Расчет дальности беспроводных каналов диапазона 2,4 ГГц - IP-телефония
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.
Похожие статьи
-
Расчет выходного усилителя Расчет К-цепи по постоянному току включает выбор режимов транзисторов и расчет сопротивлений резисторов, обеспечивающих...
-
Предположим, что напряжение на входе детектора равно 150 мВ. Требуемый коэффициент усиления линейного тракта определяется как: (10) Реальный коэффициент...
-
При организации самостоятельной сети АТ нагрузку каналов в ЧНН между проектируемой и i-й станциями можно представить в следующем виде, Эрл , (23) Общий...
-
Расчет количества резервных каналов связи по направлениям - Передача дискретных сообщений
Коэффициент готовности пучка каналов связи определяется по формуле (если каждого канала по направлению равны) , (34) Где - количество каналов в пучке...
-
Расчет освещения - IP-телефония
Предлагается следующее расположение светильников в помещении: Рисунок 6 Расположение светильников в помещении Наименьшая высота подвеса светильников с...
-
Для определения необходимого числа каналов на участках между проектируемой станцией и заданными узлами связи дороги воспользуемся номограммой. Процент...
-
Определим граничную частоту усиления ФПУ. Коэффициент усиления К цепи, как функцию передачи информации линейной цепи, представить в операторной форме...
-
Расчет числа пакетов от первой группы (телефония) - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Для расчета числа пакетов создаваемых пользователями телефонии, необходимо задаться типом используемого кодека. На сегодняшний день в сетях IP-телефонии...
-
ПУ усиливает электрический сигнал, обеспечивая наибольшее отношение сигнал/шум. Основные требования, предъявляемые к ПУ - минимальные шумы, максимальный...
-
При расчетах каналов и оборудования телеграфных станций сети ПС необходимо учитывать не только нагрузку по передаче и приему телеграмм, но и нагрузку в...
-
Расчет выходного каскада - Разработка дифференциального усилителя
Расчет усилителя мощности на транзисторах Определим мощность, рассеиваемую на нагрузке: W Определим ток, протекающий через нагрузку: A Определим величину...
-
Расчет базовой цепи - Проектирование выходного каскада связного передатчика с частотной модуляцией
Для транзисторов УВЧ и СВЧ существенную роль играют LC - элементы, образующиеся между кристаллом и корпусом транзистора. При расчете входной цепи...
-
Номинальная выходная мощность, Диапазон регулировки тембра, Действие АРУ - ЖК-телевизоры
Она обеспечивается усилением низкой частоты. В современных усилителях строится на базе интегральных ИМС серии К 174УН. Для стереофонического звучания все...
-
Из приведенных выше примеров расчета видно, что наибольшие искажения АЧХ обусловлены входной цепью. Для расширения полосы пропускания входных цепей...
-
Расчет производительности узла доступа - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Расчет производительности узла доступа для новых групп пользователей необходимо проводить с учетом "старых" групп, использующих из всего спектра...
-
Для передачи непрерывных сообщений можно воспользоваться дискретным каналом. При этом необходимо преобразовать непрерывное сообщение в цифровой сигнал,...
-
Все рассуждения, проведенные относительно первых двух групп, остаются в силе и для третьей группы, применительно к сервисам передачи голоса, а именно:...
-
Рассуждения, приведенные для первой группы абонентов, в полной мере можно применить и ко второй группе для расчета числа пакетов, возникающих в...
-
Исходя из рисунка 1.2 видно, что данная транспортная сеть обладает национальным (магистральным) уровнем значимости, так как она обеспечивает связь между...
-
В качестве основного параметра, характеризующего канал связи, используется вероятность ошибки р в зависимости от отношения h средних мощностей сигнала Wс...
-
Заземление, Требования к заземлению электрооборудования, Расчет защитного заземления - IP-телефония
Требования к заземлению электрооборудования Заземление телекоммуникационного оборудования должно выполняться с целью: Защиты персонала от поражения...
-
Расчет ротора - Проектирование трехфазного асинхронного двигателя с фазным ротором
Наиболее распространенной обмоткой для фазных роторов является Двухслойная стержневая волновая обмотка. У Читывая выбранный аналог двигателя...
-
Принципиальная схема усилителя с межкаскадной КЦ второго порядка приведена на рисунке 8.1,а, эквивалентная схема по переменному току - на рисунке 8.1,б....
-
Расчет и выбор емкости аккумуляторной батареи - Электропреобразовательные устройства
Определяем номинальное значение напряжения на зажимах АБ (напряжение содержания UАБ ном) для нормального режима работы ЭПУ. UАБ ном=2.23n=2.23-28=62.44В....
-
ФПУ является составной частью линейного тракта и служит связующим звеном между ВОК и приемником. Фотодиоды изготавливаются из разных материалов. Рабочие...
-
Примерное значение мощности можно определить при помощи адмиралтейского коэффициента: кВт Где: D=2400т - водоизмещение судна =16 узлов - скорость судна...
-
Суммарная удельная сила равна Суммирование производится графически. Очень удобно делать это с помощью измерителя. В каждой точке (0, 30, ... 7200)...
-
Расчет трансформатора малой мощности - Расчет вторичного источника электропитания
После расчета фильтра, выпрямителя и определения входных и выходных напряжений и токов трансформатора, обеспечивающих в нагрузке номинальные ток и...
-
Приемник с переменной настройкой УРЧ состоит из каскада транзисторного резонансного усилителя с ОЭ, в котором колебательный контур настроен на частоту...
-
Для современных мощных биполярных транзисторов, как правило, оговаривается номинальное напряжение коллекторного питания Ек. п. В нашем случае по...
-
Рассчитаем качественные показатели (категорию обслуживания для любого времени действия и вероятность обслуживания), обеспечиваемые системой на улицах...
-
Расчет удельных показателей автомобиля - Расчет автомобиля Урал-4320
Эффективность конструкции автомобиля и отдельных агрегатов может быть охарактеризована рядом частных показателей, таких как удельная мощность, удельный...
-
Рис. 4.2.1. Временная диаграмма работы системы с РОС-ОЖ Расчет параметров систем с ОС и ожиданием 4.3.1 Построить временные диаграммы для системы с...
-
Рис. 4.2.1. Временная диаграмма работы системы с РОС-ОЖ Расчет параметров систем с ОС и ожиданием 4.3.1 Построить временные диаграммы для системы с...
-
Дано : транзистор, частота fВ. Рассчитать коллекторную нагрузку Rк. , , ; . Транзистор известен, следовательно, известна емкость Со. При расчете возможны...
-
Тягово-скоростные характеристики автомобиля - Расчет автомобиля Урал-4320
Тягово-скоростные характеристики, к которым относятся скорость движения, тяговые усилия на ведущих колесах и динамический фактор автомобиля, определяются...
-
Прокладка ОК в кабельной канализации может выполняться вручную или механизированным способом с использованием комплекта приспособлений для прокладки...
-
Требования к полосе пропускания - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Требования к полосе пропускания определяются гарантиями качества обслуживания, предоставляемыми оператором пользователю. Параметры QoS описаны в...
-
Вероятность безотказной работы: TСр - среднее время безотказной работы. S - интенсивность отказов. Если изделие содержит n-типов элементов, последний из...
-
Расчет надежности микрофарадометра - Особенности работы микроконтроллера
В таблицу 3.1.4 заносятся данные из принципиальной схемы. Таблица заполняется по колонкам. В 1-ую колонку заносится название элемента, его тип...
Расчет дальности беспроводных каналов диапазона 2,4 ГГц - IP-телефония