Зависимость чувствительности приемника от скорости передачи даннях

 

Наименование	PCI – адаптер	Точка доступа
Поддерживаемый стандарт	IEEE 802.11 a/b/g	IEEE 802.11 a/b/g
Скорость передачи	54 Мбит/с	54 Мбит/с
Диапазон рабочих частот	2,4-2,4835 ГГц	2,4-2,4835 ГГц

Продолжение таблицы 2.2.1

Чувствительность приемника	54 Мбит/с: 69 дБ; 48 Мбит/с: 70 дБ; 36 Мбит/с: 74 дБ; 24 Мбит/с: 80 дБ; 18 Мбит/с: 82 дБ; 12 Мбит/с: 84 дБ; 9 Мбит/с: 86 дБ; 6 Мбит/с: 87 дБ.	54 Мбит/с: 66 дБ; 48 Мбит/с: 68 дБ; 54 Мбит/с: 69 дБ; 36 Мбит/с: 75 дБ; 24 Мбит/с: 77 дБ; 18 Мбит/с: 82 дБ; 12 Мбит/с: 83 дБ; 11 Мбит/с: 82 дБ; 9 Мбит/с: 85 дБ; 6 Мбит/с: 87 дБ; 5,5 Мбит/с: 86 дБ; 2 Мбит/с: 87 дБ; 1 Мбит/с: 88 дБ;
Мощность передатчика	802.11а: 16 дБ 802.11/b/g: 17 дБ	Максимальная скорость передатчика 17 дБ

 

В зависимости от марки радиомодулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной.

FSL вычисляется по формуле:

 

FSL=Y дБ-SOM (7)

где SOM (System Operating Margin) – запас в энергетике радиосвязи (дБ).

Учитывает возможные факторы, отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:

- температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;

- всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;

- рассогласованные антенны, приемника, передатчика с антенно-фидерным трактом.

Параметр SOMобычно беретсяравным 10 д Б. Считается, что 10-децибильный запас по усилению достаточен для инженерного расчета.

Центральная частота канала F берется из таблицы 2.2.2.

Таблица 2.2.2

 

Вычисление центральной частоты

 

Канал	Центральная частота (МГц)
9	2452
10	2457
11	2462
12	2467
13	2472
14	2484

 

В итоге получаем формулу дальности связи;

 

D=10(FSl/20-33/20- lgF) (8)

 

Если аппаратура D-Link. на проектируемой сети, будет работать без турбо-ускорения на стандарте IEEE 802.11 g, то максимальная скорость передачи данных будет 54 Мбит/с, а рабочая скорость при подключении допустимо возможного количества рабочих станций (20 компьютеров) – около 6 Мбит/с. Найдем расстояние, на котором будет стабильно работать связь на этих скоростях (54 Мбит/с и 6 Мбит/с) для радиомаршрутизатора DIR-655 и беспроводного адаптера DWA-556.

Данные для расчета:

1) Мощность передатчиков DIR-655 и DWA-556: 15 д БмВm;

2) Чувствительность DIR-655 на скорости 54 Мбит/с:-66 д БмВm;

3) Чувствительность DIR-655 на скорости 6 Мбит/с: - 87 д БмВm;

4) Чувствительность DWA-556 на скорости 54 Мбит/с:- 66 д БмВm;

5) Чувствительность DWA-556 на скорости 6 Мбит/с:- 87 д БмВm;

6) Коэффициент усиления штатной антенны DIR-655: 2 д Би.

7) Коэффициент усиления штатной антенны DWA-556: 2 д Би.

8) Потерь в антенно-фидерном тракте, т.е. между беспроводными точками и их антеннами, нет.

 

1. Найдем расстояние на скорости 54 Мбит/с. Параметр FSL равен:

 

FSL= 15 + 2 + 2 - (-66) - 10=75 (д Б)

 

2. По формуле (8) находим дальность работы беспроводного оборудования на данной скорости (шестой канал):

D54= 10(75/20-33/20-lg2437)=0.007 (км);

 

3. Найдем расстояние на скорости 6 Мбит/с. FSL равен:

FSL=15 + 2 +2 - (-87)-10=96 (д Б);

 

4. Находим дальность работы беспроводного оборудования на скорости 6 Мбит/с:

D6= 10(96/20-33/20-lg2437)= 0,018 (км).

 

Вывод: у маршрутизатора DIR-300 и беспроводного адаптера DWA-140 на скорости 54 Мбит/с, при дальности работы в радиусе около 7 метров, потери в эфире будут составлять примерно 75 д Б. На скорости 6 Мбит/с, при дальности действия оборудования беспроводного доступа в радиусе около 18 метров, потери в свободном пространстве составят 96 д Б.

 

Расчет зоны Френеля

 

Для эффективной связи с помощью высокочастотных волн нужно обеспечить беспрепятственную линию прямой видимости между передатчиком и приемником. Возникает вопрос: сколько же пространства вокруг прямого тракта между передатчиком и приемником должно быть свободно преград? При ответе на него удобно использовать такое понятие, как зоны Френеля.

Понятие зон Френеля основано на принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка среды до которой доходит возмущение, сама становится источником вторичных волн, и поле излучения может рассматриваться как суперпозиция всех вторичных волн. На основе этого принципа можно показать, что объекты лежащие внутри концентрических окружностей, проведенных вокруг линии прямой видимости двух трансиверов, могут влиять на качество как положительно, так и отрицательно. Все препятствия, попадающие внутрь первой окружности, первой зоны Френеля, оказывают наиболее негативное влияние.

Рассмотрим точку, находящуюся на прямом тракте между передатчиком и приемником, причем расстояние от точки до передатчика равно S, а расстояние от точки до приемника равно D, т.е расстояние между передатчиком и приемником равно S+ D.

Радиус первой зоны Френеля в этой точке рассчитывается по формуле:

 

R = √((λ* S *D)/ (S + D)) (9)

 

где, R- радиус зоны Френеля (м); S, D- расстояние от антенн до самой высшей точки предполагаемого препятствия (км); λ - длина волны сигнала вдоль тракта.

Для удобства формулу можно переписать следующим образом:

 

(10)

R = 17,3 √((1/ f)* (S *D)/ (S + D))

 

где, f- частота (ГГц).

 

Замечания:

- Обычно блокирование 20% зоны Френеля вносит незначительное затухание в канал. При блокировании свыше 40 % затухание сигнала будет уже значительным, следует избегать попадания препятствий на пути распространения.

- Этот расчет сделан в предположении, что земля плоская. Он не учитывает кривизну земной поверхности. Для протяженных каналов следует проводить совокупный расчет, учитывающий рельеф местности и естественные преграды на пути распространения. В случае больших расстояний между антеннами следует стараться увеличивать высоту повеса антенн, принимая во внимание кривизну земной поверхности.

Максимальное расстояние между антеннами равно 10 км. Необходимо учитывать препятствия между передающей и приемной антенной, которые могут находиться в радиусе 7 м. Беспроводное оборудование, чаще всего, работает на шестом канале. Рассчитаем зону Френеля между приемником и передатчиком.

Решение:

Подставив данные S, D и частоту канала из таблицы 10 в формулу (10), получим:

 

R = 17,3 √((1/2,437)*(0,003*0,007)/(0,003*0,007))= 0,5 (м);

 

Вывод: зона Френеля между приемником и передатчиком составит примерно 0,5 метров. Попадающие в этот радиус действия препятствия естественного (земля, холмы, деревья) и искусственного (здания, столбы, кабеля) происхождения оказывают наиболее негативное влияние и ослабляют сигнал. Следовательно, чтобы затухание сигнала было минимальным, необходимо, чтобы препятствие не заходило в зону Френеля с радиусом 0,5 метров.

 

ЛИТЕРАТУРА

1 Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. Учебник. – Санкт-Петербург, Питер, 2001.

2 Щербо В.К. Стандарты вычислительных сетей. – М.: Кудиц – Образ, 2000

3 «Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Практическое руководство по изучению, разработке и использованию беспроводных ЛВС стандарта 802.11» / Педжман Рошан, Джонатан Лиэри. – М.: Cisco Press Перевод с английского Издательский дом «Вильямс»,2004

4 «Современные технологии беспроводной связи» / Шахнович И. – М.: Техносфера, 2004

5 «Сети и системы радиодоступа» / Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. – М.: Эко-Трендз, 2005

6 «Анатомия беспроводных сетей» / Сергей Пахомов. – Компьютер-Пресс, №7, 2002

7 «WLAN: практическое руководство для администраторов и профессиональных пользователей» / Томас Мауфер. – М.: КУДИЦ-Образ, 2005

8 «Базовые технологии локальных сетей» / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб.: Питер, 1999

9 Шахнович С. Современные беспроводные технологии. - ПИТЕР, 2004

10 Голубицкая Е.А., Жигуляская Г.М. Экономика связи. – М.: Радио и связь, 1999.

11 Баклашов Н.И., Китаева Н.Ж., Терехов Б.Д. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды: Учебник. – М.: Радио и связь, 1989.

12 Максим Букин. Public Safety – безопасность без проводов. //PCWEEK, №46(556). – 2006.

13 Беспроводные сети Wi-Fi. /Пролетарский А.В., Баскаков И.В., Чирков Д.Н., Федотов Р.А., Бобков А.В., Платонов В.А. //Интернет-университет информационных технологий – ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 г. – 216 стр.

14 Шахнович. Современные технологии беспроводной связи. М.: Техносфера, 2006. – 288 стр.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте выполнено проектирование беспроводной сети ЛВС в офисном двухэтажном здании с количеством рабочих станций – 64.

Сеть организована на базе стандарта IEEE 802.11g, которая предоставляет пользователям сети следующие виды телекоммуникационных услуг: передача данных, голоса, видео.

Проектируемая сеть стандарта IEEE 802.11g строится по топологии BSS(базовые зоны обслуживания), которая предусматривает использование точек доступа и контроллера беспроводной сети BlueSecure.

Контроллер обеспечивает безопасность и управление беспроводной сети. В расчетной части дипломного проекта произведены расчеты зоны действия сигнала (зоны покрытия) и зоны Френеля.

В разделе охраны труда проведен расчет защитного заземления.

В экономической части дипломного проекта произведен расчет экономической эффективности от внедрения беспроводной ЛВС. Срок окупаемости составил 3,3 года.