Расчет зоны обслуживания сети доступа Wi-Fi в ТЦ АУРА

Смешанный режим. В этом режиме обмен  осуществляется как между системами MIMO, так и между обычными станциями. В связи с этим системы MIMO генерируют два типа пакетов, в зависимости  от типа приемника. С обычными станциями  работа идет медленно, поскольку они  не поддерживают работу на высоких  скоростях, а между MIMO — значительно  быстрее, однако скорость передачи ниже, чем в режиме зеленого поля. Преамбула  в пакете от обычной станции такая  же, что и в стандарте 802.11а, а  в пакете MIMO она немного изменена. Если передатчиком выступает система MIMO, то каждая антенна передает не целую  преамбулу, а циклически смещенную. За счет этого снижается мощность потребления станции, а канал  используется более эффективно. Однако не все унаследованные станции могут  работать в этом режиме. Дело в том, что если алгоритм синхронизации  устройства основан на взаимной корреляции, то произойдет потеря синхронизации.

Режим зеленого поля. В этом режиме полностью используются преимущества систем MIMO. Передача возможна только между  многоантенными станциями при наличии унаследованных приемников. Когда идет передача MIMO-системой, обычные станции ждут освобождения канала, чтобы избежать конфликтов. В режиме зеленого поля прием сигнала от систем, работающих по первым двум схемам, возможен, а передача им — нет. Это сделано для того, чтобы исключить из обмена одноантенные станции и тем самым повысить скорость работы. Пакеты сопровождаются преамбулами, которые поддерживаются только станциями MIMO. Все эти меры позволяют максимально использовать возможности систем MIMO-OFDM.

1.2.5 Факторы более высокой  скорости передачи данных стандарта  802.11n

Cтандарт 802.11n применяет три основных механизма для увеличения скорости передачи данных:

- применение нескольких приемопередатчиков  и специальных алгоритмов передачи  и приема радиосигнала, известный по аббревиатуре MIMO;

- увеличение полосы частот сигнала  с 20 до 40 МГц;

- оптимизация протокола уровня  доступа к сети.

Рассмотрим каждый из этих механизмов немного подробнее.

Рисунок 1.5 - Первый фактор увеличения скорости передачи данных

Первый фактор. С применением  MIMO появляется возможность одновременно передавать несколько потоков данных в одном и том же канале, а затем при помощи сложных алгоритмов обработки восстанавливать их на приеме. Проводя аналогию с автодорогами, можно сказать, что ранее существовал только 1 путь, соединяющий точки А и Б. Теперь таких путей несколько и общая пропускная способность системы увеличилась.

 

Рисунок 1.8 - Второй фактор увеличения скорости передачи данных

Второй фактор – увеличение доступной  ширины полосы частот. Теоретически достижимая пропускная способность канала связи  напрямую зависит от ширины занимаемой им полосы частот. В новом стандарте  появилась возможность объединять соседние каналы по 20 МГц и таким  образом увеличивать пропускную способность практически в 2 раза. По аналогии с автомагистралями можно  считать, что вдвое увеличивается  количество доступных для движения полос.

Рисунок 1.6 - Третий фактор увеличения скорости передачи данных

 

Первые два фактора относились к физическому каналу. Третий важный фактор увеличения производительности – оптимизация протокола передачи данных на уровне доступа к среде. В предыдущих версиях прием каждого переданного кадра (порции данных) должен был подтверждаться приемной стороной. В новой версии введена возможность блокового подтверждения. Приемник информации передает одно подтверждение сразу на несколько успешно принятых кадров, что уменьшает загрузку общей пропускной способности канала служебными сообщениями. Кроме того, уменьшен временной промежуток между кадрами, что также позволило повысить полезную пропускную способность. Проводя аналогии с повседневной жизнью, можно сравнить кадры с контейнерами для перевозок грузов. Новые правила 802.11 n позволили уменьшить дистанцию между контейнерами и позволили диспетчеру подтверждать не каждый груз в отдельности, а сразу партию грузов.

2. Описание и характеристика выбранного оборудования

Преимущества  выбранного мною оборудования:

• Централизованное управление WiFi сетью
• Легкая установка точек доступа и питание их через PoE. Большая зона покрытия.
• Простая установка контроллера на PC.
• Масштабируемость сети, ограниченная лишь ресурсами сервера/PC. Как следствие минимальные затраты на оборудование и работы по расширению сети.
• Автоматического обновления ПО (при желании можно отключить)
• Создание групп сетей (подсетей) с возможностью управлениями прав доступа
• Управление трафиком пользователей сети. Определение источников повышенной нагрузки на сеть
• Интерактивное управление с возможностью загрузки карт помещений. Отображение зоны покрытия и расположения точек доступа на картах помещений.
• Централизованная аутентификация клиентов на выделенном Radius сервере

Рис. 2. Ubiquiti UniFi-LR-3

Табл. 2.1  Харакеристики Ubiquiti UniFi-LR-3

Режим	AP, Bridge, Station, StationWDS
Диапазон частот, МГц	2400-2500
Ширина канала	20MHz / 40MHz
Сетевые порты	1 X 10/100 BASE-TX (Cat. 5, RJ-45) Ethernet Interface
Модуляция	OFDM: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64QAM DSSS: DBPSK, DQPSK, CCK
Встроенный Wireless	IEEE 802.11b/g/n, 2.4GHz
Скорости передачи данных	11n: до 300Мбит/с 11g: до 54Мбит/с 11b: до 11Мбит/с
Шифрование данных	WPA, WPA2, AES-CCM & TKIP Encryption, 802.1x,64/128/152bit WEP
Мощность излучения	27 dbm (500mw)
Напряжение питания	24V, 1A
Питания PoE	ДА
Размер	20 x 20 x 3.65 cm
Антенна	8 dBi
Вес	0.92

 

 2.1. Архитектура проектирумой сети 802.11n

Сеть будет управляться сервером. Схема беспроводной сети представлена на рисунке 2.2.

Организация сети доступа

• Организация сети беспроводного доступа осуществим с помощью точек доступа.
• Распределенная система осуществляет связь точек доступа и сервер.
• Организация подключения к сети Internet осуществляется через Систему контроля доступа и маршрутизатор.

Рис. 2.2. Структурная схема беспроводной сети

3. Расчет зоны обслуживание В ТЦ «АУРА»

 

 Упрощенная методика расчета свч радиолиний:

При развертывании беспроводных сетей  и систем СВЧ диапазона 2,4-2,5ГГц, 3,4-3,6ГГц, 5,7-5,8ГГц необходим расчет радиолиний. Подобный расчет является традиционной радиорелейной задачей, для решения  которой требуется знание большого количества исходных данных и профессиональные знания и навыки.

В то же время задачи, связанные  с предварительной оценкой реализуемости  радиолинии, оценкой состава оборудования и возможностей подключения новых  абонентов к существующей базовой  станции, не требуют полного расчета. Упрощенная методика позволяет решить эти задачи.

Для проектирования микросот уровень сигнала () в точке расположения рабочей станции (точка p) рассчитывается по формуле:

 

 

 

 

где P_пер(р)– мощность, излучаемая в направлении точки p, дБм

- коэффициент усиления передающей  антенны, дБ,

- коэффициент усиления принимающей  антенны, дБ,

- суммарные потери при распространении  радиосигнала до конечного пользователя  точки р. 

Суммарный уровень потерь при распространении  радиоволн определяется по формуле :

 

 

где – затухание в свободном пространстве на расстоянии 1 м от источника, дБ;

d – расстояние между базовой станцией (БС) и абонентскими терминалами, м;

k – число этажей между БС и абонентскими терминалами;

p – число стен между БС и абонентскими терминалами;

W – потери при прохождении радиоволн через стену, дБ.

Таблица 4.1 - Значения вносимого затухания

Объект, вызывающий затухание	Затухание, дБ
Бетонная стена (внутренняя, 10 см)	6
Бетонная стена (двойная, 2 раза по 20 см)	17
Бетонная стена 25-30 см	от 9,4 до 16
Железобетонный потолок	от 12 да 14
2 железобетонных потолка	от 35 до 45
3 железобетонных потолка	от 42 до 53
Стальная стена с окнами с  армированными стеклами	от 6,5 до 10
Стальная стена	от 31 до 41
Кирпичная стена от 10 до 12 см	2,5
Кирпичная стена от 24 см (без окон)	4
Кирпичная стена от 63 до 70 см	от 4 до 4,5
Гипсокартонная стена	от 1,3 до 2,3
Газобетонная стена	6,6
Стеклянная перегородка	2
Перегородка из армированного стекла	8

 

Зона обслуживания базовой станции

 

 – чувствительность приёмника,  дБм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Размещение базовых станций в ТЦ «АУРА»

 

Рис.3.1 Размещение базовых станций в ТЦ «АУРА»           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

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

6 «Современные технологии и стандарты подвижной связи» / Кузнецов М.А., Рыжков А.Е. – СПб.: Линк, 2006