Задание 3
Поясните назначение технологии Wi-Fi.
Приведите краткое описание пользовательских стандартов Wi-Fi.
Сравните пользовательские стандарты Wi-Fi. Результаты сравнения за несите в таблицу 7.
Рассчитайте дальность беспроводного канала связи (исходные дан ные приведены в таблице 5).
Методические указания по выполнению задания 3
Содержание ответа
Назначение технологии Wi-Fi.
Описание пользовательских стандартов Wi-Fi.
Сравнение пользовательских стандартов Wi-Fi.
24
Таблица 5 - Исходные данные
|
Вариант |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Беспр. адаптер |
DWA-126 |
DWA-643 |
DWA-548 |
PCI-G31 |
DWA-643 |
DWA-548 |
DWA-126 |
PCI-G31 |
DWA-548 |
DWA-643 |
Точка доступа |
DAP-1155 |
DWL-3200АР |
DAP-1360 |
ASUS WL-330 |
DAP-1155 |
DWL-3200AP |
DAP-1360 |
DAP-1155 |
ASUS WL-330 |
DAP-1360 |
Скорости передачи данных |
1 54 |
2 48 |
5,5 36 |
11 24 |
2 18 |
5,5 12 |
11 48 |
1 6 |
2 36 |
9 54 |
Номер канала |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
25
Таблица 6 - Технические характеристики беспроводных точек доступа и адаптеров
параметр |
стандарт |
Скорость, Мбит/с |
Беспроводной адаптер DWA-126 |
Беспроводная точка доступа DAP-1155 |
Беспроводная точка доступа DWL-3200AP |
Беспроводной адаптер DWA-643 |
Беспроводной адаптер DWA-548 |
Беспроводная точка доступа DAP-1360 |
Беспроводной адаптер PCI-G31 |
Беспроводная точка доступа ASUS WL-330 |
Выходная мощность передатчика |
IEEE 802.11b: |
1 |
+ 19dBm |
+ 17 dBm |
OdBm |
+ 17 dBm |
+ 16 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 19 dBm |
2 |
+ 19dBm |
+ 17 dBm |
+ 7 dBm |
+ 17 dBm |
+ 16 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 19 dBm |
||
5,5 |
+ 19dBm |
+ 17 dBm |
+ 13 dBm |
+ 17 dBm |
+ 16 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 19 dBm |
||
11 |
+ 19dBm |
+ 17 dBm |
+ 20 dBm |
+ 17 dBm |
+ 16 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 19 dBm |
||
IEEE802.11g: |
6 |
+ 20 dBm |
+ 15 dBm |
OdBm |
+ 17 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
|
9 |
+ 18dBm |
+ 13 dBm |
+ 7 dBm |
+ 17 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
12 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 10 dBm |
+ 17 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
18 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 13 dBm |
+ 17 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
24 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 15 dBm |
+ 16 dBm |
+ 17 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
36 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 18 dBm |
+ 16 dBm |
+ 15 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
48 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 20 dBm |
+ 15 dBm |
+ 15 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
54 |
+ 18 dBm |
+ 13 dBm |
+ 20 dBm |
+ 15 dBm |
+ 14 dBm |
+ 15 dBm |
+ 12 dBm |
+ 17 dBm |
||
Чувствительность приемника |
IEEE 802.11b: |
1 |
-80 dBm |
-90 dBm |
-94 dBm |
-90 dBm |
-76 dBm |
-86 dBm |
-85 dBm |
-95 dBm |
2 |
-80 dBm |
-88 dBm |
-90 dBm |
-88 dBm |
-76 dBm |
-86 dBm |
-85 dBm |
-95 dBm |
||
5,5 |
-80 dBm |
-87 dBm |
-89dBm |
-82 dBm |
-76 dBm |
-85 dBm |
-85 dBm |
-85 dBm |
||
11 |
-76 dBm |
-83 dBm |
-85 dBm |
-85dBm |
-76 dBm |
-82 dBm |
-85 dBm |
-85 dBm |
||
IEEE802.11g: |
6 |
-82 dBm |
-88 dBm |
-90 dBm |
-82 dBm |
-82 dBm |
-85 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
|
9 |
-81 dBm |
-86 dBm |
-84 dBm |
-81 dBm |
-81 dBm |
-85 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
12 |
-79 dBm |
-85 dBm |
-82 dBm |
-79 dBm |
-79 dBm |
-84 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
18 |
-77 dBm |
-83 dBm |
-80 dBm |
-77 dBm |
-77 dBm |
-83 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
24 |
-74 dBm |
-79 dBm |
-77 dBm |
-74 dBm |
-74 dBm |
-81 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
36 |
-70 dBm |
-77 dBm |
-73 dBm |
-70 dBm |
-70 dBm |
-78 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
48 |
-66 dBm |
-72 dBm |
-72 dBm |
-66 dBm |
-66 dBm |
-74 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
54 |
-65 dBm |
-71 dBm |
-72 dBm |
-65 dBm |
65 dBm |
-72 dBm |
-72 dBm |
-73 dBm |
||
Коэффициент усиления антенны |
3dBi |
2 dBi |
5 dBi |
5 dBi |
2 dBi |
2 dBi |
2 dBi |
1.25 dBi |
||
26
Таблица 7 - Результаты сравнения
Сравнение стандартов IEEE 802.11 |
|||
Стандарт |
802.11а |
802.11b |
802.11g |
Макс, скорость передачи, Мбит/с |
|
|
|
Поддержка скоростей передачи, Мбит/с |
|
|
|
Опциональная поддержка скоростей передачи, Мбит/с |
|
|
|
Число не перекрывающихся каналов |
|
|
|
Скорость передачи данных в помещении, Мбит/с |
|
|
|
Расстояние между двумя точками в помещении, м |
|
|
|
Скорость передачи данных в пределах прямой видимости, Мбит/с |
|
|
|
Расстояние между двумя точками в пределах прямой видимости, м |
|
|
|
Рабочая частота, ГГц |
|
|
|
Схема модуляции |
|
|
|
4 Расчет дальности работы беспроводного канала связи.
Формула дальности берется из расчета потерь в свободном пространст-
FSL = 33 + 20(lgF + lgD)
(1)
где FSL (Free Space Loss) - потери в свободном пространстве (дБ);
F - центральная частота канала, на котором работает система связи
(МГц);
D - расстояние между двумя точками (км).
27
FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:
где
-
мощность передатчика;
-
коэффициент усиления передающей антенны;
-
коэффициент усиления приемной антенны;
-чувствительность приемника на данной скорости;
-
потери сигнала в коаксиальном кабеле
и разъемах передающего тракта;
-
потери сигнала в коаксиальном кабеле
и разъемах приемного тракта.
Таблица 8 - Зависимость чувствительности от скорости передачи данных
Скорость |
Чувствительность |
54 Мбит/с |
-66 дБмВт |
48 Мбит/с |
-71 дБмВт |
36 Мбит/с |
-76 дБмВт |
24 Мбит/с |
-80 дБмВт |
18 Мбит/с |
-83 дБмВт |
12 Мбит/с |
-85 дБмВт |
9 Мбит/с |
-86 дБмВт |
6 Мбит/с |
-87 дБмВт |
Для каждой скорости приемник имеет определенную чувствительность. Для небольших скоростей (например, 1-2 Мегабита) чувствительность наименьшая: от -90 дБмВт до -94 дБмВт. Для высоких скоростей чувствительность намного выше. В качестве примера в таблице 8 приведены несколько характеристик обычных точек доступа 802.11a,b,g.
В зависимости от марки радиомодулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной.
FSL вычисляется по формуле:
FSL = УдБ - SOM
где SOM (System Operating Margin) - запас в энергетике радиосвязи
(ДБ).
28
Учитывает возможные факторы, отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:
температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощ ности передатчика;
всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;
рассогласование антенны, приемника, передатчика с антенно- фидерным трактом.
Параметр SOM обычно берется равным 10 дБ. Считается, что 10 -децибельный запас по усилению достаточен.
Центральная частота канала F берется из таблицы 9.
Таблица 9 - Выбор центральной частоты
Канал |
Центральная частота (МГц ) |
1 |
2412 |
2 |
2417 |
3 |
2422 |
4 |
2427 |
5 |
2432 |
6 |
2437 |
7 |
2442 |
8 |
2447 |
9 |
2452 |
10 |
2457 |
11 |
2462 |
12 |
2467 |
13 |
2472 |
14 |
2484 |
В итоге получим формулу дальности связи:
Найти расстояние, на котором будет стабильно работать связь на скоростях 54 Мбит/с и 6 Мбит/с для точки доступа DWL-2100AP и беспроводного адаптера DWL-G132. Их паспортные характеристики:
Мощность передатчиков DWL-2100AP и DWL-G132: 16 дБмВт;
Чувствительность DWL-2100AP на скорости 54 Мбит/с: -66 дБмВт;
Чувствительность DWL-2100AP на скорости 6 Мбит/с: -88 дБмВт;
Чувствительность DWL-G132 на скорости 54 Мбит/с: -66 дБмВт;
Чувствительность DWL-G132 на скорости 6 Мбит/с: -87 дБмВт;
29
Коэффициент усиления штатной антенны DWL-2100AP: 2 дБи. Коэффициент усиления штатной антенны DWL-G132: 0 дБи. Потерь в антенно-фидерном тракте, т.е. между беспроводными точками и их антеннами, нет.
Решение: Найдем расстояние на скорости 54 Мбит/с. Параметр FSL равен:
FSL = 16 + 2 - (-66) - 10 = 74 дБ
По формуле (4) находим дальность работы беспроводного оборудования на данной скорости (в качестве примера возьмем шестой канал):
м
Найдем расстояние на скорости 6 Мбит/с. FSL равен: FSL = 16 + 2 - (-88) -10 = 96 дБ
По формуле (4) находим дальность работы беспроводного оборудования на данной скорости:
м
30
Список использованных источников
Крухмалев, В. В., Гордиенко, В. Н., Моченов, А. Д. Цифровые системы передачи. Учебное пособие для вузов. - Москва: Горячая линия - Телеком, 2007.
Олифер, В.Г., Олифер, Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебник для вузов. - Санкт-Петербург: Питер, 2010. Смирнова, Е.В. и др. Построение коммутируемых компьютерных сетей: учебное пособие. - Москва: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ»: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.
31