Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow IP-телефония

Расчет дальности беспроводных каналов диапазона 2,4 ГГц

Порядок расчета

Возможны 5 различных вариантов радиолиний, представленные в первой таблице. Для выбранного варианта вычисляется значение усиления линии Y (значения переменных, входящих в формулы, представлены в таблицах) и по графику определяется дальность.

Порядок расчета: вычисляется Y и по графику определяется дальность.

Вариант радиолинии

Формула для расчета Y

1. Со штатными антеннами без усилителей.

Pпрд + Gпрд + Gпрм - Pmin

2. С внешними антеннами без усилителей.

Pпрд - Jпрд + Gпрд + Gпрм - Jпрм - Pmin

3. С внешними антеннами и передающими усилителями.

Pус + Gпрд + Gпрм - Jпрм - Pmin

4. С внешними антеннами и приемными усилителями.

Pпрд - Jпрд + Gпрд + Gпрм - Pmin (при Kпрм > Jпрм)

5. С внешними антеннами и приемо-передающими усилителями.

Pус+ Gпрд + Gпрм - Pmin (при Kпрм > Jпрм)

В нашем случае вариант радиолинии с внешними антеннами без усилителей. Исходные данные для расчета Y

1. Выходная мощность Pпрд и коэффициенты усиления штатных антенн Gпрд, Gпрм.

Аппаратура

Pпрд,

дБм

Gпрд, Gпрм,

дБ (штатные антенны)

Радиомосты Cisco-AIR, серия 350

20

2

Aironet 4800, Cisco-AIR 340

15

2

ORiNOCO (WaveLAN Turbo 11)

15

0

BreezeNET DS.11

18

2

BreezeNET PRO.11D, BreezeLink-121

15

нет

BreezeACCESS unlimited

33

16

У нас выходная мощность BU-DS.11D: Pпрд =24 дБм.

2. Реальная чувствительность приемника Pmin дБм при BER=1e-5 (зависит от скорости передачи)

Аппаратура

Скорость передачи, Мбит/с

1

2

5,5

11

Cisco-AIR 350

-94

-91

-89

-85

Cisco AIR 340, BR500, 4800

-90

-88

-87

-84

ORiNOCO

-94

-91

-87

-82

BreezeNET DS.11

-89

-86

-84

-80

Аппаратура

Скорость передачи, Мбит/с

1

2

3

BreezeNET PRO.11D, BreezeLink-121

-86

-78

-72

BreezeACCESS

-81

-75

-67

В нашем случае для BreezeNET DS.11 реальная чувствительность приемника:

Pmin = -84 дБм

3. Затухание в кабеле Jпрд, Jпрмопределяется как произведение погонного затухания на длину кабеля.

Тип кабеля

дБ/м

РК50-17-51

0.09

РК50-7-58

0.22

Belden 9913

0.24

Используется кабель РК50-17-51, следовательно погонное затухание составляет 0,09 дБ/м. В расчете на одну антенну берется 15 м кабеля. Получаем, что затухание в кабеле: Jпрд=0,09*15=1,35 дБ; Jпрм =0,09*15=1,35 дБ.

4. Коэффициент усиления антенны G

Шифр

Тип антенны

G, дБ

ДН гор, гр

ДН вер, гр

OD12-2400

Колинеарная

12

360

7

OD9-2400

Колинеарная

9

360

17

OD6-2400

Колинеарная

6

360

60

GRAD/12-2401

Колинеарная

12

360

7

GRAD/11-2400

Колинеарная

11

360

7

GRAD/7-2402

Колинеарная

7

360

30

IMAG5-2400

Автомобильная на магнитном основании

5

360

~70

GRAD/3-2403

Колинеарная

3

360

60

RM3-2400

Диполь - автомобильная

2,5

360

~180

TTOH/11

Всенаправленная с горизонтальной поляризацией

11

360

7

OD12-2400/ODR12-Kit

Колинеарная с отражателем

14

180

7

GRAD/15-2487

Волноводно-щелевая

13

90

18

OD9-2400/ODR9-Kit

Колинеарная с отражателем

11

180

14

GRAD/10-2486

Колинеарная с отражателем

11

180

20

OD6-2400/ODR6-Kit

Колинеарная с отражателем

8

180

25

TTSH/14

Волноводно-щелевая с горизонтальной поляризацией

14

90

12

TTSV/14

Волноводно-щелевая

14

90

12

DC-CA/24-PGA

Параболическая

24

10

15

SCR14-2400

Уголковая

14

35

44

SCR9-2400

Уголковая

9

65

75

P7F-2400S

Секторная плоская

7

60

45

DS21 - 2400

Плоская антенная решетка

21

8

15

DS16 - 2400

Плоская антенная решетка

16

20

21

DS14 - 2400

Плоская антенная решетка+ встоенная грозозащита

14

32

40

DS13 - 2400

Плоская антенная решетка

13

38

40

DS10 - 2400

Плоская антенная решетка

10

38

58

Коэффициент усиления антенны:

OD12-2400, Gпрд=12 дБи; CA130094, Gпрм=24 дБи.

5. Характеристики усилителей

Тип усилителя

Выходная мощность, Pус, дБм

КУ приемного усилителя, дБ

МАНУС - 212-32

27

21

МАНУС - 212-4

20

16

МАНУС - 212-01B

20

14

МАНУС -212-20B1

33

25

МАНУС -212-10FFZ

30

20

MANUS -BT

30

н/п

MANUS -BR

н/п

20

У нас усилителей нет.

Подставляем данные в общую формулу для значения усиления линии и получаем:

Y =Pпрд - Jпрд + Gпрд + Gпрм - Jпрм - Pmin=24-1,35+12+24-1,35-(-84)=141,3 дБ

Y=141,3 соответсвует по графику дальности равной 17 км, что не противоречит расположению малых офисов относительно главного офиса. (3 малых офиса находятся от главного офиса на расстояниях в 15 км).

Высоту установки антенн при условии идеально гладкой Земли можно определить по следующему графику.

При расстоянии между малым офисом и главным офисом в 15 км получаем , что антенна главного офиса должна быть на высоте в 15 метров, а антенна малого офиса, с учетом того что препятствия не должны закрывать прямую видимость и с учетом того что Земля круглая, должна быть на высоте 5 метров.

Пояснение

Во-первых. Практически все радиооборудование беспроводных сетей, поступающее в Россию, работает в диапазоне частот 2,4- 2,4835 ГГц, что соответствует длине волны 12,5 см. Такие волны распространяются вдоль прямой линии, соединяющей антенны и называемой линией визирования. Из этого следует, что препятствия не должны закрывать линию визирования. Не следует забывать, что Земля круглая. Поэтому даже в степи, при абсолютно ровной поверхности, чтобы обеспечить прямую видимость, антенны необходимо поднимать.

Во-вторых. Необходимо обеспечить такие значения параметров радиолинии, чтобы мощность полезного сигнала на входе приемника была равна или немного превышала значение реальной чувствительности приемника. Если это условие не выполняется - радиолиния работать не будет. Если превышение слишком большое - увеличивается риск создания помех другим радиосредствам, работающим в том же диапазоне.

И в-третьих. Следует знать, что практически все расчеты в радиотехнике ведутся в децибелах. Для перевода в децибелы необходимо взять десятичный логарифм числа и умножить его на 10. Например, 1 000 000 будет равно 60 дБ, а 0,001 - -30 дБ. Преимущества использования децибелов состоят в том, что вместо умножения исходных чисел достаточно сложить их в децибелах, а для деления - вычесть из делимого делитель, также выраженные в децибелах. Еще одно преимущество - отсутствие необходимости написания большого количества нулей или использования показателей степени. И еще одна тонкость. Часто можно встретить не просто дБ, а, например - дБм, дБи и другие буквы после дБ. Что это означает? Означает ту единицу, по отношению к которой берется децибел. Так, дБм - это децибел к милливатту, т.е. исходное значение в милливаттах необходимо разделить на 1 милливатт и уже после этого вычислить значение в дБ. Это делается для того, чтобы избавиться от размерности и помнить, к какой единице измерения привязаны переменные.

Также крайне необходимо знать:

Знать необходимо энергетические параметры радиолинии, входящие в выражение для мощности полезного сигнала на входе приемника и реальную чувствительность приемника. Мощность полезного сигнала в точке приема определяется выражением

В этих выражениях используются следующие параметры радиолинии:

Pпрд - выходная мощность передатчика Оборудование беспроводных сетей обычно имеет выходную мощность в пределах от 8 до 20 дБм.

Gпрд и Gпрм - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны. Какую антенну назначить передающей, а какую приемной - разницы нет. Коэффициенты усиления типовых антенн беспроводных сетей имеют значения от 2 до 24 дБи, т.е. децибел по отношению к коэффициенту усиления изотропной антенны, равномерно излучающей во всех направлениях с единичным усилением (0 дБ). Иногда производители не сообщают значения рассмотренных параметров, а указывают значение эквивалентной изотропно излучаемой мощности (ЭИИМ) - Equivalent Isotropic Radiated Power (EIRP). ЭИИМ есть произведение мощности передатчика на коэффициент усиления передающей антенны PпрдGпрд или сумма этих величин в децибелах.

l - длина волны. В рассматриваемых системах равна 0,125 м.

r - дальность передачи.

Lдоп - дополнительные потери, обусловленные целым комплексом причин, включая ослабление сигнала в соединительных разъемах, потери из-за несовпадения поляризации антенн и т.п. В рассматриваемых радиолиниях обычно полагают Lдоп = 10 дБ.

Z - запас помехоустойчивости к внешним помехам, величина которого определяется электромагнитной обстановкой в районе размещения радиолинии и обычно задается в пределах от 5 до 15 дБ.

Кроме этого, при использовании внешних антенн, подключаемых к радиооборудованию с помощью коаксиальных кабелей, необходимо знать длину кабелей и величину погонного затухания в них, выражаемого в дБ/м. Результирующее затухание в кабелях добавляется к величине Lдоп.

Реальную чувствительность приемника обозначают как Pmin, что соответствует физическому смыслу этого показателя, определяющего минимально необходимую для нормального приема мощность полезного сигнала на входе приемника. Величина этого параметра для приемников беспроводных сетей лежит в пределах от -94 до -67 дБм. Следует иметь в виду, что с увеличением скорости передачи реальная чувствительность ухудшается (численное значение Pmin увеличивается).

Для нашего случая значения таковы:

Рпрд=24 дБм; Gпрд=12 дБи; Gпрм=24 дБи; =0,125 м; r=15000 м;

Lдоп=10 дБ, но учитывая величину погонного затухания в кабеле общей длиной 30 метров (это в расчете на 2 антенны сразу) при jпрм=0,09 дБ/м и jпрд=0,09 дБ/м, получаем: Lдоп=10+0,09*(15+15)=10+2,7=12,7 дБ; Z=5дБ.

Итак, мощность полезного сигнала в точке приема определяется выражением:

Pпрм=24+12+24+20*lg(0,125)-20*lg(4*3,14)-20*lg(15000)-12,7-5=-81,26 дБ.

Необходимо сделать:

Во-первых. Рассчитать высоту подвеса антенн. Для ориентировочной оценки на ровном рельефе при одинаковой высоте антенн можно использовать простую формулу, учитывающую сферичность Земли и расстояние между антеннами. Высота подвеса антенн в метрах равна:

где r - расстояние между антеннами в километрах.

Когда одна антенна находится на уровне поверхности Земли, коэффициент 8,24 в формуле надо заменить на 4,12.

Если на трассе между антеннами есть неровности, необходимо построить профиль трассы с учетом сферичности Земли. Делается это так. По величине требуемой дальности r с помощью графика определяется величина подъема Земли в центре трассы и на лист бумаги наносятся три точки: с нулевой высотой на концах трассы и с высотой, полученной по графику, в центре трассы. Через эти точки строится дуга окружности, являющаясяя уровнем моря для построения трассы. На эту дугу в выбранном масштабе переносятся с топографической карты точки уровней высот. Полученные точки соединяются отрезками прямой, в результате получается профиль трассы, подобный изображенному на рис.1.

В нашем случае: h1=hпрд=15 м; h2=hпрм=5 м.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ
IP-телефония
Введение1. Эффективность и надежность работы сетевого комплекса1.1 Структурированные кабельные системы(СКС)1.2 Распределенные сети(WAN)1.3 Локальные сети (LAN)1.4 Технологии, применяемые в локальных сетях (LAN)1.4.1 Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet 1.4.2 Коммутация кадров1.5 Технологии, применяемые в территориально-распределенных сетях (WAN)1.5.1 Маршрутизация1.5.2 Технологии удаленного доступа к сети1.6 Универсальные технологии1.6.1 Системы управления оборудованием локальных вычислительных и глобальных сетей передачи данных1.6.2 ATM (Asynchronous Transfer Mode) 1.6.3 ISDN - Цифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network)1.6.4 ADSL - Асимметричная цифровая абонентская линия1.6.5 Технология V.90/56Kbs 1.6.6 IP-телефония1.6.7 Frame Relay1.7 Виртуальные частные сети1.8 Беспроводные сети2.1 IP-телефония2.1.1 Технология-феномен2.1.2 Перечень возможных предоставляемых услуг2.1.3 Преимущества IP-телефонии2.1.4 Качество связи2.1.5 Корпоративная телефония2.1.6 Программный продукт Internet-телефонии2.1.7 Стремление к стандарту2.1.8 Первые шаги IP-телефонии в России2.2 Метод анализа иерархий2.2.1 Основные теоретические сведения2.2.2 Содержание метода анализа иерархий2.2.3 Принципы идентичности и композиции2.2.4 Принципы сравнительных суждений2.2.5 Выбор системы методом иерархий2.3 Многофункциональная, удобная система бизнес-телефонии для развивающихся компаний и филиалов предприятий2.3.1 Ключевые преимущества и особенности системы2.3.2 Связь для малого офиса, филиала или сотрудников, работающих на дому2.3.3 Оборудование 3COM NBX1002.3.4 Программное обеспечение 3COM NBX1002.3.5 Система NBX® 1002.3.6 Спецификации2.4 Модем WATSON 4 MultiSpeed2.5 Параболическая антеннa Wire Grid для клиентских станций2.6 Всенаправленные антенны Mobile Mark для узлов доступа ( базовых станций )2.7 Расчет дальности беспроводных каналов диапазона 2,4 ГГц2.8 Рассчет пропускной способности глобальной сети3.1 Организация рабочего места оператора IP-телефонии3.1.1 Планировка рабочего места оператора связи3.2 Заземление3.2.1 Требования к заземлению электрооборудования3.2.2 Расчет защитного заземления 4. Организационно - экономический раздел5. Безопасность жизнедеятельности5.1 Экологическая экспертиза5.1.1 Основные источники загрязнения окружающей среды5.1.2 Нормативные содержания вредных веществ и микроклимата5.1.3 Нормирование параметров микроклимата5.2 Производственная безопасность5.2.1 Электромагнитное поле. Характеристики электромагнитного поля5.2.2 Вредное воздействие электромагнитных полей5.2.3 Нормирование электромагнитных полей5.2.4 Необходимые мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей5.2.5 Производственное освещение5.2.6 Основные светотехнические величины5.2.7 Обоснование системы освещения и типа светильников5.2.8 Расчет освещения5.2.9 Расчет эффективности защитного экрана5.3 Чрезвычайные ситуации5.3.1 Классификация и общие характеристики чрезвычайных ситуаций5.3.2 Основные положения теории ЧС5.3.3 Электробезопасность5.3.4 Противопожарная безопасностьЗаключениеСписок использованной литературы