04.Пояснительная записка Питенко (1197032), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок 2.2 – Базовая станция WOP – 12ac-LR
WОP-12ac-LR служит для организации БШПД сети в массивах частной застройки, которая позволяет обеспечить широкополосный доступ в интернет клиенту в радиусе до 5 км и дает возможность предоставить абоненту все сервисы TriplePlay. Устройство является незаменимым решением для организации беспроводной сети в различных климатических условиях - в широком диапазоне рабочих температур и высокой влажности (различные климатические зоны), с возможностью подключения различных типов секторных антенн.
Базовая станция WОP-12ac – новейшее гибкое решение, позволяющее увеличивать зону покрытия сети за счет мощности передатчика (до 27 dBm) и увеличивать количество клиентов на одну базовую станцию (до 150) за счет трех независимых радио интерфейсов. Благодаря высокой производительности аппаратной платформы, возможностям масштабирования, интуитивно понятному интерфейсу, можно легко и быстро разворачивать беспроводную IT-инфраструктуру.
Благодаря поддержке стандарта IEEE 802.11ac базовая станция WОP-12ac-LR обеспечивает канальную скорость передачи данных до 866 Мбит/c.
Использование технологии MIMO и узконаправленных антенн позволяет сделать WОP-12ac-LR - универсальным решением для организации БШПД сетей.
Для подобной IT-инфраструктуры предусмотрены современные технологии аутентификации и шифрования, которые обеспечивают защиту персональных данных и безопасность сети.
Для стабильной и непрерывной работы устройства используются высокопроизводительные процессоры Broadcom, позволяющие добиться самых высоких показателей в скорости обработки данных и наилучшей эффективности работы по технологии FBWA (Фиксированного широкополосного беспроводного доступа).
Поддержка технологии PoE(PoweroverEthernet-технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными, через стандартную витую пару в сети Ethernet) дает возможность установки оборудования в любых местах, независимо от расположения источника электропитания, экономить на стоимости силовых кабелей и делает инсталляцию простой и не требующей больших затрат времени.[10]
Рисунок 2.3 Схема электропитания базовой станции.
2.5Программирование сетей hotspot.
Для программирования сетей используется программный комплекс SoftWLC
SoftWLC — это программный комплекс предназначенный для управления беспроводной сети доступа по технологии WiFi. Контроллер SoftWLC позволяет реализовать разносторонние задачи по организации HotSpot зон, авторизация пользователей согласно действующему постановлению правительства РФ, гибкий и удобный инструмент для монетизации услуг Wi-Fi и предоставления качественного сервиса под контролем оператора. Комплекс предоставляет единый интерфейс для всех операций по управлению сетью WiFi. Высокая гибкость решения позволяет строить, как одно ранговые сети уровня Enterprise с базовым набором услуг, так и сложные решения с иерархическим управлением операторского уровня. Возможны, также, гибридные схемы применения.
В состав комплекса входят
-
Система управления и мониторинга
-
WEB-сервер для организации услуги Hotspot (CaptivePortal)
-
DHCP сервер для выдачи адресов точкам доступа и пользователям WiFi
-
RADIUS-сервер для аутентификации, авторизации и сбора статистики, биллинга.
Ключевые возможности системы управления
-
Конфигурирование точек доступа, включая групповые политики
-
Конфигурирование клиентов WiFi, включая групповые политики
-
Мониторинг точек доступа, включая выборочные интерфейсы и параметры
-
Отображение текущего состояние всех WiFi клиентов сети
-
Статистика работы сети: трафик, время сессий, типы устройств и т. д.
-
Сбор сервисной и аварийной информации
-
Оповещения о сбоях в сети
-
Отладочная информация
-
Гибкая система полномочий персонала (роли, пользователи)
-
Возможность интеграции с OSS/BSS провайдера через NorthnoundInterface
Ключевые возможности HotspotCaptivePortal
-
Возможность реализации неограниченного числа отдельных виртуальных порталов (число порталов может быть равным числу SSID на сети);
-
Каждый виртуальный портал может иметь собственный вид;
-
Реализованный интерфейс взаимодействия с сервисами высылки SMS;
-
Поддержка авторизации пользователей согласно постановления правительства РФ №758 от 31 июля 2014 г.
-
Хранение данных о авторизации пользователей до 3х лет;
-
Поддержка интеграции с рекламными площадками;
-
Поддержка сервисов онлайн-оплаты услуг;
-
Механизм защиты от автоматизированного перебора паролей. [11]
2.6Разработка структурной схемы организации сети.
Беспроводная сеть, которую планируется реализовать, будет основана на стандарте IEEE 802.11n, 802.11ac.
Провайдер «Регион-28» предоставляет проводное подключение по всему городу, и коммутаторы имеющейся сети будут использоваться для создании новой сети для беспроводного доступа.
Так как точки доступа распространяют сигнал сферически, планируется установить их на оптимальном расстоянии от жилых домов, на специальных мачтах, для получения максимальной силы сигнала и высокой передачи данных. Питание точек доступа, а так же подключения их в сеть планируется осуществлять через кабель PoE с разъемами RJ-45.
Рисунок 2.4 - структурная схема
Организация сети доступа в центра города:
Из-за небольшого радиуса эффективного подключения устройств, равного 105 метров. Необходимо устанавливать базовые станции WOP-12ac на расстоянии равном 100 метров от жилых зданий, для покрытия большей площади зоны действия Wi-Fi.
Используя приложение GoogleEarthизмерим необходимое расстояние для установки точек доступа.
Рисунок 2.5 – Расстояние для установки точки доступа.
Базовая станции WOP-12аcбудет устанавливаться в расчетных точках на мачтах. Данные станции распространяют сигнал сферически, таким образом можно нанести на карту место расположения точки доступа а так же зону ее покрытия.
Рисунок 2.6 – Зона покрытия базовой станции WOP-12ac
При помощи графического расчета мест для установки базовых станции, а так же нанесением на карту зон покрытия WOP-12ac, можно определить необходимое количество базовых станций для осуществление подключения абонентов на на территории жилых районов города.
Рисунок 2.7 – Зоны покрытия Wi-Fiв городе
Для организации общей городской зоны подключения, потребуется 61 базовые станции, которые обеспечат беспроводной доступ к сети Интернет.
Используя данный метод установки и расчета необходимого количества базовых станций, можно выделить последовательность действий для создания сети беспроводного доступа:
-
Организовать сеть беспроводного доступа, для чего приобрести и установить 61 точку доступа
-
Подключить точки доступа к коммутатором проводной сети, определить точки доступа. Обеспечить мониторинг сети.
Организация сети доступа в близ лежащих районах.
-
Организовать сеть беспроводного доступа, для чего приобрести и установить по 1 точки доступа в каждом микрорайоне.
-
Построить мостовое соединение до точек доступа. Включить точки в сеть. Обеспечить мониторинг системы.
Организация сети доступа в микрорайонных города.
Для организации сети в микрорайонах, точка доступа будет включена в сеть через мостовое соединение, и организации сети в микрорайонах будет осуществляться через мост к личным точкам доступа клиента, через режим повторителя.
Рисунок 2.8 Схема подключение микрорайонов города.
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Расчет эффективного расстояния
Для беспроводного соединения Wi-Fi важно какое препятствие находится на пути распространения сигнала.
Город Тында состоит из многоэтажных домов. Многоэтажные дома делиться на пятиэтажные, девятиэтажных зданий. Многоэтажные дома построены из железно-бетонных панельных блоков.
Различные препятствия (стены, потолки, мебель, металлические двери и т.д.), расположенные между Wi-Fi-устройствами, могут частично или значительно отражать/поглощать радиосигналы, что приводит к частичной или полной потере сигнала.
В городах с многоэтажной застройкой основным препятствием для радиосигнала являются здания. Наличие капитальных стен (бетон + арматура), листового металла, штукатурки на стенах, стальных каркасов и т.п. влияет на качество радиосигнала и может значительно ухудшать работу устройств Wi-Fi. Влияет на качество не только количество стен, расположенных на пути распространения сигнала, но и толщина.
Внутри помещения причиной помех радиосигнала также могут являться зеркала и тонированные окна.
Ниже показана таблица потери эффективности сигнала Wi-Fi при прохождении через различные среды.Данные приведены для сети, работающей в частотном диапазоне 2.4 ГГц.
Таблица 3.1 Патери эффективности сигнала Wi-Fi
| Препятствие | Дополнитель- ныепотери (dB) | Эффективное расстояние* |
| Открытое пространство | 0 | 100% |
| Окно без тонировки (отсутствует металлизированное покрытие) | 3 | 70% |
| Окно с тонировкой (металлизированное покрытие) | 5-8 | 50% |
| Деревянная стена | 10 | 30% |
| Межкомнатная стена (15,2 см) | 15-20 | 15% |
| Несущая стена (30,5 см) | 20-25 | 10% |
| Бетонный пол/потолок | 15-25 | 10-15% |
| Монолитноежелезобетонное перекрытие | 20-25 | 10% |
Эффективное расстояние - означает насколько уменьшится радиус действия сигнала Wi-Fi после прохождения соответствующего препятствия по сравнению с открытым пространством.
Самым распространенным устройствами которые будут подключаться к нашей сети, это смартфоны, планшеты и ноутбуки.
Таблица 3.2 Характеристики подключаемых устройств.
| Наименование оборудование | Эффективное расстояние |
| Смартфоны (компании Acer, Alcatel, Apple. Sony) | 150 м при стандартах 802.11b,802.11g,802.11n |
| Планшеты | 170 м при стандартах 802.11b,802.11g,802.11n |
| Ноутбуки | 190 м при стандартах 802.11b,802.11g,802.11n |
Таким образом, эффективное расстояние рассчитываем с самым слабым приемником. Беспроводные точки доступа, находятся вне здания, и для расчета берем потери эффективного расстояние через Окно (без тонировки), равное 70%.
Эффективнее расстояние подключения выражается как R*70%.
70% - эффективное расстояния при прохождении окна
R – эффективное расстояние передатчика устройства
Таблица 3.3 “Эффективное подключение устройств:
| Наименование оборудование | Эффективное расстояние до точки беспроводного доступа. |
| Смартфоны (компанииAcer, Alcatel, Apple. Sony) | 105 м. |
| Планшеты | 119 м. |
| Ноутбуки | 133 м. |
Таким образом Смартфоны являются устройствам с самой малой зонной для эффективного подключения к точкам доступа. Таким образом эффективным расстоянием расположения беспроводных точек доступа составляет 105 м. от многоэтажных зданий.
3.2 Расчет мостового соединения.
Для расчета дальности беспроводного канала связи нежно ввести некоторые понятия:
FSL (FreeSpaceLoss) – потери в свободном пространстве (дБ)
F- центральная частота канала, на котором работает система связи (МГц)
D – расстояние между двумя точками (км)














