Беспроводные решения Базовый курс подготовки by Irshad Mohammed План Общие сведения о компании Возможности беспроводных решений Приложения Линейка продуктов Технический тренинг по беспроводным технологиям Конфигурация радиосвязи Общие вопросы 2 Сведения о компании Wavesight является профессионалом в сфере разработок беспроводных сетевых решений для таких специальных приложений: Видеонаблюдение Связь с данными через Ethernet Голосовая связь Мы применяем ряд радиокоммуникацонных технологий, которые обеспечивают скорость обмена данными от 54 Мбит/с до 4Гбит/с в решениях с обратной передачей сигнала Команда профессионалов Wavesight оказывают поддержку на каждом этапе, от стадии изучения объекта до детального планирования сети, инсталляции и ввода системы в эксплуатацию 3 Сведения о компании Проектирование электронных устройств и производственное оборудование одобрено ISO: BS EN 9100 IPC-A-610D Допустимость Электронной сборки (Класс 3) Одобрено ISO13485-2003 Главный офис находится в Лутоне, Великобритания Член Группы 4 Возможности беспроводных решений Возможности беспроводных решений Любая ситуация, когда необходимо организовать передачу данных между двумя или более точками, станционарными, либо мобильными Главные критерии Линия прямой видимости без помех (CLOS) необходима для обеспечения максимальной пропускной способности и диапазона передачи данных Близлежащая линия прямой видимости без помех необходима для пропускной способности и диапазона передачи данных в сложных условиях Определенные требования к пропускной способности Для аналоговых выходов необходимо цифровое IP-кодирование Для серийный и других протоколов требуется конвертация в IP Преимущества бепроводных решений Беспроводные сети Ethernet обеспечивают надежную и безопасную альтернативу волоконным и кабельным соединениям: Стоимость Сокращает или устраняет затраты на дорогостоящую аренду линий связи и гражданское сроительство Гарантированный возврат инвестиций Минимальные капитальные и текущие расходы Удобство Максимально быстрое внедрение Минимизация планирования и работ в области инженерного строительства Гибкость Возможность повторного внедрения инфраструктуры передачи данных Возможность расширения сетей на длинные расстояния Преимущества беспроводных решений Преодоление всех преград в инфраструктуре Дороги и магистрали Реки, озера и каналы Железнодорожные пути 8 Почему Wavesight? Wavesight имеет команду преданных своему делу и инициативных специалистов с большим опытом проектирования и внедрения беспроводных технологий и структурных конвергированных сетей Богатый опыт работы в общественном, оборонном, телекоммуникационном и транспортном секторе Полностью аккредитованная собственная разработка и производство продукта Техническая поддержка продуктов по всему миру Предоставление консультанций клиентам на любом уровне, от проектирования одинарной связи, до дизайна и внедрения комплексных смешанных сетевых решений Партнерство с производителями надежных технологических решений и предоставление консультаций для любых приложений 9 Почему Wavesight? Проверенная технология, оптимизированная для безопасной передачи видео и аудио данных Предельно низкий уровень задержки, обеспечивает отклик PTZ камеры, подобный волоконной связи Высокая пропускная способность позволяет передавать изображения высокого качества и использовать большее количество камер, привязанных к одной линии связи Средства защиты AES, TKIP и SPG1 обеспечивают безопасность передачи данных Простая конфигурация и инсталляция позволяет достичь быстрого внедрения при минимальном уровне подготовки специалистов WaveSPRINT – это самое небольшое беспроводное устройство, доступное на рынке, с площадью основания всего лишь 10x10см 10 Приложения Приложения Видео Видеонаблюдение на территории городов и мегаполисов Интеграция с существующими волоконными сетями Удаленный доступ к DVR и NVR Интеграция камер с системой распознавания автомобильных номеров ANPR Мониторинг трафика Безопасность промышленных зон и бизнес-центров Безопасность объектов нефтехимической и нефтегазовой инфраструктуры и мониторинг критических процессов Безопасность пунктов розничной торговли и дистрибуции Безопасность строительных площадок и шахт Полицейское наблюдение и национальная безопасность Данные Создание Ethernet-мостов по сети LAN Телеметрические каналы передачи данных Интеграция видео, голоса и данных Мероприятия на открытом пространстве 12 Территория городов и мегаполисов Беспроводные системы видеонаблюдения Подключение камер видеонаблюдения к центу управления Реальная альтернатива кабельным и волоконным решениям и гарантированный возврат инвестиций Качественное видео изображение с низким уровнем задержки и управление камерами Минимальные неудобства для населения Снижение капитальных и текущих расходов Быстрое внедрение Области применения Торговые районы Жилые районы Парковки Горячие точки Обнаружение критических точек 13 Территория городов и мегаполисов Интеграция с волоконными сетями Беспроводные сети обеспечивают отличное дополнение для уже существующих проектов с волоконными сетями, но приложения на основе данных сетей для расширения городских зон контроля и других новых разработок могут оказаться чрезмерно дорогостоящими 14 Территория городов и мегаполисов Удаленный доступ к DVR и NVR Обеспечение удаленного доступа к системам хранения видеоданных, когда постоянный мониторинг в ручном режиме не обязателен Реальная альтернатива кабельным и волоконным сетям Высококачественное видеоизображение Сферы применения Видеонаблюдение на внутренней и внешней территории зданий и высотных домов Наблюдение на многоэтажных парковках Видеонаблюдение на многочисленных точках розничной торговли Аэропорты, порты и паромные терминалы Интеграция камер с системой распознавания автомобильных номеров Система распознавания автомобильных номеров подключается к центру управления/охранной организации Реальная альтернатива кабельным и волоконным сетям с гарантированным возвратом инвестиций Безопасная, зашифрованная передача данных Быстрое внедрение Высококачественные фотографические изображения и быстрый анализ с помощью быстрого поиска по базе данных Сферы применения Периметр аэропорта Порты и паромные терминалы 16 Интеллектуальное управление дорожным движением Мониторинг дорожного движения Камеры видеонаблюдения подключаются к центру управления трафиком Реальная альтернатива кабельным и волоконным сетям Высококачественное видео с низким уровнем задержки и управление камерами Минимальные неудобства для населения Снижение капитальных и текущих расходов Быстрое внедрение Сферы применения Контроль транспортных потоков Дорожная полоса движения автобусов 17 Промышленные зоны и бизнес-центры Идеальный вариант для ситуаций, когда установка системы видеонаблюдения со стандартной прокладкой кабельных и волоконных сетей в пределах промышленной зоны или бизнесцентра может создать непреодолимые неудобства и навредить ландшафтной архитектуре Быстрое внедрение Минимальные неудобства Не требует масштабных инженерных работ Высокая экономичность Гибкость и возможность расширения 18 Объекты нефтехимической и нефтегазовой инфраструктуры Идеальный вариант для подключения камер, размещенных по широкому периметру, к центральному пульту управления Также подходит для удаленного наблюдения за критически важными зонами и процессами Сферы применения Видеонаблюдение за периметром Мониторинг стратегически важных областей Мониторинг критически важных процессов Пункты розничной торговли и дистрибуции Беспроводные линии связи обеспечивают рентабельное решение в ряде проблемных сегментов для пунктов розничной торговли и сети оптовых баз Реальная альтернатива кабельным и волоконным сетям Высококачественное видеоизображения с низким уровнем задержки и управление камерами Снижение капитальных и текущих расходов Быстрое и гибкое внедрение Сферы применения Подключение камер видеонаблюдения, установленных на заправочных станциях, к пункту розничной торговли Подключение камер видеонаблюдения, установленных на парковках Подключение системы распознавания автомобильных номеров к пункту розничной торговли Видеонаблюдение на оптовых базах 20 Строительные площадки и горнодобывающая деятельность Установка системы видеонаблюдения на строительных площадках и местах горных работ создает особые трудности подключения Частые передвижения грузовых автомобилей и строительных машин наносят повреждения кабелю и/или волоконным соденениям, проложенным по земле Беспроводное подключение обеспечивает более надежную и гибкую альтернативу при подключении камер видеонаблюдения к отделу безопасности объекта Узлы соединения могут перемещаться «на ходу», по мере застройки объекта с минимальным временем простоя и причиненными неудобствами Полицейское наблюдение и Национальная безопасность Скоростное внедрение видеонаблюдения и безопасное подключение к камерам делают беспроводные решения идеальным вариантом для обеспечения временного контроля происшествий, событий и скрытого видеонаблюдения Сферы применения включают: Гражданские волнения, демонстрации, марши протеста Контроль происшествий Скрытое видеонаблюдение Политические партийные и другие конференции 22 Коммерческие предприятия Обеспечивает беспроводную передачу данных по Ethernet-мосту на базе LAN Сфера применения включает: Построение сетевого моста LAN Отображение информации по каналам передачи данных Беспроводные телеметрические каналы передачи данных Система контроял доступа к воротам/двери Подключение детекторов Redwall по периметру Термическое формированиие изображений Видеонаблюдение Беспроводные решения для массовых уличных мероприятий Временные беспроводные сети, установленные для контроля массовых уличных мероприятий Передача видео с камер, установленных на безопасных ограждениях, в отдел безопасности объекта Голосовая коммуникация между организаторами мероприятия и охраной с помощью VOIP Интернет-доступ в офисе администрации объекта Типы мероприятий включают: Музыкальные события Торговые ярмарки Авиа шоу Спортивные мероприятия 24 Профессиональный сервис Профессиональный сервис Профессиональный сервис Wavesight - это обеспечение наивысшего уровня поддержки наших клиентов: На рынке доступны более дешевые беспроводные устройства, однако данные компании не предлагают никакой ощутимой поддержки и гарантийного обслуживания Истинная цель нашей компании – фокус на наших клиентах и их желаниях, а не на количестве продаж Wavesight предоставляет полный спектр услуг по до- и послепродажному обслуживанию без дополнительной платы Команда технической поддержки существует не только для обработки запросов – это неотъемлемая часть отношений с клиентом Профессиональный сервис Профессиональный сервис предусматривает поддержку внедрения беспроводных решений, включая: Совместные встречи с заказчиками, презентации и пробный запуск системы Индивидуальное проектирование и разработка решения Системная спецификация, консультация Изучение проекта и проектирование сети Дизайн гибридных сетей, включая волоконные, лицензионные и нелицензионные беспроводные технологии Комплексные решения, охватывающие аппаратное обеспечение и управление видеонаблюдением , где это необходимо Инсталляция на месте и ввод системы в эксплуатацию Постоянная техническая поддержка в телефонном режиме Сертифицированное обучение Профессиональный сервис Изучение объекта и проектирование сети 28 Линейка продуктов Линейка продуктов Идеально подходит для передачи данных на короткие расстояния, обеспечивая скорость до 108 Мбит/с Невероятно компактный (10см x 12см x 5см) и легкий (300грамм) Категория защиты корпуса IP65 1W EIRP входная мощность 48v DC POE (802.3af) До 1 км 54 Мбит/с 2.4 ГГц или 5 ГГц PtP 256 -битное AES шифрование 40o Ширина луча H+V 13.5 дБи антенна До 1 км @108 Мбит/с или До 2 км @ 54 Мбит/с 2.4 ГГц или 5 ГГц PtP 256 -битное AES шифрование 40o Ширина луча H+V 13.5 дБи антенна До 1 км @ 108Мбит/с До 2 км @ 54 Мбит/с 2.4ГГц или 5 ГГц PtP или PtMP 256-битное AES шифрование 40o Ширина луча H+V 13.5дБи антенна 30 Линейка Продуктов Для передачи на длинные расстояния... Без антенны До 5 км 54Мбит/с или 108 Мбит/с 2.4 ГГц или 5 ГГц PtP или PtmP (5 спутников) 256-битное AES шифрование 18o Ширина луча H+V 18 дБи антенна 48vDC POE (802.3af) До 40 км 54 Мбит/с или 108 Мбит/с 2.4 ГГц или 5 ГГц PtP или PtmP (7 спутников) 256-битное AES шифрование 9o Ширина луча H+V 23 дБи антенна До 40 км 54 Мбит/с или 108 Мбит/с 2.4 ГГц или 5 ГГц PtP или PtmP (7 спутников) 256-битное AES шифрование Требуется Внешняя Антенна 31 Линейка Продуктов Радиочастотный анализатор Wavesight – это уникальное программное обеспечение для мониторинга сети в реальном времени Прост в использовании, требует минимальных навыков работы в IP сетях Интуитивно понятная навигация по меню Радиочастотный анализатор - единственный путь к конфигурации системы Включен в комплект поставки каждого беспроводного устройства Wavesight без дополнительной платы 32 Линейка продуктов Устройство удаленного управления сетями (В процессе разработки) Управляйте и конфигурируйте беспроводные сети через интернет с WavePULSE Просто подключите WavePULSE к коммутатору Ethernet, чтобы обесппечить полное удаленное управление и мониторинг данного сегмента сети Передовая система регистрации событий обеспечивает автоматическое генерированине электронного или SMS собщения в случае если работа сети или линии связи опускается ниже безопасного уровня Устройство позволяет осуществлять удаленную конфигурацию и перезапуск любой линии беспроводной связи Wavesight, подключенной к данному сетевому сегменту 33 Техническая подготовка Стандарты и законы Стандарты и Законы Проектирование и производство строго контролируются Органы стандартизации: Европейский институт стандартизации связи (ETSI) Федеральная комиссия связи (FCC), США + для других территорий В Великобритании использование продуктов Wavesight контролируется органом управления телекоммуникационной промышленностью Ofcom (Office Of Communications). Контроль осуществляется только после принятия жалоб, поскольку предполагается, что стороны должны вместе разрешить все существующие проблемы. 36 Применение стандартов ETSI 300.328 (EN 300 328) Контроль за построением и запуском системы Охрана и безопасность Использование местным законодательсвом Определяет одобренные технологические методы IEEE 802.11a/b/g/n Внедрение на уровне сетевого клиента Устранение собственнической природы технологий (до 1997) Выполнение улучшения технологий и стандартов 37 Стандарты IEEE 802.11 – Что это? IEEE 802.11 - это свод стандартов, регулирующих работу беспроводных локальных сетей (WLAN) компьютерных коммуникаций в диапазоне частот 2.4, 3.6 и 5 ГГц IEEE802.11 совокупность стандартов позволяет совмещать устройства от разных поставщиков в единой физической среде! IEEE 802.11 доступен во многих вариантах (802.11a/b/g/n и т .д.) согласно спектру применения, безопасности и т. д. Текущие стандарты 802.11 определяют типы «кадров» при передаче данных, а также обеспечивают управление беспроводных сетей 38 IEEE 802.11 Ключевые особенности Функциональная совместимость на клиентском уровне Полоса пропускания «автоматический возврат сигналa» Обнаружение энергии в каждой полосе частот Интерфейс уровня MAC Разработан для внутреннего использования. Разработан для внешнего использования и фиксированного беспроводного доступа (FWA). 5ГГц TPC (Комитет по вопросам обработки транзакций) Если в стране функционирования Ethernet-моста требуется соблюдение требований TPC, мощность передачи радиосигнала может быть снижена автоматически на 3 дБ при конфигурации радиосвязи. Конкретные значения используются с целью контролирования применения оборудования в рамках норм данного региона. В случае слабой беспроводной связи (с допустимым искажением радиочастотного сигнала менее чем 15дБ), пользователь имеет возможность применить максимальную мощность передачи, выбрав мощность передачи порта. 43 Динамический выбор частот (DFS) Следую нормам DFS (динамического выбора частот), установленным ETSI для конкретной страны, Ethernet мост выполняет задачи выбора частотного канала и радиолокационного обнаружения. Другими словами, вы не можете выбирать частотный канал, на котором работает Ethernet мост. Автоматический выбор частотного канала ограничивает количество и конфигурацию беспроводных сот. Обратите внимание: DFS требуется только в частотном диапазоне 5 ГГц. 44 Безопасность WEP, TKIP, AES, WPA IEEE 802.11 Беспроводная безопасность Ключевые особенности 40/128/152/256 бит WEP WPA – 802.11i AES 128- бит AES 256-бит + TKIP Поддержка 802.1x Поддержка Radius Фильтрация MAC адресов 46 Повышенная безопасность сетевой инфраструктуры Wavesight Автоматическая пакетная передача Даные отправлются по беспроводным сетям в режиме пакетной передачи. Это разумный способ обеспечить передачу за короткий промежуток времени и свести запросы о подтверждении к минимуму, что в традиционных системах может ограничить доступную пропускную способность. Пакетная передача может быть обнаружена только с помощью аналогичного устройства, что обеспечивает высокий уровень безопасности данных. Компрессия Для обеспечения максимальной пропускной способности канала передачи данных, данные сжимаются, а затем инкапсулируются в супер пакеты перед непосредственной передачей. Существует специально разработанная Wavesight форма кодирования, внедренная с целью получить данную компрессию. 47 Особенности повышенной безопасности сетей Wavesight SPG1 (Суперпакетирование) Используя уникальную технологию SPG1, разработанную Wavesight, множество пакетов сжимается и кодируется в стандарт разрешения, превышающий 802.3. Это вновь позволяет достичь большей пропускной способности (обычно +10%), а также обеспечивает дополнительный уровень безопасности. Фильтрация MAC-адресов В рамках программы контроля, на базовой единице в режиме радиодоступа могут быть отрегулированы статические таблицы для коммуникации только с индентифицированными узловыми станциями. Это осуществляется на MAC уровне. 48 Особенности повышенной безопасности сетей Wavesight - единственный путь к системной конфигурации 49 ТЕОРИЯ сигналов Длина волны (λ) Длина волны – это расстояние между двумя ближайшими точками, колеблящимися в одинаковых фазах. В беспроводных системах эта длина обычно измеряется в метрах, сантиметрах или милиметрах. Длина волны с частотой 5 ГГц – 6 см Time = Power Power Радиосистемы с единичной несущей частотой: Frequency 51 Децибел (дБ) Децибел (дБ) - это логарифмическая единица, применяемая для измерения физических величин (обычно мощности или плотности потока мощности) и предназначенная для измерения отношения двух других величин. Это фактически СООТНОШЕНИЕ между двумя значениями МОЩНОСТИ dB - логометрическое относительное измерение: dB(мощность)=10*log(P1/P2) dBm - абсолютное значение относительно 1 мВт: dBm=10*log(P1/0.001) dBW - абсолютное значение относительно 1Вт: dBW=10*log(P1)=dBm+30 dBi – относительно изотропному источнику 52 Мощность Излучения Антенна используется в качестве преобразователя, для конвертации элекрических волн в электромагнитные. Мощность передатчика измеряется в дБм, Коэффициент усиления антенны в дБи, а все потери в дБ EIRP - Эффективная мощность изотропного излучения (Effective Isotropic Radiated Power) [Эффективная мощность, передаваемая антенной (дБм)] = [Мощность антенного штекерного соединителя (дБм)] + [Коэффициент усиления антенны (дБи)] – [ Потери в кабеле (дБ)] Работа на частоте 5ГГц, WaveSprint = 17 дБм + 14 дБи = 31 (1Вт) WaveFlow = 17 дБм + 19 дБи = 36 дБм WaveMax = 14 дБм + 23 дБи i = 37 дБм Например, Чтобы отвечать требованиям OFCOM, радиостанции, оперирующие на Частоте C не должны превышать эффективную мощность изотропного излучения 4 Вт, что равняется 36 дБм 53 Потери элетктроэнергии/влияние на мощность Измеряется в дБ -3 дБ = 1/2 мощности -6 дБ = 1/4 мощности +3 дБ = 2x мощности +6 дБ = 4x мощности Источники потерь: Свободное пространство (Воздух) Литцендрат Коннекторы Перемычки Преграды Потери в теле 54 Распространение в свободном пространстве «Правило 6 дБ» Для распространения в свободном пространстве каждое увеличение на 6дБ означает двойное увеличение диапазона * Соответственно, каждое уменьшение на 6дБ системных потерь означает увеличение диапазона в два раза * * = С учетом того, что достигнута линия прямой видимости 55 Потери передачи в свободном пространстве (FSL) Потери передачи в свободном пространстве происходят во всех беспроводных системах и определяются следующим образом для оборудования, работающего в диапазонах частот 2.4 и 5 ГГц. Обратите внимание: Потери в свободном прстранстве учитываются при расчете бюджета линий связи. 56 Таблица чувствительности приемника Чувствительность приемника зависит от различных внешних факторов. Поэтому она изменяется на ходу радио системой, чтобы поддерживать связь и стабильную пропускную способность. Обратите внимание: Скорость передачи данных напрямую связана с чувствительностью приемника. 57 Распространение радиоволн Наземные статические линие сязи Путь свободен от помех/преград Отражение Падающая волна распространяется вдали от гладкой плоскости рассеяния Многолучевое замирание происходит, когда вторичная волна проходит не в фазе, а падающая волна вызывает деградацию сигнала. Рефракция Падающая волна проходит через плоскость рессеяния под углом На частоту менее 10 ГГц не влияют проливные дожди, снег и густой туман. Рассеяние Падающая волна отражается на большое количество позиций от неровной плоскости Дифракция Падающая волна проходит вокруг преграды и попадает в область тени 58 Внешние условия для распространения радиоволн Линия прямой видимости Не допускается наличие любых объектов на пути радиопередачи между антеннами a. Здания на пути передачи. b. Деревья на пути передачи. Помехи c. Линии электропередачи d. Другие внешние источники e. Другое радиочастотное оборудование f. Радиолокационная станция 59 Влияние внешних условий на распространение радиоволн Снег Налипание снега и льда к антенне оказыват негативное влияние на качество радиопередачи. Проливной дождь Проливной дождь может негативно повлиять на качество радиопередачи Дождь/Снег/Туман на пути оказывает небольшое влияние (0.01дБм или 1дБ за 100км) Шторм/ветер Может привести к смещению антенны, если она закреплена ненадежно. Молния Все электронное обрудование восприимчиво к импульсным перегрузкам Заземленные радиочастотные или Ethernet устройства защиты от выбросов напряжения смогут защитить оборудование от импульсных перегрузок во время грозы. 60 Помехи Любая форма радиочастотной энергии, обнаруженная радиостанцией и не опознанная как радиомодем, считается «помехой». Помехи могут привести к потере пакетов, и повторной передаче радиоволн. Влияние помех зависит от позиции источника помех по отношению к приемнику О наличии помех свидетельствует подавление радиочастотного сигнала, снижение качества связи и пропускной способности 61 Помехи и совместимость Помехи от других источников: Микроволновые печи – в частотном диапазоне 2.4 ГГц Другие системы, работающие в диапазоне 2.4 ГГц в данной области Радиолокационная станция в диапазоне 52.4 ГГц Государственные или частные радиостанции Помехи в других системах: Другие системы, работающие в диапазоне 2.4/52.4 ГГц в данной области Лицензионные системы, работающие в диапазоне 2.32.4 ГГц в данной области (интермодуляция) Совместимость: Последовательности скачкообразной перестройки частоты Планы канала Размещение/поляризация антенны 62 Мощность Модуляция OFDM в дипазоне частот 5ГГц Ch1 Ch2 Ch3 Частота Ортогональное Мультиплексирование Деления Частоты Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) OFDM работает путем расщепления радиосигнала на множество меньших под-сигналов, которые передаются одновременно на разных частотах на приемник. OFDM уменьшает количество перекрестных помех в передачах сигнала. 802.11a , 802.16 и WiMAX технологии используют OFDM. Ключевое преимущество: Ключевой недостаток: Устойчивость к многолучевому распространению. Требует более высокой вычислительной мощности. 63 Распределение каналов OFDM в частотном дипазоне 5ГГц • Канал 20 МГц делится на 52 несущих частот (48 переносят данные, а 4 являются пилот-сигналами). • Каждая несущая частота имеет ширину 300КГц и 52 несущих частот используются всегда. • Разная скорость передачи данных поддерживается сменой модуляции и схемой исправления ошибок. 64 OFDM: Устойчивость к многолучевому расспространению Радиопередатчик Прямой сигнал Приемник Прямой сигнал Результирующий сигнал Отраженный сигнал Отраженный сигнал Отраженный символ Symbol Поднесущая 0 1 2 Поднесущая 0 1 2 Поднесущая n Поднесущая n время время 65 Распространение сигнала Зона Френеля Зона прямой видимости Отсутствие Зоны Прямой Видимости Диапазон и пропускная способность значительно сокращены, может работать удовлетворительно только на коротких расстояниях Близлежащая Зона Прямой Видимости (NLOS) Диапазон и пропускная способность сокращены,эффективность работы зависит от природы заграждений Чистая Зона Прямой Видимости (CLOS) Обеспечивает оптимальный диапазон и пропускную способность канала Зона прямой видимости На частоте микроволнового диапазона, пытаясь установить связь между двумя удаленными объектами, необходимо убедиться о наличии «зоны прямой видимости» между двумя антеннами. Однако наличие на этих частотах «зоны прямой видимости» не означает, что с одного объекта вы сможете «увидеть» другой. Если расстояние превышает 8 км, вам необходимо учитывать следующие факторы: Чистота зоны Френеля. Кривизна земной поверхности. Атмосферная рефракция. 69 Зона Френеля Зона Френеля – это эллиптическая зона между двумя антеннами. Первая зона Френеля охватывает центральный лепесток диаграммы направленности, где РЧ-сигнал наиболее сильный. Как правило, около 80% первой зоны Френеля должно быть очищено от всех преград и помех, чтобы обеспечить свободное распространение радиоволн 70 Зона Френеля Если значительная доля зоны Френеля блокируется посторонними объектами, уровень сигнала на приемной антенне может быть значительно снижен. Рельеф трассы связи может меняться со временем из-за зеленых насаждений, строительства зданий и т. д. 71 Зона Френеля (Fz) - Расчеты Формула для 80% габаритной высоты приведена ниже: H = 0.8 * 5 √ ( 3 * D / F ) Формула для расчета кривизны земной поверхности приведена ниже: H = (6400 - √ (6400^2 – (D / 2000 )^2 )) * 1000 Где H - это высота в метрах D - это общее расстояние в метрах F - это частота в мегагерцах 72 Зона Френеля (Fz) – Примеры масштаба Приведенный ниже рисунок отображает данные концепты при увеличенным изображении линии связи. Чтобы очистить 1-ю зону Френеля на 80% при расстоянии 40 км и частотном диапазоне 5700 МГц, минимальная высота обеих антенн должна быть 42 метра (без учета любых других преград, как здания, деревья и т. д.) Fr = 18.3m h2= 42m h1= 42m Er = 23.6m 40KM 73 Зона Френеля (Fz) – Примеры масштаба При сокращении расстояния между двумя объектами до 10км дает нам 31.4м чистой зоны Френеля от поверхности земли, что позволяет нам учитывать любые преграды Fr = 9.2m h2= 42m h1= 42m Fz clearance = 31.4m Er = 1.4m 10KM 74 Зона Френеля (Fz) – Примеры масштаба Расстояние Частота (км) (ГГц) Диаметр 1-й Fz в Высота обеих антенн средней точке (м) для чистоты Fz (м) Fz Clearance 4.4 4.4 (Meters) 1 2.450 5 2.450 9.9 10.3 10 2.450 14.0 15.5 40 2.450 28.0 51.6 1 5.700 2.9 2.9 5 5.700 6.5 6.8 10 5.700 9.2 10.6 20 5.700 13.0 18.9 40 5.700 18.3 41.9 Обратите внимание: Расчеты высоты антенны, показанные выше, основаны на 80% чистоты Fz. Передовая практика показывает, что лучше производить расчеты, основанные на 99% чистоты Fz , поскольку это позволяет учесть возможность допустимого искажения связи из-за преград без существенного влияния на работу связи. 75 Аппаратное обеспечение Антенны, литцендраты, коннекторы 77 Антенна – Как она работает Антенна – это преобразотватель. Простой способ получить представление о том, как работает антенна – бросить камень в воду. Всплеск от падения камня образует серию «концентрических окружностей», которые распространяются от точки падения камня. По такому же принципу распространяются радиоволны. Физический размер излучателя антенны пропорционален длине волны. Чем выше частота, тем меньше размер антенны, и наоборот. 78 Антенны - типы Ненаправленные антенны Используются на территории организаций / приложений точка- многоточка узкого диапазона покрытия 360º с базовой Купольные Стержневидные станции. Частотный диапазон 2.4 и 5 ГГц . Vehicle Whip Направленные антенны Используются в частотном диапазоне 2.4 и 5 ГГц в приложениях «точка-точка» и «точка-многоточка», для максимального увеличения диапазона и пропускной способности. Также используются в спутниковых радиостанциях для обратной связи с базовой стацией с ненаправленной или секторной антенной. 11/18дБи 16/23 дБи 79 Антенны - типы Секторные антенны Используются в приложениях «точка-многоточка», чтобы обеспечить широкий диапазон и высокую плотность беспроводного покрытия При необходимости несколько секторных антенн могут быть скомбинированы, чтобы обеспечить покрытие 360º 14/15.5/17дБи 15/16/17 дБи 80 Примеры поляризации антенн Вертикальная и горизонтальная поляризация 1 Вертикальная: 2 Горизонтальная: 3 Вертикальная и горизонтальная: Теряет 3 дБ усиления антенны (например, половина мощности теряется, если поляризация не совпадает на 90 градусов ) 81 Диапазон рабочих частот антенны и поляризация Диапазон рабочих частот антенны соответствует частотному диапазону, в котором вы можете передавать данные. Это означает, что существует только ограниченная пропускная способность, при которой она может эффективно работать. Поляризация может быть преднамерено использована для: Увеличения изоляции от нежелательных источников сигнала – Дискриминация ортогональной поляризации Уменьшения помех Определения конкретной зоны покрытия 82 Ширина диаграммы направленности антенны Ширина диаграммы направленности антенны определяет площадь покрытия для каждого конкретного устройства и является решающим фактором для эффективной связи. Чтобы установить связь, выравнивание антенны между двумя устройствами должно достичь половины ширины луча по отношению друг к другу, как показано ниже. Идеальном вариантом и главной целью должно быть полное выравнивание относительно ширины луча, поскольку тогда вы получите лучшие результаты индикации уровня принимаемого сигнала, что напрямую влияет на качество и эффективность связи. Системы направленных антенн Различные конструкции с повышенным коэффициентом усиления: • Секторный модулятор • Щитовой модулятор • Параболический модулятор Стандартный коэффициент усиления: 5 - 35дБи Elevation Pattern Azimuth Pattern 0 0 Щитовой/Параболический модулятор фокусирует энергию в одном направлении, увеличивая таким образом покрытие и/или расстояние. Секторные модуляторы имеют немного большую ширину луча для покрытия большей площади за счет диапазона, обычно до 5 км. 2700 -3 -6 -10 -15 -20 -30 dB 90 2700 -3 -6 -10 -15 -20 -30 D 84 Ненаправленные антенны Различные конструкции с увеличенным коэффициентом усиления: •Директорная/Ненаправленная антенна Обычно фокусирует радиочастотную энергию по круговой диаграмме направленности антенны (360 градусов) и покрывает короткие расстояния, максимум до 1-2 км Стандартный коэффициент усиления антенны: 2 - 10 дБи 85 Сравнение ненаправленной антенны с антенной с высоким коэффициентом усиления Коэффициент усиления 18 дБи Коэффициент усиления 14 дБи Коэффициент усиления 8.5 дБи Коэффициент усиления 7 дБи Ненаправленная = ТОЧКА ВОЛНЫ ЧЕМ ВЫШЕ КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ = ТЕМ БОЛЬШЕ НАПРАВЛЕННЫХ АНТЕНН = ТЕМ БОЛЬШЕ РАССТОЯНИЕ 86 Диаграмма направленности ненаправленной антенн ы Если коэффициент усиления ненаправленной антенны увеличивается ... .....Ширина диаграммы направленности антенны уменьшается… 87 Интегрированные антенны Wavesight Технические характристики WaveFLOW и Диаграмма направленности антенны • • • • • • • • • СОБЛЮДЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ETSI EN 302 085 V.1.2.2 (2003-08) RoHS, CE 0682 ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН 5.15 – 5.875 ГГц КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ 18 дБи КОЭФФИЦИЕНТ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ ПО НАПРЯЖЕНИЮ (КСВН) 1.5:1 (тип.) 1.9 : 1 (макс.) ШИРИНА ЛУЧА 18° (тип.) РАЗМЕРЫ (ДxШxГ) 190x190x30.5мм (макс) ВЕС 0.7 кг (макс.) КОННЕКТОР типа N ОБТЕКАТЕЛЬ АНТЕННЫ пластический Азимутальная диаграмма направленности антенны @ Част. 5.35 ГГц Угловая диаграмма направленности антенны @ Част. 5.35 ГГц Интегрированные антенны Wavesight Технические характеристики WaveMAX и диаграмма направленности антенны • • • • • • • • • СОБЛЮДЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ETSI EN 302 085 V.1.1.2 (2001-02) ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН 5.15 – 5.875 ГГц КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ 23 дБи КОЭФФИЦИЕНТ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ ПО НАПРЯЖЕНИЮ (КСВН) 1.7 : 1 (макс.) ШИРИНА ЛУЧА 9°( тип.) РАЗМЕРЫ (ДxШxГ) 305x305x25мм (макс.) ВЕС 1.2 кг (макс.) КОННЕКТОР типа N ОБТЕКАТЕЛЬ АНТЕННЫ - пластический Азимутальная диаграмма направленности антенны @ Част. 5.45 ГГц Угловая диаграмма направленности антенны @ Част. 5.35 ГГц 89 Затухание сигнала Что это? «ослабление сигнала через передачу». Почему это важно? Слишком сильное затухание сигнала приведет к уменьшению дипазона. Затухание может привести к потере сигнала или его прерывании. Как этого избежать? Используйте прямое соединение, где это возможно (Интегрированные единицы) Такой подход обеспечит максимальную дальность передачи. Максимальные потери составят около 2дБ (подтверждено ETSI) Радиочастотные кабельные удлинители Свести к абсолютному минимуму Это может уничтожить позитивный коэффициент усиления антенны 90 Потери в кабеле Спецификации кабелей отображают затухания для конкретных частот в дБ/100фут или дБ/100м Затухание сигнала разнится в зависимости от длины кабеля и рабочей частоты. Радиочастотное затухание в кабеле разнится в зависимости от длины, частоты, количества и размера соединительных проводов. 91 Другие источники потерь Вносимые потери: Коннекторы Радиочастотные распределители Адаптеры коннекторов Перемычки или соединительные кабели Плохое качество кабельной сборки 92 Используемые типы коннекторов N-коннектор Папа SMA- коннектор Папа N- коннектор Мама SMA- коннектор Мама 93 Аппаратное & Программное обеспечение Конфигурация линий связи в программном обеспечении Варианты конфигурации моста/линии связи Варианты связи Точка-Точка (Poin-to-Point) : 1. 2. 3. 4. WaveSPRINT к WaveSPRINT (до 1 км) WaveFLOW к WaveFLOW (до 5 км) WaveMAX к WaveMAX (до 40 км) Или любая комбинация из указанных выше, однако диапазон и линейная скорость цепи (54Мбит/с/108Мбит/с) будет ограничена до наименьшего знаменателя. 54Мбит/c PtP Мост WaveSPRINT WaveSPRINT 108 Мбит/c PtP Мост WaveMAX WaveMAX 95 Варианты конфигурации моста/линии связи Варианты связи Точка – Многоточка (Point-to-Multi-Point (PtMP)) : WaveFLOW к WaveSPRINT (до 1км) WaveFLOW к WaveFLOW (до 5 км) WaveMAX к WaveFLOW (до 5 км) WaveMAX к WaveMAX (до 40 км) Или любая комбинация из указанных выше, однако диапазон и линейная скорость цепи (54Мбит/с/108Мбит/с) будет ограничена до наименьшего знаменателя. Как показано в варианте № 3. 1. 2. 3. 4. 5. WaveMAX База 54/108Мбит/с PtMP Мост 3:1 Показано многоточечное соединение WaveMAX Спутники 96 Конфигурация моста /линий связи программного обеспечения Вначале рекомендуется изменить IP-диапазон и подсеть вашего компьютера, чтобы они совпадали с диапазоном ваших радиоустройств. Пример конфигурации IP-адреса при работе с операционной системой Windows XP: 1. В меню Пуск ОС Windows, выберите Панель Управления. 2. Если активировано стандартное отображение, выберите Выбор Сети. 3. В отображении категорий, выберите Сеть и Интернет подключения, затем Сетевые подключения. 4. Дважды кликните на вашем активном LAN или Интернет-подключении. 5. Нажмите Свойства (Properties). Откроется окно Свойства, как показано справа 6. Во вкладке Общие настройки, выберите Интернет протокол (TCP/IP) в конце списка, и нажмите Свойства. 7. Появится новое окно, в котором вы можете выбрать свой IP-диапазон и подмаску. Вы можете ввести необходимый диапазон, а затем нажать OK и закрыть все окна. Обратите внимание: Данная процедура не обязательна, если вы уже знаете IP-диапазон вашего компьютера и его подсеть. В этом случае выберите функцию «Установить IP-адрес» в радиочастотном анализаторе и настройте радиоустройство в соответствии с IP-диапазоном вашего компьютера. 97 РЧ Анализатор – главное окно Сетевой идентификатор беспроводной сети единицы связи (SSID) отображается в этом окне Область, где отображается информация о радиоустройствах и устройствах связи. Обратите внимание: Эта область будет оставаться пустой, до тех пор пока IP-адрес радиоустройства не будет совпадать с IP –диапазоном вашего компьютера Сканирование всего диапазона подсети можно осуществить, дважды кликнув на «All» (Все) 98 РЧ Анализатор – Настройка IP-адреса Каждое устройство имеет Серийный Номер, указанный на ярлыке, который крепится к устройству. Заметьте, что последние 5 цифр серийного номера обозначают MAC-адрес устройства. Функция Настроить IP-адрес позволяет присвоить IP-адрес и подсеть устройству, подключенному к РЧ анализатору, и сделать его видимым для него. Обратите внимание: При выборе IP-адреса для каждого устройства, убедитесь, что IP-диапазон и маска подсети локального компьютера совпадают с заданными для радиоустройства, иначе устройство не будет отображено в РЧ анализаторе, и следовательно, не может быть сконфигурировано. Выберите функцию «Настроить IP-адрес» из списка Меню выше. 99 РЧ Анализатор – настройка IP-адреса Окно настройки IP-адреса устройства теперь отображено на экране 100 РЧ Анализатор – настройка IP-адреса 1 2 3 4 5 1. Введите последние 5 цифр серийного номера (указаны на ярлыке устройства WMXXX-00”XXXXX”). 2. Введите требуемый IP-адрес для устройства. 3. Введите требуемую Маску подсети устройства (например, для класса 10.10.10.X, применяется маска подсети 255.0.0.0). 4. Введите Шлюз по умолчанию вашей сети (можно оставить 0.0.0.0, если он неизвестен). 5. Окно Выбор продукта (всегда используйте WaveSight Sprint/ Flow/ Max option для всех продуктов “Wave”). 6. Нажмите OK. Устройство перезапустится. (Обратите внимание: при данном действии светодиодный индикатор устройства выключится на несколько секунд). 101 РЧ Анализатор – Конфигурация радиоприемника Как только радиоприемник перезапустится, он будет отображаться на экране, как показано сверху, при условии, если IP-дипазон порта LAN на вашем компьютере и радиоприемник находятся в одинаковой подсети. Как только радиоприемник появится в Усилителе радиочастоты (УРЧ), его можно настроить, кликнув дважды на отображаемом устройстве. Обратите внимание: Если необходимо, весь диапазон подсети может быть просканирован при двойном клике на «All» в окне сканирования подсети, расположенном в левом нижнем углу главного окна РЧ анализатора. Этот процесс может занять несколько минут, вы можете следить за его ходом в левом нижнем углу главного окна РЧ анализатора. 102 РЧ Анализатор – конфигурация радиоприемника Окно имеет вид, как показано на рисунке. В нем есть три вкладки: 1. 2. 3. Общие настройки Радиоприемник Средства связи Обратите внимание: Здесь осуществляется конфигурация всех функций радиоприемника 103 РЧ Анализатор – конфигурация радиоприемника Вкладка общие настройки 1 4 2 3 1. Средства связи устройства: обеспечивает возможность назвать радиоприемник и ввести контактную информацию. 2. Функции устройства: обеспечивает функцию выбора радио канала База/Спутник и Авто/Ручной . 3. РЧ параметры: установка РЧ Канала/ РЧ полосы пропускания , ручная/ авто настройка канала. 4. Специальные: Однонаправленная или Групповая передача (Обратите внимание: изменяйте настройки по умолчанию только если требуется Групповая передача ). 4a. Сторожевое устройство: Не ставьте флажок, если используется для систем видеонаблюдения 4b. SNMP: (Простой Протокол Управления Сетью). Выберите, если применяется удаленный мониторинг беспроводных сетей. (По умолчанию флажок установлен). 104 РЧ Анализатор – конфигурация радиоприемника Вкладка радиоприемник 1 2 3 5 4 6 1. Передача мощности порта: выбор (в дБм). Используется для увеличения или уменьшения РЧ излучения от каждого устройства. 2. Радиоприемник: Активация/Деактивация. (По умолчанию включено. При выключении связь не будет установлена). 3. Расстояние: которое проходит луч, перед тем как отправиться назад (убедитесь, что установленное минимальное расстояние не меньше, чем реальное расстояние между двумя устройствами. Например, для пятикилометровой линии связи должно быть установлено значение не менее 5/6). 4. Надежность многопунктовой передачи: Эта функция должна быть активирована при передаче «точка-многоточка», если используется скрытый узел сети. 5. SPG1: Функция Суперпакетирования. (Это позволяет достичь высшей пропускной способности путем сжатия данных, для систем видеонаблюдения максимум +10%, для передачи необработанных данных + 30%, как правило). 6. Беспроводной режим: Данная функция позволяет работать мосту в режиме по умолчанию 54Мбит/с или в турбо-режиме 108 Мбит/с . Кроме того, можно выбрать режим для радиоприемников 2.4ГГц , 802.11b или 802.11g . Турбо-режим для радиочастотного диапазона 2.4ГГц не доступен. 105 РЧ Анализатор – Конфигурация радиоприемников Вкладка средств связи 1 1c 1a 1b 2 3 4 Шифрование: Активация/Деактивация функции Ключевые типы: Доступны такие типы криптографии, как WEP, AES, AES/TKIP. (Наиболее безопасный тип - AES/TKIP, 256-битный, с протоколом целостности временных ключей, подобен WPA2). 1b. Идентификационная фраза: Для завершения процесса необходимо дважды ввести пароль шифрования. 1c. Интервал переопределения ключа: По желанию вы можете менять цикл повторений идентификационной фразы, от 30 до1800 секунд. 2. SSID (Сетевой Идентификатор Беспроводной сети): Функция сетевого идентификатора определяет радиоприемники в одной сети (для установки Моста/Связи SSID двух устройств должен совпадать) Обратите веимание: Два отдельных моста могут иметь одинаковый SSID только при передаче PtMP. 3. Подавление: Радиопередача SSID может быть заблокирована при активации данной функции в качестве меры безопасности. 4. Добавление устройства в список: Это функция фильтрации MAC-адресов. Обеспечивает игнорирование устройств, которые не находятся в списике разрешенных. Чтобы добавить утсройство, введите 5 последних цифр серийного номера Спутника, и добавьте его. 1. 1a. 106 РЧ Анализатор – конфигурация радиоприемника Сохранение настроек 2 1 1. Опции диска: Рекомендуется сохранять настройки на ваш компьютер, прежде чем сохранить их на устройство по нескольким причинам: • У вас будет каталог со всеми конфигурациями. • Вы сможете использовать сохраненные настройки для загрузки на противоположный конец моста/линии связи, при условии если тип устройства один и тот же, то есть с WaveSPRINT на WaveSPRINT, с WaveFLOW на WaveFLOW и т. д. • Загружая сохраненные настройки на противоположный конец, вам необходимо только изменить функцию устройства на противоположную, соответствующую сохраненному файлу, например, если сохраненные настройки установлены для Базовой единицы, загрузите и смените на Спутниковую, а затем сохраните на устройство. • Вам не нужно будет вводить настройки дважды и это позволит избежать ошибок при наборе. 2. Устройство: После того как все настройки завершены и вы сохранили копию в файл, вы можете сохранить конфигурации на устройство. РЧ Анализатор отобразит индикатор выполнения копирования конфигураций на флэш-диск. Радиоустройстсво перезагрузится, чтобы новые настройки были активированы. 107 РЧ Анализатор – конфигурация радиоустройства Конфигурация противоположного конца линии связи 3 1 2 Для конфигурации противоположного конца линии связи вам необходимо просто повторить процесс, начиная с функции «Настройки IP -адреса», если второе радиоустройство не отображается в главном окне РЧ анализатора. 1. В окне Конфигураций выберите сохраненный файл с вашего компьютера, используя кнопку «Load» и загрузите сохраненные настройки с одного устройства на другое. 2. Не забудьте на этом этапе изменить функцию устройства на противоположную, из сохраненных настроек. 3. Теперь вы готовы сохранить настройки на устройство. Как только радиоустройство перезагрузится, на экране отобразится линия связи, при условии если линия прямой видимости очищена для передачи и антенна направлена верно. 108 РЧ Анализатор – тестирование связи Как показано выше, между двумя радиоустройствами установилась связь. Качество связи определяется индикацией уровня принимаемого сигнала (RSSI). Данное значение отображается возле указанного качества связи в виде десятичных чисел в скобках. Данные значения могут быть использованы для измерения выравнивания антенны, поскольку они возрастают или уменьшаются в режиме реального времени при настройке антенны. В этом примере наша цель – достичь максимального уровня принимаемого сигнала с помощью выравнивания антенны. В дополнение к этому, при необходимости, мощность передачи может быть увеличена или уменьшена на каждом устройстве путем регулирования мощности портов, как показано во вкладке конфигураций радиоустройства. Рекомендованное целевое значение RSSI должно находится в пределах 20-49. Если значения ниже 20, это должно послужить основанием для беспокойства при построении долгосрочных проектов. В таком случае следует пересмотреть уровень чистоты зоны Френеля, направленность антенны, помехи на канале. 109 РЧ Анализатор – тестирование связи Если вы удовлетворены уровнем RSSI и качеством связи, можно провести диагностику связи, перед тем как запустить систему в эксплуатацию. Для проведения диагностики связи необходимо, чтобы на компьютере каждого конца связи был запущен РЧ анализатор, и оба компьютера должны быть настроены в едином IP-диапазоне. В этом примере локальный компьютер имеет IP-адрес 172.16.11.155, а удаленный - 172.16.11.166. Тестирование запустится с локальной машини, чтобы проверить пропускную способность, хотя данную проверку можно проводить на обоих концах одновременно, если это необходимо. Чтобы открыть окно диагностики связи, войдите в список меню, как показано выше, и выберите Диагностику. На этом этапе вы можете выбрать функцию «Использование произвольных данных» (если необходимо), перед тем как открыть окно Диагностики связи. 110 РЧ Анализатор – тестирование связи Когда окно диагностики связи откроется, выберите кнопку «Scan» («Сканирование»), чтобы определить IP-адрес удаленной машины, которая будет использована для тестирования пропускной способности. Окно сканирования отобразит все порты LAN сети, за исключением радио оборудования. После завершения сканирвания, убедитесь, что вы выбрали удаленный сервер из списка отображенных IP-адресов. В этом случае адрес удаленного сервера 172.16.11.166. Выделите и дважды кликните по выбранному серверу для тестирования. 111 РЧ Анализатор – тестирование связи Теперь поле IP-адреса удаленного сервера заполнено. На этом этапе вы можете выбрать «Start», чтобы начать тестирование пропускной способности линии связи. В данном поле отобразится значение скорости обмена данными (в Мбит/с). Вы также сможете увидеть значение пропускной способности тестируемой линии связи на главном экране РЧ анализатора. Если вы не получили данных о пропускной способности, в то время как поле «timeouts» заполнено, с удаленнным сервером не было установлено связи. В этом случае проверьте настройки локального и удаленного порта Firewall и деактивируйте firewall с целью тестирования. Вы можете повторить процесс при необходимости после дальнейшей конфигурации и/или выравнивания антенны, пока вы не будете удовлетворены результатами. 112 Сертификация обучения Необходима для : Продаж Изучения объекта (первый объект должен быть проконтролирован) Инсталлирования (применяются другие стандарты техники безопасности, О безопасной работе на высоте, и т. д.) Обслуживания Wavesight осуществляет поддержку проектирования первого объекта или системы.