳۰ تا ۵۰ متر از سطح زمین می‌آید و بالاتر از آن هوا کاملاً صاف است. پس اگر امکانش را دارید، آنتن را روی دکل بلندتر (حداقل ۵۰-۶۰ متر) نصب کنید یا مسیر را طوری انتخاب کنید که بخش زیادی از لینک بالای لایه مه باشد؛ با این کار تقریباً مشکل مه را کامل حذف می‌کنید.
۵. پدیده‌های خاص: Refraction, Ducting, Multipath و کیفیت لینک وایرلس
در بهار و پاییز، به‌خصوص در مناطق ساحلی خزر و خلیج فارس، پدیده Ducting یکی از بدترین دشمنان لینکهای وایرلس است. در این شرایط لایه‌های هوا با دما و رطوبت متفاوت مثل یک کانال یا داکت عمل می‌کنند و سیگنال به‌جای رسیدن به آنتن مقابل، خم می‌شود و به سمت آسمان می‌رود یا برعکس، چند مسیر مختلف ایجاد می‌شود؛
نتیجه‌اش این است که یک لحظه SNR به‌طور غیرعادی بالا می‌رود (مثلاً +۴۰ دسی‌بل) و چند ثانیه بعد ناگهان لینک کاملاً قطع می‌شود و دوباره برمی‌گردد. این نوسانات شدید برای مشتری بسیار آزاردهنده است و حتی ممکن است تجهیزات را هم به دلیل تغییر ناگهانی مدولاسیون تحت فشار بگذارد.
در تابستان هم روی زمین‌های هموار و بی‌درخت (مثل دشت‌های مرکزی یا جنوب) وقتی زمین خیلی گرم می‌شود، ضریب K به مقدار بسیار بالا (گاهی بالای ۲ یا ۳) می‌رسد و مسیر فرنل به شدت به سمت پایین خم می‌شود؛ در نتیجه لینک دچار نوسان شدید سطح سیگنال و فید مداوم می‌شود.
تنها راه مطمئن برای مقابله با این پدیده‌ها این است که هیچ‌وقت فقط با K=۴/۳ طراحی نکنید؛ حتماً مسیر را با دو حالت بدبینانه K=۴/۳ (زمستان و شب) و K=۰.۶ (تابستان و ظهر گرم) چک کنید و ارتفاع دکل را طوری انتخاب کنید که در هر دو حالت مسیر کاملاً آزاد باشد.
در مسیرهای ساحلی و کنار دریاچه‌ها هم بهترین و مطمئن‌ترین راهکار استفاده از Diversity است؛ چه Frequency Diversity (دو فرکانس متفاوت روی یک مسیر) و چه Space Diversity (دو آنتن با فاصله عمودی ۳-۵ متری)؛ با این روش حتی اگر یک مسیر دچار Ducting شود، مسیر دوم لینک را زنده نگه می‌دارد و مشتری هیچ‌وقت قطع شدن را حس نمی‌کند.
چک‌لیست نهایی برای طراحی لینک وایرلس پایدار در ایران
بعد از سال‌ها تجربه در نقاط مختلف ایران، این جدول را همیشه جلوی چشم‌تان داشته باشید تا قبل از خرید حتی یک پیچ، بدانید در آن منطقه خاص چه فرکانسی جواب می‌دهد، چقدر مارجین لازم دارید و چه تجهیزاتی واقعاً ضروری هستند:
| عامل جوی | بهترین فرکانس | حداقل مارجین پیشنهادی | تجهیزات ضروری |
|---|---|---|---|
| باران شدید | ۷، ۱۱، ۱۳ گیگ | ۴۰+ dB | آنتن بزرگ + Adaptive Mod |
| برف و یخ | ۵.۸، ۱۱ گیگ | ۳۵+ dB | Radome + Heater |
| گرد و غبار شدید | زیر ۱۳ گیگ | ۳۰+ dB | IP67 + Gore-Tex Vent |
| مه غلیظ | ۱۱، ۱۳، ۱۸ گیگ | ۳۵+ dB | مسیر بالاتر از ۵۰ متر |
| مناطق ساحلی | ۱۱-۱۸ گیگ + Diversity | ۴۵+ dB | Space/Frequency Diversity |
حرف آخر
لینک وایرلس در ایران بدون در نظر گرفتن شرایط جوی، مثل ساختن خانه بدون پی است. شما می‌توانید بهترین رادیو و آنتن را بخرید، اما اگر مارجین کافی، فرکانس مناسب و تجهیزات محافظتی را در نظر نگیرید، در اولین باران یا طوفان مشتری را از دست می‌دهید.
هر لینکی که طراحی می‌کنید، این سوال را از خودتان بپرسید: «اگر بدترین باران ۱۰ سال اخیر فردا ببارد، این لینک زنده می‌ماند؟»
اگر جواب بله است، تبریک می‌گویم؛ شما یک لینک حرفه‌ای و پایدار ساخته‌اید.
اگر سوالی دارید یا می‌خواهید مسیر خاصی را با شرایط جوی واقعی آنالیز کنیم، در کامنت بنویسید. خوشحال می‌شوم کمک کنم.
آیا در ایران مجوز ۸۰ گیگاهرتز هم می‌دهند؟
بله، ولی فقط برای مسیرهای خیلی کوتاه و داخل شهر.
آیا درختان در زمستان مشکل کمتری ایجاد می‌کنند؟
بله، برگ‌ریزان → مسیر بازتر می‌شود.
آیا می‌توان در ایران از ۶۰ گیگاهرتز (V-Band) استفاده کرد؟
فقط برای ۱۰۰–۳۰۰ متر و در مناطق کاملاً خشک.
چرا در جنوب شرق آنتن کثیف می‌شود ولی سیگنال افت زیادی ندارد؟
گردوخاک تا ۱۵ گیگ تأثیر کمی روی افت دارد، ولی میس‌الیگنمنت و آسیب سخت‌افزار ایجاد می‌کند.
آیا آنتن بزرگ‌تر واقعاً کمک می‌کند؟
بله، هر ۳ دسی‌بل گین بیشتر = ۶ دسی‌بل مارجین بیشتر (۳ دبی در فرستنده + ۳ دبی در گیرنده).
هوای بد چه بلایی سر لینک وایرلس می‌آورد؟ بررسی اثر باران، برف و گردوغبار
در ارتباط باشید