Курсовая работа: Конструирование радиорелейной линии
Протоколы, реализованные в аппаратной части маршрутизатора, позволяют ему работать на сетевом уровне модели взаимодействия открытых систем, а значит – получать доступ практически к любому типу служебной информации, которой оперируют сетевые устройства. В результате таблицы маршрутизации, которые используются для передачи данных между компьютерами, не только всегда актуальны, но и содержат данные об альтернативных маршрутах движения.
Поскольку маршрутизатор является очень ценным устройством для локальной сети, он обычно позволяет управлять собой, для чего может использоваться либо веб-интерфейс с доступом по определенному 1 р-адресу, либо один из управляемых портов.
Внешний вид маршрутизатора мало чем отличается от коммутатора и концентратора, поэтому многие часто путают их
Как правило, маршрутизатор содержит от 16 до 64 портов и обязательно поддерживает возможность установки в стойку монтажного шкафа. Маршрутизатор с 8 портами встречается достаточно редко, и причиной является высокая цена маршрутизатора вообще. Поэтому когда речь идет о приобретении маршрутизатора, то многие предпочитают приобретать устройство с 16 и более портами – так сказать, про запас.
2.4.7 Точка доступа
Точка доступа (access point) – представитель активного типа устройств, необходимых для объединения компьютеров в беспроводную сеть. Его аналогом является проводной коммутатор, а в отдельных случаях и маршрутизатор.
Точка доступа в силу особенностей беспроводной среды передачи данных является достаточно интеллектуальным устройством и часто позволяет осуществлять дополнительное управление локальной сетью. Например, в современных точках доступа имеется аппаратная поддержка работы dns- и dhcp-серверов, что позволяет строить структурированные локальные сети, представляющие собой упрощенный вариант доменной структуры. Кроме того, точка доступа одновременно является брандмауэром, способным фильтровать и блокировать пакеты, а также, что самое главное, содержит информацию, необходимую для аутентификации пользователей.
Внешний вид точки доступа зависит от некоторых факторов.
– наличие дополнительных портов rj-45. Достаточно часто точка доступа является тем средство, которое позволяет объединить в одну сеть как беспроводных, так и проводных клиентов. В связи с этим для подключения последних используют порты rj-45 стандарта
– количество и мощность антенн. Различные сетевые стандарты подразумевают использование разного количества антенн, поэтому на точке доступа их будет столько, сколько это предусмотрено стандартом.
Однако часто встречаются точки доступа, которые содержат дополнительную антенну, что позволяет сделать покрытие сети более широким и увеличить уровень сигнала. Кроме того, некоторые точки доступа позволяют подключать внешнюю антенну, для чего оборудуются соответствующим гнездом либо делают стандартную антенну съемной, и на ее место можно вкрутить антенну с большим коэффициентом усиления.
– средства индикации. На передней панели точки доступа всегда присутствует определенное количество светодиодов, которые сигнализируют о переходе точки доступа в тот или иной режим, а также отображают активность дополнительных портов. Количество средств индикации напрямую зависит как от функциональных возможностей точки доступа, так и от количества дополнительных портов на задней панели.
– тип исполнения. Поскольку беспроводная сеть может организовываться как в закрытом помещении, так и на открытом воздухе, корпус точки доступа должен быть готов к этому. Поэтому офисные точки доступа отличаются от точек доступа для внешнего использования. Как минимум различаются вид и материал корпуса. Могут быть и другие отличия, например в наличии портов и креплений для громо- и грозозащиты, портов для подключения внешней антенны, питания и т. П.
2.4.8 Модем
Модем – активное оборудование, предназначенное для соединения двух удаленных точек, например компьютеров или сегментов сети. Чаще всего он используется для подключения компьютера к интернету.
Слово «модем» является сокращением от слов «модулятор» и «демодулятор», что подразумевает наличие в составе устройства соответствующей аппаратной начинки, которая выполняет модуляцию и демодуляцию сигнала.
Модем имеет цифровой интерфейс связи с компьютером (цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования и аналоговый интерфейс для связи с телефонной линией). Он состоит из процессора, памяти, аналоговой части, ответственной за сопряжение модема с телефонной сетью, и контроллера, который всем управляет.
У стандартного аналогово-цифрового модема обмен информацией происходит по обычной телефонной линии в диапазоне частот 300–3400 гц.
Преобразование аналогового сигнала осуществляется достаточно просто: с определенной частотой измеряются его характеристики и записываются в цифровой форме по определенному алгоритму. В обратной последовательности идет преобразование цифровой информации.
Главное различие модемов – вариант их исполнения. Бывают внешние и внутренние
Модемы. Внутренние, как правило, выполнены в виде платы расширения, которая вставляется в свободный слот компьютера. В случае с персональным компьютером это слот pci или Pci express, в случае с переносными устройствами – слот pcmcia.
В зависимости от типа модема и среды передачи данных различается скорость их передачи. Скорость обычного цифрово-аналогового модема, работающего с телефонной аналоговой линией, равна 33,6–56 кбит/с. Кроме того, широкое распространение получили adsl-модемы, которые используются для организации скоростного подключения к интернету
Скорость передачи данных у таких модемов обычно находится в пределах 1–8 мбит/ с, но теоретически возможна скорость выше 20 мбит/с.
2.4.9 Антенна
В беспроводной сети антенна имеет большое значение, особенно если к ней подключено активное сетевое оборудование, например точка доступа, концентратор, маршрутизатор и т.д. Хорошая антенна позволяет сети работать с максимальной отдачей, достигая при этом своих теоретических пределов дальности сигнала и скорости передачи данных.
Антенны бывают всенаправленные и узконаправленные, а также различаются вариантом их использования: внутри здания или на открытом воздухе кроме того, основным показателем возможностей антенны является ее коэффициент усиления сигнала. Например, узконаправленная антенна позволяет достичь большего радиуса сети, что используют, когда необходимо соединить два удаленных сегмента беспроводной сети. Всенаправленная антенна распространяет сигнал вокруг себя, что дает возможность другим устройством, установленным рядом, взаимодействовать друг с другом. Однако, учитывая особенности распространения сигнала, ожидать от такого способа особых результатов не приходится. Использование антенны с большим коэффициентом усиления позволяет увеличить радиус сети и, соответственно, уровня сигнала, особенно на дальних точках подключения./20/
2.5 Антены
2.5.1 Антенна направленная 10 dBi
Приемопередающая направленная наружняя антенна (фазированная решетка). Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 3 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи возрастает до 6–8 км.
Рабочий диапазон частот 2.4–2.483 ГГц.
Коэффициент усиления – 10 dBi.
Ширина диаграммы направленности на уровне -3 dB:
– в горизонтальной плоскости 15 гр,
– в вертикальной плоскости 40 гр.
– отсутствуют боковые и задние лепестки.
Геометрические размеры антенны – 25 х 15 х 2 см.
2.5.2 Антенна направленная 16 dBi
Приемопередающая направленная наружняя антенна (фазированная решетка). Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 10–12 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи возрастает до 20–30 км.
Рабочий диапазон частот 2.4–2.483 ГГц.
Коэффициент усиления – 17 dBi.
Ширина диаграммы направленности на уровне -3 dB:
– в горизонтальной плоскости 15 гр,
– в вертикальной плоскости 40 гр.
– отсутствуют боковые и задние лепестки.
Геометрические размеры антенны – 49 х 22 х 2,5 см.
2.5.3 Антенна направленная параболическая 24dBi
Приемопередающая сегментопараболическая наружняя антенна используется для создания радиоканалов на больших расстояниях. Две таких антенны, подключенных непосредственно к сетевым радиокартам или радиобриджам, и направленных друг на друга, обеспечивают дальность связи до 40 км. С усилителями (с каждой стороны) дальность связи более 50 км. При работе со всенаправленной антенной 11 dBi дальность связи – до 8 км, с усилителем – до 50 км.
Рабочий диапазон частот 2.4–2.483 ГГц.
Коэффициент усиления – 24 dBi.
Ширина диаграммы направленност на уровне -3 dB:
– в горизонтальной плоскости 10 гр,
– в вертикальной плоскости 15 гр.
Геометрические размеры антенны – 60 х 90 см. /21/
2.5.4 Всенаправленная антенна 12dBi
При работе с направленной антенной 24 dBi дальность связи – до 13 км, с усилением – до 20 км.
Технические характеристики антенны
Тип антенны – коллинеарная антенная решетка
Входное сопротивление 50 Ом
Рабочий диапазон частот 2400–2500 МГц
Коэффициент усиления в рабочей полосе частот 12 dB
Поляризация Вертикальная (горизонтальная – на заказ)
Ширина ДН в вертикальной плоскости (вектор Е) 6.5°
Ширина ДН в горизонтальной плоскости (вектор Н) 360°
КСВ в рабочей полосе частот <1.8:1
Разъем – гнездо N типа (female)
Габариты – 1030х170х95 мм
Ветровая нагрузка 150 км/ч
Максимальная подводимая мощность 50 Вт
Масса не более 2 кг
Исполнение – внешнее, всепогодное
Способ молниезащиты – необходим внешний грозоразрядник
Крепление на горизонтальную трубу диаметром 20–40 мм двумя U-болтами
|
В горизонтальной
плоскости: |
В вертикальной
плоскости: |
Рис. 9. Диаграмма направленности на центральной частоте рабочего диапазона
Работает с изделиями ARLAN PC4800, ARLAN BR500, ARLAN AP4800, ARLAN UC4800 и WaveLAN, WavePOINT при наличии соответствующих разъемов-переходников./22/
2.6 Оборудование РРЛ
Оборудоване любой современной радиорелейной системы для магистральной РРЛ подразделяют на следующие группы: 1) антенна и АФТ, 2) приемопередающая СВЧ (сверхвысокочастотная) аппаратура, 3) модемы, 4) вспомогательное оборудование.
Приемопередающую СВЧ аппаратуру часто выполняют конструктивно в виде отдельных СВЧ стоек: стойки приемников и стойки передатчиков. В каждой стойке размещают несколько таких устройств для организации многоствольной РРЛ. Существуют и другие конструктивные решения, например, объединение СВЧ приемника и СВЧ передатчика в одной стойке или установка их на вертикальных штативах.
В состав стойки модема входит несколько модуляторов и демодуляторов, устройства их резервирования, оконечные устройства ТФ и ТВ стволов.
Вспомогательное оборудование в свою очередь содержит аппаратуру резервирования, служебной связи, телеобслуживания, гарантированного электропитания, осушки АФТ.
Важно отметить, что в таких радиорелейных системах модулятор конструктивно отделен от СВЧ передатчика (демодулятор – от СВЧ приемника), а между собой они соединены по ПЧ промежуточная частота
Соединение между приемником СВЧ и передатчиком СВЧ на ПРС также выполнено по ПЧ. Такое конструктивное решение позволяет комплектовать все станции одной магистральной РРЛ типовыми СВЧ стойками.
Принятое подразделение аппаратуры РРЛ на группы оказалось также удобным при создании комплекса унифицированных радиорелейных систем. Такой комплекс, как правило, содержит набор аппаратуры, позволяющий построить ряд РРЛ, работающих в нескольких диапазонах частот, причем для всех систем одинакова так называемая унифицированная аппаратура: модемы и вспомогательное оборудование. Для каждого рабочего диапазона разработана своя приемопередающая СВЧ аппаратура, а антенны и АФТ имеют свои особенности. Примером является отечественный комплекс унифицированных радиорелейных систем (КУРС), позволяющий организовать РРЛ в диапазонах 2, 4, 6, 8 ГГц. Переход от разработки и эксплуатации отдельных радиорелейных систем к комплексу унифицированных радиорелейных систем имеет ряд существенных достоинств. К ним относятся снижение издержек производства и стоимости хранения аппаратуры за счет унификации узлов, улучшение обслуживания и др.
3. Расчетно-графическая часть
3.1 План местности с указанием опорных узлов
Рис. 10. Карта с указанием опорных узлов (Бузулук – Сухоречка-Малогосвицкое)
Рис. 11. Карта с указанием опорных узлов (Малогосвицкое – Подколки)
Рис. 12. Карта с указанием опорных узлов (Подколки)
Рис. 13. Карта с указанием опорных узлов (Семеновка-Затоновский-Паникла)
Рис. 14. Карта с указанием опорных узлов (Паникла-Бугуруслан)
Карты, представленные на рисунках 10 -14 показывают расположение опорных узлов территориальной сети передачи данных Оренбург – Соль-Илецк.
Красные метки соответствуют промежуточным станциям, которые предназначены для приема сигналов от предыдущей станции радиорелейной линии, усиления этих сигналов и излучения в направлении последующей станции РРЛ.
Синие метки соответствуют оконечным станциям. На данных станциях происходит преобразование сигналов информации в сигналы, передаваемые по РРЛ.
3.2 Основные технические решения по построению региональной сети передачи данных
3.2.1 Организация мультисервисной опорной сети
Рост популярности мультисервисных сетей связи – одна из самых заметных тенденций российского рынка телекоммуникационных услуг в последние годы. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время. Благодаря возможности обмениваться большими объемами данных между офисами можно устраивать селекторные совещания и проводить видеоконференции с отдаленными подраздел
Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображений и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Она отличается надежностью, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет), и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближающуюся к стоимости передачи данных по Интернету). Вообще говоря, основная задача мультисервисных сетей заключается в том, чтобы обеспечить работу разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи и обычного трафика (данных), и трафика другой информации (речи, видео и т.д.) используется единая инфраструктура.
Мультисервисная сеть открывает массу возможностей для построения многообразных наложенных сервисов поверх универсальной транспортной среды – от пакетной телефонии до интерактивного телевидения и Web-сервисов. Сеть нового поколения имеет следующие особенности:
– универсальный характер обслуживания разных приложений;
– независимость от технологий услуг связи и гибкость получения набора, объема и качества услуг;
