СЛАЙД 2 (Организация WiI-Fi сети в пассажирском вагоне класса купе)

СЛАЙД 2

Стремительный рост проникновения смартфонов, планшетных ПК и других устройств с поддержкой Wi-Fi сети, популярность социальных сетей и огромное число разнообразных веб -сервисов – все это приводит к тому, что у потребителей возникает реальная потребность в мобильном интернете - доступе в любом месте и любое время. Это создает благоприятные условия для становления рынка услуг на базе Wi-Fi сети на железнодорожном транспорте

Целью данной выпускной квалификационной работы является проектирование беспроводной сети Wi-Fi в пассажирском вагоне купе класса. Этот проект является актуальным и несомненным в настоящие время, по следующим причинам:

- транспортное средство обладает заведомо ограниченным числом потенциальных потребителей и малой площадью рабочего покрытия;

- существует очевидная потребность в услуге онлайн-доступа во время длительных перемещений со стороны пассажиров, как с целью решения рабочих вопросов, так и в информационно-развлекательных целях;

-предоставление услуги беспроводной сети Wi-Fi будет способствовать увеличению пассажирооборота.

СЛАЙД 3 Исследуемый объект

Пассажирский вагон открытого типа предназначен для выполнения массовых перевозок пассажиров по магистральным путям с длительностью пребывания в пути не более 12 часов

Оснащение вагона: туалетные отделения; служебное помещение; купе для проводников; девять четырехместных пассажирских отделений; тамбур; два малых коридора; коридор вдоль вагона; розетки питания 220 В между 3 - 4 купе и 7-8 купе.

Система индивидуального электроснабжения – это система питания пассажирского вагона при помощи генератора, который находится под вагоном и приводится в действие от вращения колесной пары, такая система называлась «осевой». Так же под вагоном располагаются аккумуляторные батареи, которые заряжаются от генератора и предназначены для бесперебойного электроснабжения вагона на стоянках и небольших скоростях

Система электроснабжения типа «ЭВ10-02-20» выполняет следующие функции: автоматически регулирует напряжение цепей во время движения поезда; защищает электрооборудование вагона от коротких замыканий и длительных перегрузок; обеспечивает ручное регулирование заряда аккумуляторных батарей (малый, средний и полный заряд); через подвагонную магистраль при необходимости может питать смежный вагон либо получать питание от смежного вагона

Генератор, установленный на тележке приводится во вращение через привод. Имеется группа выпрямителей соединенных последовательно и в сумме дают напряжение, необходимое для заряда аккумуляторной батареи. На стоянках и при малых скоростях движения все потребители получают питание от аккумуляторной батареи. Выпрямитель предназначен для преобразования переменного трехфазного тока в постоянный.

Преимущество: автономность вагонов, энергоснабжение не зависит от внешних источников питания.

Недостатки: сложность обслуживания и размещения системы, многочисленные электроприборы, электрическое отопление, установки кондиционирования воздуха.

СЛАЙД 4 Оборудование

Wi-F маршрутизатор я выбирал среди следующих производителей: ASUS; D-link, TP-link и ZyXel, так как эти производители самые доступные, популярные и стабильные на рынке.

Мой выбор пал на маршрутизатор ASUS RT-N18U. У него самый удобный и расширенный интерфейс, наиболее лучшая стабильность в работе и хорошее качество передачи данных Маршрутизатор ASUS RT-N18U среднего класса стандарта Wi-Fi 802.11n с максимальной скоростью до 600 Мбит/с в единственном диапазоне 2,4 Ггц; имеет возможность задействовать два USB-аксессуара одновременно, что позволяет работать в нескольких различных режимах. Имеет три съемные внешние антенны, а так же отверстия для вертикального крепления.

Маршрутизатор способен подключиться к сети провайдера используя авторизацию. А так же имеет функцию родительского контроля

Экспресс обзор на сайте производителя

Маршрутизатор ASUS RT-N18U эксплуатировался в качестве основного сетевого устройства в офисных условиях в пределах крупного бизнес-центра, скорость доступа к Глобальной сети которую продемонстрировал ASUS RT-N18U, является весьма высокой для офисного 100 Мбит/с, которым пользовалось достаточное серьезное количество абонентов более 100 человек.

В моем данном случае, в режиме WPA-PSK/WPA2-PSK будет использоваться используется общий ключ (PSK) длиной 8 - 63 символа.

СЛАЙД 5 оптимальное расположение расположение

• Согласно техническому паспорту, вагон купейного класса имеет следующие размеры:

• - длина вагона - 25,5 м (D);

• - ширина коридора - 0,9 м (Hк);

• - ширина купе – 2,1м (L1);

- длина купе - 2,2 м (L2

• Оптимальное расположение маршрутизатора Lmax= 9,45 м; (ровно песередине пятого купе)

СЛАЙД :6 ослабление сигнала в пространстве

Ослабление сигнала в свободном пространстве от точки доступа, зависит от двух параметров: первый, от рабочей частоты; второй, от расстояния до точки приема беспроводной сети.

Ослабление сигнала в пространстве на расстояние 9,45 м, по расчетам равно 59 дБ и приведено выше на графике

СЛАЙД :7 распределение сигнала в вагоне

Для нахождения точек наименьшего распределение сигнала по вагону от точки доступа нам необходимо рассчитать по формуле Рс = Рмар + G1 + G2 – Lф1 – Lф2 – P

где Рмар —мощность маршрутизатора, дБ; Lф1, Lф2 ослабление сигнала в фидерных линиях; G1, G2 — коэффициенты усиления модема и передающей антенны, дБ.

По расчетам, наименьший уровень сигнала в 1-м и 9-м купе, он составил -34 дБ

СЛАЙД :8 увеличение зоны покрытия

Для уменьшения влияния стенок вагона и так как общая высота салона составляет 2,923м, точку доступа необходимо разместить как можно дальше от металлических стен, а значит в центре прохода вагона и на высоте 1,5-1,8 м от пола

Минимальное значение уровня мощности сигнала маршрутизатора ASUS RT-N18Uсоставляет –50 дБ,

Маршрутизатор оборудован тремя антеннами, для наилучшего покрытия всего вагона две антенны разносим в разные стороны вагона на расстояние 4м, третью оставляем на самой точке доступа

Графическим путем находим, наименьший уровень сигнала в вагоне.

Антенны соединим с точкой доступа с помощью СВЧ кабелей типа TL-ANT24EC12N. Выберем длину кабеля с запасом для прокладки по стенкам вагона — 6 м. Кабель типа TL-ANT24EC12N вносит потери 4 дБ. При использовании данного кабеля необходимо использовать переходник с разъема N типа к SMA, который внесет дополнительные 0,5 дБ затухания.

СЛАЙД :9 суммарный уровень сигнала

Суммарный уровень сигнала, при расстоянии между антеннами и маршрутизатором в 4 м, не изменился и остался -34 дБ. Для увеличения зоны покрытия, увеличим расстояние между антеннами и маршрутизатором до 7м

СЛАЙД :9 увеличение зоны покрытия

При расстоянии между антеннами 7 м., минимальный уровень мощности в свободном пространстве составил –27 дБ

Таким образом, результаты расчетов показывают, что расстояние между антеннами равное 7 метрам, является самым приемлемым

ВЫВОД

Проведено исследование по уровню мощности сигнала в вагоне поезда. Wi-Fi маршрутизатор с одной антенной находился в центе вагон, а остальные две антенны были установлены в начале и конце вагона.

Как видно из графиков, при использовании трех антенн, уровень мощности сигнала превышает порог чувствительности маршрутизатора ASUS RT-N18U, что подтверждает возможность реализации сети доступа на железнодорожном транспорте.