CC BY
26
стоимостью (один интервал около 80 тысяч рублей), достаточно высокой пропускной способностью до 50 Мбит/с, малыми массогабаритными показателями, возможностью работы в условиях плотной городской застройки, в том числе на закрытых интервалах и простотой эксплуатации.
Анализ технических характеристик и возможностей средств ШБД показывает, что при приблизительно равных энергетических параметрах более целесообразным является применение для плотной городской застройкой отечественных радиомаршрутизаторов КАР1ЯА которые имеют хорошие показатели пропускной способности (до 50 Мбит/с) и нашли широкое применение в сетях связи крупных посмпаний.
Таким образом
1. Применение современных средств радиорелейной связи и (или) ШБД обеспечит повышение эффективности использования средств и комплексов связи используемых для развертывания сетей связи.
2. Оборудование одного интервала ШБД имеет незначительные массогабаритные показатели и в зависимости от выполняемых задач может временно выдаваться обслуживающему персоналу РРС на период обеспечения связи. Оно имеет возможность установки на любой мачте (трубостойке), запитывается от любого однофазного источника напряжением 220 В и имеет низкое энергопотребление.
Список использованной литературы:
1. Слюсар В.И. Современные тренды радиорелейной связи.// Технологии и средства связи - 2014-№4 с 32-36
2. Свиридов В.Т. Радиорелейные линии связи.// Государственное издательство физико-математической литературы - 1959 - с 81
© Пулов Ю.В., Мерлинский С.С., 2020
УДК 62
К.Д. Тиц
сотрудник Академия ФСО России г. Орёл, РФ
АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПОСТРОЕНИЯ СРЕДНИХ И БОЛЬШИХ КОРПОРАТИВНЫХ
БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ
Аннотация
Рассматриваются основные существующие подходы к планированию беспроводных корпоративных сетей. Выделяются основные факторы влияющие на их проектирование. Вносится предложение по разработке методики для более эффективного планирования.
Ключевые слова
Беспроводные сети, производительность, зона покрытия, частотный диапазон, интерференция,
частотно - энергетическое планирование.
В настоящее время в системах связи широко используются стандарты беспроводной передачи данных различного назначения. Это связано с удобством их использования, низкой стоимостью и разумной пропускной способностью. Доступные в настоящее время беспроводные сети передачи данных обычно можно классифицировать в соответствии с такими критериями, как: дальность связи, поддерживаемая топология и область применения.
На сегодняшний день широко используются беспроводные стандарты IEEE 802.11. Этот стандарт является основным для построения беспроводных локальных сетей. В то же время, например, беспроводное оборудование IEEE 802.11, такое как радиомаршрутизатор Rapira RS3, позволяет передавать информацию на расстояние, превышающее размер локальной зоны. В настоящее время стандарт характеризует ряд
спецификаций, которые описывают беспроводную передачу данных в различных частотных диапазонах.
Существует несколько типичных применений оборудования беспроводного доступа IEEE 802.11. Это различает независимые базовые зоны обслуживания (BSS) и расширенные зоны обслуживания (ESS). Планирование покрытия является одним из основных этапов проектирования беспроводной сети. Проектирование беспроводных сетей осуществляется с использованием нескольких подходов. Первый подход заключается в обеспечении максимального покрытия, второй подход направлен на достижение максимальной скорости передачи данных в сети, а третий - на достижение баланса между зоной покрытия и достижимой пропускной способностью в ней. Следовательно, наиболее важными этапами проектирования беспроводной сети являются планирование производительности беспроводной сети и планирование покрытия.
Поскольку производительность и зона покрытия беспроводных сетей взаимосвязаны, при их проектировании следует учитывать множество параметров, которые на них влияют.
Выбор частотного плана, а также энергетических параметров беспроводного оборудования средних и крупных корпоративных сетей, построенных с использованием нескольких точек доступа и передачи большого объема трафика, является сложной, трудной для формализации задачей.
Поскольку в беспроводной сети передача данных между станциями происходит по общему частотному каналу, возникают межканальные помехи, называемые интерференцией.
Интерференция - это влияние передачи одного беспроводного устройства на прием другого. В результате пакеты принимаются с ошибками, требуется повторная передача, увеличиваются задержки при доставке пакетов, снижается производительность сети [1].
В связи со спецификой работы механизма доступа к среде сети IEEE 802.11 могут принципиально различать несколько типов помех.
Многие дизайнеры справедливо опасаются влияния сторонних радиосигналов на сеть Wi-Fi. Такие сторонние устройства могут скрывать камеры наблюдения, видеокамеры, беспроводные интерфейсы систем ACS и SCADA и многое другое, включая возможные широкополосные источники помех. Однако обычно большая часть помех - это помехи от сторонних сетей IEEE 802.11.
На больших открытых площадках, таких как стадионы, обычно наблюдаются сильные помехи Wi-Fi. Это связано с отсутствием препятствий на пути распространения сигнала и большим количеством пользователей. Если есть другая точка доступа, работающая на том же канале в зоне покрытия точки доступа (ТД), то будут возникать эффекты внутриканальной интерференции в общем канале (CCI). Как правило, в сетях высокой плотности (СВП) в области, где находятся пользователи, расположено большое количество точек доступа, многие из которых могут работать на одном и том же канале. Чем больше таких точек, тем выше CCI.
Серьезность CCI в сети Wi-Fi зависит от многих факторов: типа точки доступа, типа антенны, выбранного местоположения и т.д., в зависимости от количества клиентских устройств в зоне покрытия. В этом случае возможные помехи должны быть минимальными. CCI является основной причиной, по которой сети с избыточными точками доступа испытывают эксплуатационные проблемы. В этом смысле цель планирования WLAN состоит в том, чтобы увеличить количество точек доступа, чтобы дальнейшее увеличение не изменило общую пропускную способность сети.
Межканальная интерференция (Adjacent Channel Interference - ACI) возникает, когда полосы частот, передаваемые по разным каналам, пересекаются в спектре. Это явление распространено повсеместно в беспроводных локальных сетях и в некоторой степени является «неизбежным злом», поскольку сотовый принцип построения беспроводных локальных сетей предусматривает пересечение зон покрытия точек доступа, работающих на разных каналах. В системах для моделирования радиопокрытия и радионаблюдения эта характеристика представлена параметром перекрытия каналов, который указывает количество каналов, пересекающихся в спектре. Важно отметить, что обычно здесь мы имеем в виду пересечение основных частей маски канала, то есть от центральной частоты до точки B. Важность этого нюанса не следует недооценивать. На рис.1 показана основная спектральная маска, то есть максимально допустимая спектральная плотность энергии передаваемого сигнала, выраженная как функция частоты
OFDM-модулированных каналов в соответствии с IEEE802.11g/n(2,4 ГГц) /ac.
S,dBr
OdBr
-28dBr
-20dBr
z
:k
z
\
■40dBr
FT А в с D f, GHz Рисунок 1 - Сшктральная маска канала
В какой-то степени сети 802.11 будут конкурентоспособными; они применяют мeханизм ССА (Clear Channel Assessment) для нахождения статус срeды (если она не доступна - подождите, если она освободилась - передавайте). Принцип CCA построен на настройке границы прдама, который, в свою очередь, обозначает активнoсть передатчиков с использованием одной передающей срeды. Причем устрoйствo обеспечивающее дocтуп к окружающей срeдe включает в себя несколько составляющих. №рвая - это мониторинг нeсущeй (E^rgy Dеtеction - ED). К примеру, граничное значeниe ED для каналoв 20 МГц сoставляeт -62 дБм. То есть выявление каждого OTraara с урoвнeм находящемся вышe порoгoвoгo значeния будeт остановлено. Втoрая, это мониторинг виртуальной нeсущeй (virtuаl cаrriеr БепБе,), определяемой посредством упрaвлeния характеристикой NAV (^twork аllоcаtiоn vеctоr).
В следствии того, что кашлы с ширишй 40 МГц и вышe практичeски не используются в сeтях вытетой плoтнoсти (CВП), имеет cмыcл рассматривать знaчeния тoлькo для 20 МГц. а имeнно -82 дБм. В подавляюще большом количестве случаeв имeннo граничное значeние -82 дБм определит параметры дoмeна кoллизии.
Также стоит сказать о наличие в стaндaртe oграничeния нa мaксимaльно возможный урoвeнь принимaeмогo сигнaла: -30 дБм для 5 ГГц и -20 дБм для 2,4 ГГц. Eсли эти пoрoги превышены, приемное устройство перестанет работать на определенный период времени [2, 3].
Анализ показал, что для снижения межканальных помех необходимыми этапами планирования производительности и зоны покрытия беспроводной сети являются:
1. Выбор мощности передатчика.
2. Выбор используемых антенн.
3. Выбор частотного диапазона.
4. Выбор радиочастотного канала.
Выбор мощности передатчика обязан быть таким, чтобы обеспечить требуемый размер зоны покрытия каждой ТД и уровень сигнала для достижения желаемой скорости передачи.
Однако максимальная мощность излучения приводит к помехам между ТД, работающими на перекрывающихся или идентичных каналах, что приводит к снижению их производительности.
При низкой плотности устройств, для достижения максимального охвата максимальная мощность передатчика оправдана. При высокой плотности точек доступа снижение мощности может повысить производительность сети за счет уменьшения помех в перекрывающихся и повторно используемых идентичных каналах.
Использование всенаправленных антенн позволяет увеличить зону обслуживания, обслуживаемую
беспроводным устройством. Применение направленных антенн позволяет создавать нестандартные зоны покрытия или реализовывать пространственное разделение зон покрытия в одном частотном канале.
Таким образом, при создании сети необходимо обосновать мощность передатчиков точек доступа, а также тип и характеристики применяемых антенн.
При выборе диапазона частот следует учитывать тот факт, что, например, при увеличении скорости передачи и переходе от диапазона 2,4 ГГц к 5 ГГц производительность, при прочих равных условиях, будет увеличиваться, а дальность действия будет уменьшаться. При другом подходе вы можете увеличить мощность излучения сигнала передающего устройства и использовать антенну с более высоким коэффициентом усиления, одновременно увеличивая дальность и производительность.
Чтобы избежать межканальных помех, соседние точки доступа настраиваются на неперекрывающиеся каналы, ширина и количество которых зависят от спецификации стандарта IEEE 802.11 и радиочастотного регулирования в России.
В России можно использовать 13 каналов (с шириной полосы 20 МГц) в диапазоне частот 2,4 ГГц, три из которых не перекрываются.
В диапазоне частот 5 ГГц имеется более 20 непересекающихся каналов (с шириной полосы 20 МГц). Однако при использовании каналов с шириной полосы более 20 МГц для обеспечения более высоких скоростей передачи число непересекающихся каналов уменьшается.
Таким образом, при проектировании сети необходимо разработать частотный план, чтобы перекрытие частотных каналов было минимальным. Однако в настоящее время нет способа назначить частотные каналы беспроводной сети.
В простейших случаях частотные каналы назначаются экспериментально.
Таким образом, при частотно-энергетическом планировании средних и крупных корпоративных беспроводных сетей следует обосновать:
1. Мощность передатчиков точек доступа.
2. Тип и характеристики используемых антенн.
3. Используемые диапазоны частот.
4. Номер и ширина радиочастотного канала.
Кроме того, при планировании следует учитывать, что выходная мощность передатчика и ЭИИМ электронных устройств регулируются государственными органами. Основные технические характеристики и условия использования беспроводных устройств передачи данных регулируются Государственной комиссией по радиочастотам.
Учитывая все вышеперечисленные функции, которые должны быть в частотном и энергетическом планировании, вы можете развернуть сеть с необходимой зоной покрытия и максимальной производительностью.
Таким образом, анализ особенностей построения средних и больших корпоративных беспроводных сетей показал, что задача разработки методологии частотного и энергетического планирования средних и крупных корпоративных беспроводных сетей с целью повышения их производительности является актуальной задачей, требующей учета влияния многих факторов и детального изучения всех вышеперечисленных особенностей планирования.
Список использованной литературы:
1. Пролетарский А.В. Технологии современных беспроводных сетей Wi-Fi// МГТУ им. Н.Э. Баумана 2017 г.
2. Lukaszewski C. Aruba VHD 802.11ac Networks VRD. Theory Guide v1 Aruba. 2015.
3. IEEE Std 802.11 - 2016. IEEE Standard for Information technology -Telecommunications and information exchange between systems. Local and metropolitan area networks -Specific requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Взамен IEEE Std. 802.11-2012. Введ. 2016. - Нью Йорк: Институт IEEE. - 3534 с.
© Тиц К.Д., 2020
