Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 18(272)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Телекоммуникации

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6, скачать журнал часть 7, скачать журнал часть 8, скачать журнал часть 9, скачать журнал часть 10

Библиографическое описание:
Кокорев В.М., Чилигин С.Н. ОСОБЕННОСТИ РАДИОПЛАНИРОВАНИЯ В ОБЩЕСТВЕННЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ // Студенческий: электрон. научн. журн. 2024. № 18(272). URL: https://sibac.info/journal/student/272/329933 (дата обращения: 16.06.2024).

ОСОБЕННОСТИ РАДИОПЛАНИРОВАНИЯ В ОБЩЕСТВЕННЫХ УЧРЕЖДЕНИЯХ

Кокорев Вячеслав Максимович

студент, высшая школа кибернетики и цифровых технологий, Тихоокеанский государственный университет,

РФ, г. Хабаровск

Чилигин Семён Николаевич

студент, высшая школа кибернетики и цифровых технологий, Тихоокеанский государственный университет,

РФ, г. Хабаровск

Вегера Денис Владимирович

научный руководитель,

старший преподаватель, Тихоокеанский государственный университет,

РФ, г. Хабаровск

Власов Владимир Николаевич

научный руководитель,

старший преподаватель, Тихоокеанский государственный университет,

РФ, г. Хабаровск

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются особенности радиопланирования при проектировании Wi-Fi сети с частотой 2.4 ГГц и выявляются возможные причины потери сигнала, такие как затухание в открытом пространстве и при прохождении через твёрдые материалы. Предлагаются эффективные способы устранения этой проблемы, включая выявление точек повышенной нагрузки, эффективное размещение точек доступа и дополнительных повторителей.

 

Ключевые слова: радиопланирование, Wi-Fi сети, Wi-Fi роутеры, покрытие, затухание сигнала.

 

Введение

С развитием технологий беспроводной связи и повсеместного использования Wi-Fi, обеспечение надежного и эффективного радиопокрытия в общественных учреждениях становится важным аспектом современной инфраструктуры. Особенности радиопланирования в таких учреждениях включают в себя учет специфики помещений, структуры зданий, плотности пользователей и потребностей в высокой пропускной способности.

Факторы влияния на радиопокрытие

1. Физические характеристики помещений:

  • Различные материалы конструкции здания могут препятствовать распространению сигнала Wi-Fi.
  • Перегородки, мебель и другие объекты в помещениях влияют на затухание сигнала.

2. Свойства радиопередающей аппаратуры:

  • На современном рынке представлено большое число различных устройств для организации сети Wi-Fi, каждое из которых обладает множеством различных характеристик и настроек.
  • Важнейшими из характеристик беспроводных точек доступа являются частотный план, а также мощность излучаемого сигнала.

3. Плотность пользователей:

  • Высокая плотность пользователей в общественных учреждениях может привести к перегрузке сети и ухудшению качества обслуживания.
  • Необходимость балансировки нагрузки для обеспечения равномерного доступа к сети.

4. Требования к пропускной способности:

  • Общественные учреждения могут иметь различные потребности в пропускной способности сети в зависимости от типа деятельности (например, учебные заведения, торговые центры, медицинские учреждения и т. д.).

Принципы радиопланирования

1. Измерение уровня сигнала:

  • Проведение предварительного обследования помещений для определения особенностей здания и областей с низким уровнем сигнала.
  • Использование специализированного оборудования для измерения уровня сигнала и выявления возможных помех.

2. Корректное размещение точек доступа:

  • Учет физических характеристик помещений при выборе мест установки Wi-Fi роутеров.
  • Равномерное распределение точек доступа для обеспечения полного покрытия всего здания.

3. Использование технологий управления нагрузкой:

  • Внедрение систем управления трафиком для балансировки нагрузки между точками доступа и предотвращения перегрузок.

4. Оптимизация настроек:

  • Настройка параметров сети, таких как мощность передатчика, каналы передачи данных и антенные диаграммы, для оптимального радиопокрытия и минимизации взаимных помех.

На рисунке 1 изображена карта этажа, а также уровни мощности сигнала, представленные в децибел-милливатт, полученные путём измерения в различных точках помещения при нынешнем размещении точек Wi-Fi

 

Рисунок 1. План объекта с нанесёнными уровнями сигнала Wi-Fi

 

Уровень сигнала в диапазоне от -50 до -70 dBm является удовлетворительным. При мощности ниже -70 dBm использование сети Wi-Fi становится проблематичным, а соединение нестабильным.

Как можно видеть на рисунке 1, используемая схема размещения точек доступа оставляет зоны с неудовлетворительным уровнем сигнала во множестве мест на данном этаже, следовательно, стоит изменить места размещения для полного и качественного покрытия всего помещения.

При планировании размещения и выбора модели приёмопередающего устройства, важно учитывать степень будущей нагрузки на конкретный участок помещения. Другими словами, стоит выделять области, в которых количество пользователей будет максимальным в течении всего времени. Это необходимо для расставления приоритетов размещения оборудования при ограниченном количестве точек доступа, а также для использования подходящих моделей, способных обеспечить всех пользователей одновременно качественным интернет-соединением, например с технологией распределения ресурсов для большого числа пользователей.

 

Рисунок 2. План объекта с выделенными областями максимальной нагрузки на сеть

 

На рисунке 2 красным цветом выделены области, с максимально возможной концентрацией пользователей. Эти места имеют наибольший приоритет в качестве обеспечения уровня сигнала и скорости доступа к сети интернет.

В центральной части, при массовых мероприятиях, число активных пользователей не превышает 200 человек. Благодаря современному радиопередающему оборудованию и стандарту Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) есть возможность обеспечения одновременно всех потребителей на скоростях более 5 мегабит в секунду, чего достаточно для потокового просмотра мультимедиа в HD качестве. При этом, энергопотребление данного оборудования оптимизированно и сведено к минимуму при отсутствии повышенных нагрузок.

Ещё одним важным этапом радиопланирования является расчет затухания радиосигнала в условиях как открытого пространства, так и при наличии физических препятствий.

Ослабление сигнала на частоте 2.4 ГГц при прохождении через воздух рассчитывается через следующую формулу:

где:

d – это расстояние между передатчиком и приемником в километрах,

f – это частота излучения в гигагерцах

c – это скорость света

Получаем следующие значения затухания:

 

Таблица 1

Значения затухания

Удаленность, м

1

2

4

8

16

32

64

Затухание, дБ

40,05

46,07

52,09

58,11

64,13

70,15

76,17

 

Межкомнатные стены здания для планирования посчитаем толщиной в 15 сантиметров из бетона, что даст затухание порядка 25 дБ, когда для несущих стен толщиной в 30 сантиметров, материал которых в данном случае является гранит, ослабление составит 40 дБ.

Для обеспечения хорошего уровня сигнала и покрытия по всей территории не обязательно размещать только точки доступа. Иногда возможно использование дополнительные устройства, такого как Wi-Fi репитеры. Эти устройства выступают в качестве усилителей сигнала, позволяя расширить зону покрытия и улучшить качество сигнала в тех местах, где обычно наблюдается слабый сигнал или вовсе его отсутствие. Повторители сигнала Wi-Fi могут быть установлены на значительном расстоянии от основной точки доступа и помогают устранить проблемы сигнала, вызванные препятствиями или непосредственными помехами. Они являются простым и эффективным способом улучшить производительность сети и обеспечить стабильное подключение к сети интернет даже в труднодоступных местах, однако репитеры обеспечивают лишь большее покрытие, но не скорость доступа, что позволяет экономить в помещениях с большим количеством межкомнатных стен.

Взяв в учет все ранее изложенные особенности радиопланирования, а также начальную мощность точек доступа равную 18 dBm, была составлена и представлена на рисунке 3, модернизированная схема размещения точек доступа беспроводной сети для обеспечения полного покрытия всей площади помещения.

 

Рисунок 3. План объекта с обозначенными точками размещения оборудования

 

Представленная на рисунке 3 конфигурация иллюстрирует места расположения 24 точек доступа Wi-Fi и ретрансляторов в помещении, обеспечивающую полное покрытие зоны с высоким качеством связи. Ретрансляторы, изображенные на схеме, не являются обязательными к размещению, однако их использование рекомендовано для гарантированного обеспечения стабильно мощного сигнала на территории всех помещений данного этажа.

Заключение

Эффективное радиопланирование в общественных учреждениях играет ключевую роль в обеспечении высококачественной беспроводной связи для пользователей. Правильное размещение и настройка Wi-Fi роутеров, учет специфики помещений и применение технологий управления нагрузкой помогают обеспечить надежное и стабильное радиопокрытие.

Внедрение программного обеспечения для мониторинга и аналитики радиосетей позволяет оперативно реагировать на изменения в среде беспроводной связи, повышая тем самым эффективность управления радиочастотным спектром. Вторгнуться в эпоху цифровизации и повысить качество услуг можно будет только при условии квалифицированного подхода к радиопланированию и инвестициям в современные технологии. Итак, прогрессивное радиопланирование остается неотъемлемым компонентом стратегического развития любого общественного учреждения, стремящегося к созданию эффективной и доступной сетевой инфраструктуры.

 

Список литературы:

  1. Free-space path loss // WikipediA URL: wikipedia.org/wiki/Free-space_path_loss (дата обращения: 02.05.2024).
  2. Затухание Wi-Fi в различных материалах // FantasyLab: Техно-блог URL: https://fantasylab.ru/tekhno-blog/6-fantasylab/2011-03-20-02-19-00/72-zatukhanie-wi-fi-v-razlichnykh-materialakh.html (дата обращения: 03.05.2024).
  3. Free Space Path Loss Diagrams // SemFio NetworksURL: https://semfionetworks.com/blog/free-space-path-loss-diagrams (02.05.2024).
  4. Радиопланирование: методы и алгоритмы // Иванов А.А., Петров В.Б. – М.: Радио и связь, 2017. – 352 с.
  5. Влияние архитектурных особенностей зданий на распространение радиоволн // Смирнов М.И. – Известия вузов. Радиофизика, 2018. – Том 61, №4. – С. 320-330.
  6. Федоров Е.Г. Основы радиопланирования сетей мобильной связи – СПб: БХВ-Петербург, 2019. – 480 с.
  7. Технологии радиочастотной идентификации в инфраструктуре общественных учреждений [Электронный ресурс] // IT Expert URL: http://www.it-expert.ru/technology/RFID-in-infrastructure/ (дата обращения: 04.05.2024).
Удалить статью(вывести сообщение вместо статьи): 

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.