Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Кафедра «Вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Применение технологий М2М в сетях сотовой связи

Новицкий А.А.

Алматы 2015



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АО «МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Факультет Информационных технологий

Кафедра Вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

Заведующий кафедрой

д.инж.н., профессор

Р.И. Мухамедиев

«_____» ___________2015г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

Тема: «Применение технологий М2М в сетях сотовой связи»

Студент:	гр.РЭТ-114 Новицкий А.А. «____» ________2015 г	_____________ (подпись)
Руководитель:	проф. Айтмагомбетов А.З. «____» ________2015 г	_____________ (подпись)
Рецензент:	к.т.н.,доцент, зав.кафедрой радиотехники и телекомуникаций КазАТК Оразымбетова А.К. «____» ________2015г	_____________ (подпись)

АО « МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Кафедра Вычислительной техники, программного обеспечения и

Телекоммуникаций

Специальность 5B071900-Радиотехника, электроника и телеоммуникации

«УТВЕРЖДАЮ»

Заведующий кафедрой

д.инж.н., профессор

Р.И. Мухамедиев

«_____» ___________2015г.

ЗАДАНИЕ

НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ СТУДЕНТА

Новицкий Андрей Алексанрович

1. Тема работы «Применение технологий М2М в сетях сотовой связи»

Утверждено приказом №47-с МУИТ от 08 декабря 2014 г.

2. Срок сдачи студентом законченной работы 15 мая 2015 г.

Исходные данные к работе: Документы ITU-T; документы ETSI; документы IETF. Глобальные стандарты МСЭ-Т для ИКТ.

3. Содержание расчетно - пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросoв:

1) Анализ технологий М2М в сотовых сетях

2) Проектирование сети М2М на базе университета МУИТ

3) Расчетная часть

4) Вывод расчетной части

5) Экономическое обоснование

6) Охрана труда и промышленная экология.

4. Лазерный CD диск с текстом дипломной работы и приложениями:

1) Топология и архитектура технологии М2М

2) Метод внедрения М2М сети в здание университета и его филиалов.

3) Общая схема использования данной сети.

4) Объеснение причины использования данной технологии.

5) Анализ проекта сети М2М на базе университета МУИТ.

6. Консультанты по работе , с указанием относящихся к ним разделов проекта

Раздел	Консультант	Подпись, дата
		Задание выдал	Задание принял
Экономическая часть	Бердыкулова Г.М.
ОТ и ПЭ	Колбай И.С.
Нормоконтроль	Звягинцева О.А.

Дата выдачи задания 20.11.2014 г.

Руководитель____________________________________________А.З.Айтмагомбетов

(подпись)

Задание принял к исполнению__________________________________А.А.Новицкий

№	Наименование этапов дипломной работы	Срок выполнения этапов работы	Примечание
1 2 3 5	Аналитическая часть. Обоснованная постановка задачи Технологическая часть . Расчетная часть . Экономическая часть . Охрана труда и промышленная экология

Дата выдачи задания 20.11.2014 г.

Руководитель_______А.З.Айтмагомбетов

(подпись)

Задание принял к исполнению_______________А.А.Новицкий



Введение

В период с 2002 по 2009 годы отношение человек-устройство изменилось с 0.8 устройства на одного человека в среднем по миру на 3.72 устройства. К 2020 году это отношение должно вырасти примерно до 8 устройств на одного человека. В связи с этим технология М2М стала как никогда актуальной и необходимой, для того, чтобы облегчить взаимодействие всех устройств друг с другом, и упростить взаимодействие человека с устройствами, имеющими доступ в сеть. Как и во всем мире, так и в Казахстане количество мобильных устройств на одного человека увеличивается с каждым годом. В 2007 году этот показатель составлял 2.5 миллиона мобильных устройств на все население Казахстана, уже в 2012 этот показатель увеличился в четверо - 9,5 миллионов мобильных устройств. К 2016 году прогнозируется около 28 миллионов мобильных устройств на территории Казахстана.

Технология М2М служит для подключения устройств к сети, которые не имели этой возможности изначально. К таким устройствам можно отнести:

-Банкоматы;

-Общественный Транспорт;

-Счетчики учета воды, газа, электроэнергии и т.д

Для упрощения подключения этих устройств к мобильной сети используют различные технологии межмашинного взаимодействия (BlueTooth-3, Zigbee). Zigbee - один из самый популярных и востребованных проектов в сфере машинного взаимодействия. Во-первых, из-за не высокой цены, во-вторых, из-за гибкости технологии (700гц - 2400гц), которая позволяет использовать Zigbee практически где угодно.

В данной дипломной работе будет продемонстрирован пример применения технологии М2М в сотовых сетях. Будет разработан теоретический проект для компаний, имеющие больше одного здания в своей организации, где будет использована технологии M2M вместе с Zigbee. Суть проекта заключается в мониторинге показаний датчиков для улучшения эффективности использовании электроэнергии и других необходимых ресурсов.



1. Технология М2М

1.1 Технология М2М: Анализ

M2M является аббревиатурой Machine-to-Machine - это новая концепция организации сетей, обозначающая передачу телеметрических данных от одного устройства к другому. Другими словами, M2M - это общее название технологий, которые позволяют машинам обмениваться информацией друг с другом, или же передавать её в одностороннем порядке. К ним можно отнести проводные и беспроводные системы мониторинга датчиков или каких-либо параметров устройств (температура, уровень запасов, местоположение и т. д.). К примеру, банкоматы или платёжные терминалы могут автоматически передавать информацию по GSM-сетям, если у них закончилась чековая бумага или наличность, или же наоборот, если наличности слишком много и требуется приезд инкассаторов. M2M также активно используется в системах безопасности и охраны, вендинге, системах здравоохранения, промышленных телеметрических системах (производство, энергетика, ЖКХ и др.) и системах позиционирования подвижных объектов на основе систем ГЛОНАСС/GPS.

Рисунок 1.1 -Простейшая топология сети технологии М2М

Одним из подклассов M2M является межмашинное взаимодействие с использованием мобильных решений, для него также может использоваться аббревиатура M2M (англ. Mobile-to-Mobile). Система M2M состоит из нескольких элементов: периферийные узлы, коммуникационное оборудование и программное обеспечение. Периферийные узлы это чаще всего датчики, определяющие состояние окружающей среды и условия работы физических устройств. После сбора подробной информации она немедленно преобразовывается в цифровые сигналы, которые передаются потом по сети. Передачу данных к приложениям и другим узлам обеспечивает коммуникационное оборудование. Программное обеспечение на основе анализа данных, полученных от датчиков, принимает решения и посылает команды устройствам. Использование такой беспроводной технологии имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Применение M2M-оборудования позволяет сэкономить на прокладке кабельной инфраструктуры и сохранить драгоценное время, сократить количество обслуживаемого персонала, сделать бизнес более эффективным и легко управляемым.

Темпы развития рынка M2M-оборудования находятся под наблюдением аналитиков и экспертов из многих агентств по всему миру. Их оценки и прогнозы крайне оптимистичны, а потенциал развивающейся M2M-индустрии очень высок. Последнее поколение M2M-модулей способно обеспечить выполнение таких базовых функций, как GSM/GPRS, GPS, Bluetooth, ZigBee.

1.2 Рынок M2M в Казахстане

В данный момент лидеры занимающиеся разработкой в области М2М являются Европа и Америка. Так как Казахстан в большинстве случаев использует европейские стандарты, в данной работе будут приведены европейские стандарты технологии М2М.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute) это - европейский институт, который занимается стандартизацией. Как и в любой другой технологии, например GSM, должен существовать единый стандарт: нормы и правила, к которым должен стремиться производитель устройств.

Существует многочисленное количество мандатов, которые направляют устройства М2М к единому стандарту с 2002 года. До сих пор, как и Европа, так и Америка не смогли прийти к единому внутригосударственному стандарту. В основном проблема заключается в производителях М2М устройств из-за того, что одни протоколы практичнее и легче использовать там, где другие имеют изъяны и наоборот.

К основным проблемам, сдерживающим развитие рынка M2M в Казахстане, можно отнести:

- высокие тарифы на услуги M2M;

- низкая скорость соединения с устройством M2M.

- сложность переходить на новое оборудование и технологии.

На данном этапе технология M2M продолжает активно развиваться, системы стали более высокоинтеллектуальными, а сфера их применения практически безгранично расширилась. Возросли возможности практической реализации различных M2M-решений также благодаря снижению стоимости на технологии беспроводной связи, повышению их производительности и функциональности. Способность управлять удаленными устройствами с помощью беспроводного сигнала позволила пользователю свести к минимуму зависимость от местонахождения и времени.

В Казахстане М2М имеет место в мобильной конкуренции, в 2012 году М2М устройства составляли уже 10% от всего рынка мобильных устройств в Казахстане. И по прогнозам к 2020 эта доля увеличится вдвое, а то и втрое и будет составлять уже треть от всего рынка.



Рисунок 1.2 - Структура абонентской базы интернет-пользователей по типам используемых устройств

В России технология М2М уже активно внедряется, как в производство, так и обыкновенный быт (SmartHome). На данный момент существует огромное количество специалистов в этой области, а сотовые гиганты уже предлагают услуги мониторинга малого бизнеса с помощью данной технологии.

Основная особенность данной технологии состоит в том, что в мире еще нет общего удобного протокола для внедрения в различные системы: начиная от бытовых нужд (SmartHome, безопасность, снятие показаний счетчиков газа, света и т.д.), до внедрения в сложные городские системы (SmartCity концепция умного огорода). Именно поэтому, пока, к сожалению, невозможно создание единой системы, комплексно соединяющей множество устройств в один функциональный кластер, так как при внедрении различных технологий может произойти ситуация, когда форматы связи не соответствуют друг другу. Именно поэтому, разработчикам и инженерам в Казахстане, как и во всем мире, следует прийти к единому стандарту использования технологий М2М.



1.3 Области применения

Сегодня M2M-оборудование очень широко используется в противоугонных и охранных системах, оно стало неотъемлемой частью многих правоохранительных структур. Внедрение данной технологии позволяем обеспечить максимально быструю реакцию спецслужб при попытке угона автомобиля или взлома квартиры. Сигнал о происшествии передается по сети GSM на диспетчерский пульт дежурному оператору в виде SMS-сообщения или голосового сигнала, одновременно возможно оповещение владельца. Особенно ощутима поддержка M2M систем в плохо телефонизированных районах.

Кроме мониторинга стационарных объектов применение М2М возможно в системах мобильного позиционирования. Таксопарки, грузоперевозчики и многие другие компании могут отслеживать перемещения своих автомобилей в реальном масштабе времени, получать информацию об их техническом состоянии, корректировать маршруты, тем самым, ускоряя доставку груза. Если говорить о применении М2М технологий на транспорте, то здесь их возможности беспредельны. Возникла авария - автоматическое сообщение с указанием места происшествия мгновенно направляется в службу спасения. Нужна диагностика двигателя или интересует состояние ценного груза - с помощью систем М2М все осуществимо очень быстро и просто.

Если еще совсем недавно на этом возможности новой технологии заканчивались, то сейчас она проникла и в другие сферы, например, банковскую. Теперь банки внедряют М2М модуля с SIM-картами в свои банкоматы. Применять M2M можно и в аграрном комплексе, датчики мониторинга влажности почвы позволят сделать расход воды максимально экономичным и эффективным. А система «умный дом» давно превратилась из мечты в реальность, ее многочисленные преимущества может оценить каждый желающий. Модулями связи снабжают множество различных датчиков контроля температуры, уровня освещенности, механического напряжения мостов, давления в трубопроводах, датчиков огня и дыма и т.д. Дальнейшим этапом в разработке М2М систем телеметрии будет достижение максимальной чувствительности детектора GPS-сигнала и стабильности работы М2М модулей в самых сложных условиях.

На рынке технологических решений для M2M свои разработки предлагает не один десяток компаний, в том числе и такие мировые лидеры как компании Microsoft, Sony Ericsson, Siemens.

Не так давно интересное M2M решение представила американская компания MaxStream. Специалистами было разработано устройство XBee XTender, которое позволяет объединять машины, использующие сеть ZigBee/802.15.4., но при этом устранен главный недостаток ZigBee-сетей. Если раньше устройства имели небольшое покрытие зоны (30--100 м), то данное решение осуществляет связь между машинами находящимися на расстояниях до 60 км. Стоимость такого устройства составляет 400 долларов.

Другое интересное решение - модули Motorola G24. Производители всегда старались создать устройство способное работать даже в самых жестких климатических условиях, эти радио модули способны работать в рекордном температурном диапазоне -- от -30 до +85 °C. Их можно использовать в критических условиях. Например: на железоплавильных заводах, т.к. завод сделан практически из металла и бетона, то неэффективно было бы использовать там беспроводную связь типа WiFi, которая подвержена затуханию, проходя через эти материалы.

Новый GSM-модуль Siemens XT75 - это четырехдиапазонный модуль с поддержкой GPS, который можно применять в мобильных устройствах. Или в устройствах, которые могут поддерживать услуги мобильных операторов. Они используются во многих отраслях: от шахт (создана цепь устройств XT75, связанных между собой c помощью GSM сети) до банкоматов, которые передают статус объекта и его местоположения.

Как видно, рынок М2М технологий развивается в различных направлениях и уже в ближайшем будущем разработчики и производители М2М предоставят новые решения М2М, которые заинтересуют различные компании и предпринимателей в Казахстане.

Рисунок 1.3 - Интеллектуальная система управления транспортом.

Обеспечение безопасности транспортных и пассажирских перевозок при внедрении технологий ГЛОНАСС представляет ключевую задачу. Ее решение возможно как в рамках узкоспециализированных отраслевых систем мониторинга и управления пассажирским транспортом, каретами скорой помощи или транспортом, перевозящим особо опасные грузы, так и в составе Интеллектуальных транспортных систем (ИТС), консолидирующих все возможности и технологии в рамках единой системы управления транспортным комплексом города. В Казахстане уже появились автобусы с GPRS модулями и свободными точками WIFI, из этого следует, что правительство города пытается улучшить качество общественного транспорта, тем самым применяя новые технологии в этой сфере.

Спутниковый мониторинг транспорта представляет собой систему контроля, предназначенную для управления перевозками (контроль автопарков и соблюдения маршрутов транспорта, оптимизация маршрутов), транспортного мониторинга (определение местоположения транспортного средства, скорости его перемещения и технологических процессов), диспетчеризации транспорта. Такой мониторинг осуществляется на основе определения местоположения объекта, оснащенного навигационным и связным оборудованием.

Рисунок 1.4 - Функциональные возможности SmartBus.

В настоящее время в мире существуют лишь две подобные навигационные системы с глобальным покрытием Земли:

- Американская GPS;

- Российский ГЛОНАСС.

Стоит отметить, что данные системы не конкурируют друг с другом, совсем наоборот, совмещенные ГЛОНАСС/GPS-решения позволяют осуществлять спутниковый мониторинг транспорта с повышенной точностью и надежностью даже в условиях сложного городского ландшафта и горной местности.

Улучшение качества общественного транспорта так же повлияет на разреженность дорог в городе, какой человек захочет стоять в пробках за рулем, если есть отличная альтернатива - SmartBus. Имея точно расписание автобусов и, зная, что там будет постоянный доступ к интернет через свободный WIFI многие будут предпочитать использовать общественный транспорт.

1.4 М2М в сетях EDGE, 3GPP и LTE

Мобильные технологии M2M (общее название технологий, которые позволяют машинам обмениваться информацией друг с другом или же передавать ее в одностороннем порядке) используются достаточно давно -- банками для управления сетями банкоматов, платежными системами, системами мониторинга транспорта на основе GPS, а теперь и ГЛОНАСС. Но их бурный рост в Казахстане начался совсем недавно. Ограничивают повсеместное использование технологий M2M, по мнению экспертов, отсутствие комплексных и отраслевых решений, проблемы безопасности и пока довольно высокая цена как самих телематических устройств, так и их поддержки.

В сетях 3GPP существуют некоторые нормативы, которые не допускают использования технологии М2М в сетях сотовой связи (ССС), которые включают в себя:

- Низкую мобильность, что определяется моделями поведения устройств М2М, которые могут быть статичными (неперемещаемыми), иметь ограниченную мобильность (nomadic) и быть мобильными, но в пределах строго определенного региона. Эти свойства М2М устройств позволяют снижать служебный трафик сигнализации, отвечающий за мобильность, и частоту передаваемых отчетов от устройств М2М;

- Контролируемость времени связи, которая реализуется за счет того, что данные от устройств М2М могут быть переданы или приняты только в строго определенный период и служебный трафик за пределами этих заранее определенных временных окон может быть минимизирован.
Толерантность к моменту проведения сеанса связи и задержкам сообщений, которая реализуется за счет того, что приложения для передачи данных могут поддерживать независимость от задержки.

- Использование только принципов коммутации пакетов, вследствие чего доступ в сеть разрешен для ранее установленных услуг и переключение возможно как с использованием, так и без использования мобильных терминалов.

- Использование международного номера абонента для нумерации (International Subscriber Directory Number, MSISDN).

- Передачу небольших объемов данных (Small Data Transmissions), так как большинство М2М устройств передает небольшие потоки данных в линии «вверх».

- Инициализацию только мобильного вызова (Mobile Originated Only), так как сеть предоставляет механизмы снижения управляющего служебного трафика, создаваемого устройствами М2М.

- Завершение мобильного вызова (Infrequent Mobile Terminated) на сетях LTE/3GPP.

- Мониторинг М2М сети, осуществляемый в целях того, что сеть М2М не предназначена для предотвращения краж М2М устройств, выявления таких событий в сети М2М как необъяснимое поведение и потеря соединения, уведомление конечного пользователя о результатах мониторинга.

- Приоритетную передачу аварийных сообщений PAM (Priority Alarm Message) требующих немедленного внимания оператора и пользователей сети М2М, в случаях краж, срочных или чрезвычайных ситуаций.

- Безопасность соединений особенно при соединении через роуминговые операторы.

- Переключение М2М устройств на основе особенностей расположения, так как оператор хранит информацию о расположении и может «разбудить» или переключить М2М устройство в определенной области сети М2М.

- Обеспечение достижения данными места назначения в сети М2М для данных, передаваемых в линии «вверх», за счет их передачи на особые адреса при возможности.

- Обеспечение редких передач, для чего ресурсы сети доступа LTE/3GPP распределяются только по мере их необходимости.

- Возможности группового использования устройств М2М, которые должны позволять обеспечивать вещание на определенные группы М2М устройств, объединяя требования политик, тарификации, адресации и QoS на эти выделенные группы М2М устройств.

Взаимодействие сети LTE/3GPP и сети M2M при оказании услуг:

Всего определено три модели, которые обеспечивают различные варианты управления сетью М2М:

- модель А (взаимодействие между устройствами М2М без использования промежуточного М2М сервера).

- модель В (М2М-сервер расположен за пределами домена оператора);

- модель С (М2М-сервер расположен в домене оператора);

Модель А обеспечивает прямое взаимодействие между устройствами М2М по принципу «каждый с каждым» без использования промежуточного М2М-сервера, а также прямое взаимодействие с М2М приложениями, как приложениями верхнего уровня оператора сети LTE/3GPP.

Модель B обеспечивает взаимодействие устройств М2М с использованием М2М сервера, который расположен за пределами домена оператора и оператор сети LTE/3GPP обеспечивает это сетевое взаимодействие с М2М сервером. В качестве точек взаимодействия используют MTCsp и MTCsms, которые могут являться как внешними интерфейсами для оператора сети М2М (сервис-провайдера), так и внутренними при управлении сетью М2М со стороны оператора сети LTE/3GPP.

Модель C обеспечивает взаимодействие устройств М2М с использованием М2М сервера, который расположен в домене оператора. Сеть домена оператора предлагает программируемый интерфейс приложений (API) на М2М сервере и соответственно потребитель М2М услуг имеет доступ к М2М серверу оператора посредством этого интерфейса приложений (API) интерфейса.

Рисунок 1.5 - Три модели взаимодействия сети М2М и сети LTE/3GPP

При реализации сценария, когда М2М-устройства взаимодействуют с одним или более М2М-сервером, оператор сети LTE предоставляет соединение к одному М2М-серверу или нескольким М2М-серверам. При этом используемый М2М сервер управляется оператором сети или сервер М2М может не контролироваться оператором сети.

М2М-приложения для конечных услуг используют службы передачи данных, предоставляемые сетью LTE/3GPP и, частично, службы, предоставляемые М2М-сервером. Сеть LTE/3GPP предоставляет для сети М2М услуги транспортной сети и сетевого взаимодействия (включая услуги служб передачи данных 3GPP (bearer services), IMS и SMS), а также возможности оптимизации сетей, которые способствуют повышению эффективности межмашинного взаимодействия устройств М2М.

На рисунке 1.6 показана архитектура сети LTE/3GPP, в которой АТ М2М используется для взаимодействия с сетью М2М посредством соответствующего сети доступа интерфейса LTE-Uu/Uu/Um. Также там показаны варианты реализации моделей взаимодействия А и В, а также возможность использования гибридной модели (А+В) в которой для трафика плоскости пользователя используется модель прямого взаимодействия (А), а для служебного трафика плоскости управления сети М2М используется модель непрямого взаимодействия.

Следовательно, архитектуры сети LTE/3GPP, сервер М2М-приложений, реализующий различные варианты услуг М2М, и точка сопряжения с программируемым интерфейсом API находятся за пределами границы сети LTE/3GPP.

Рисунок 1.6 - Архитектура сети М2М с использованием сети доступа LTE/3GPP

Однако М2М-сервер может быть расположен как за пределами домена оператора, так и внутри. Точки сопряжения MTCsp и MTCsms могут быть частью функционального модуля межсетевого взаимодействия M2M-IWF, и обеспечивать доступ к М2М-серверу, при использовании сетей с технологией не-3GPP (CDMA-2000, WiMАX и др.). В таблице 1.1 приведены главные элементы архитектуры сети LTE/3GPP и точки сопряжения сетей M2M и LTE/3GPP.

Приложения М2М могут иметь совмещенное размещение на сервере М2М. Сервер М2М является элементом сети М2М, соединенным с сетью и взаимодействующим, как с устройствами М2М, так и с узлами сети мобильного доступа LTE/3GPP. Архитектура сети LTE/3GPP обеспечивает поддержку роуминга устройств М2М и доступ к М2М-услугам за счет использования интерфейса LTE-Uu/Uu/Um визитной сети LTE/3GPP.



Таблица 1.1 - Основные элементы взаимодействия сети М2М и LTE/3GPP.

№	Элементы архитектуры и точки сопряжения сети М2М и LTE/3GPP	Назначение
1.	MTCu(LTE-Uu)	точка сопряжения М2М-устройств и сети LTE/3GPP для транспортировки трафика пользователя
2.	MTCsp	точка сопряжения М2М-сервера и службы обмена данными (3GPP bearer service) сети LTE/3GPP которая обеспечивает взаимодействие модуля M2M-IWF в плоскости управления
3.	MTCsms	точка сопряжения М2М-сервера для присоединения к сети LTE/3GPP при использовании SMS-услуг для взаимодействия между устройствами М2М.
4.	Т4	точка сопряжения модуля M2M-IWC используемая для маршрутизации устройств М2M, подключаемых к серверу SMS-SC домашней сети LTE/3GPP
5.	T5a	точка сопряжения модуля M2M-IWC и модуля SGSN
6.	T5b	точка сопряжения модуля M2M-IWC и модуля MME
7.	S6m	точка сопряжения модуля M2M-IWF опрашиваемая модулем HSS для адресации при использовании нумерации Е.164 на основе MSISDN
8.	М2М пользователь	Юридическое лицо, которое использует объединенные в сеть абонентские терминалы М2М (обычно контрактный партнер оператора сети связи).
9.	Абонентский терминал М2М (АТ М2М)	Оборудование пользователя сети М2М для взаимодействия с М2М-сервером и другими устройствами М2М в сети.
10.	М2М сервер	Модуль для обеспечения взаимодействия М2М-устройств с мобильной сетью LTE/3GPP

При роуминге устройства М2М используют точку взаимодействия MTCu визитной сети мобильного оператора для доступа к услугам М2М домашней сети.

Кроме традиционных функций сеть LTE/3GPP при использовании ее в качестве сети доступа для М2М сети выполняет ряд дополнительных функций, определяемых используемой в сети моделью взаимодействия. Соответственно и функциональные модули сети LTE/3GPP выполняют новые функции, определенные степенью вовлеченности этих модулей в решение задач управления и оказания услуг М2М.

Модуль M2M-IWF выполняет функцию межсетевого взаимодействия и размещен у оператора домашней сети LTE/3GPP. Обычно этот модуль скрыт внутри топологии сети LTE/3GPP и обеспечивает передачу или трансляцию протоколов управления и сигнализации, используемых в точке сопряжения MTCsp. Кроме того, модуль M2M-IWF производит аутентификацию М2М-сервера перед установлением его присоединения к сети доступа и авторизацию запросов М2М-сервера в плоскости управления.

Модуль HSS осуществляет взаимодействие с М2М сервером посредством модуля M2M-IWF в точке сопряжения S6m, в целях отождествления устройств М2М по номеру MSISDN и идентификатору IMSI, а также маршрутизацию модулю M2M-IWF сетевой информации об адресах сетевых элементов MME/SGSN/MSC, обслуживающих М2М устройство.

Модуль PGW обеспечивает модели прямого взаимодействия между устройствами М2М по принципу «каждый с каждым» без использования промежуточного М2М-сервера или непрямого взаимодействия с использованием М2М-сервера, а также гибридные модели.

Модуль МME осуществляет терминацию присоединений в точках взаимодействия T5b/T5a, получает команды на переключение устройств М2М из модуля M2M-IWF и сохраняет историю этих переключений и инкапсулирует эти данные в NAS-сообщения для передачи их устройствам М2М.

1.5 Современное состояние и препятствующие факторы

С помощью решений на базе М2М компании обеспечивают автоматический сбор и анализ данных (показателей счетчиков, датчиков, транзакций), отказываясь от ручного сбора и ввода данных и таким образом минимизируя ошибки и повышая возможности аналитики. Телематические сервисы наиболее простые для управления, транспортом, в сфере безопасности, финансов и ЖКХ.

С ростом скорости мобильного интернета возможности М2М растут в геометрической прогрессии. Для учета энергетики достаточно будет использовать GPRS (2G-EDGE), так как показания счетчиков не требуют широкого канала, им достаточно небольших скоростей. Но для управления предприятиями этой скорости уже не будет достаточно. Большим компаниям с колоссальным количеством трафика необходимо использовать более современные поколения мобильной связи такие как 4G и LTE.

Поэтом внедрения М2М в небольшие компании это не только целесообразное решение, но и не имеет больших затрат на оборудования, поддержку и тарификацию оператору сотовой связи.

На данный момент в Казахстане М2М активно используется самими операторами сотовой связи, например, такими как BeelineKZ. Компания предлагает сферу услуг для "Умного дома" и транспорта:

- Безопасность;

- Мониторинг грузового транспорта;

- Датчики концентрации природного газа в помещении;

- Учет энергетики дома;

- Управление домом на расстоянии.

В бытовом спектре услуг, в данный момент, можно использовать большое количество М2М решений, так как это позволяют технологии 3G/4G. Поскольку технология LTE только начитает развиваться на территории Казахстана, то можно предположить, что М2М решения для больших предприятий таких как Газмунайгаз и т.д. будут использоваться в ближайшие годы.

Основными препятствиями, мешающими более широкому внедрению телематических решений, являются высокие затраты и проблемы обеспечения безопасности. В Казахстане, помимо этих проблем, ограничениями при внедрении, являются отраслевая специфика и соответствующее законодательство. Например, конечные устройства для медицинской сферы должны обязательно проходить клинические испытания. Есть и технологические барьеры: формирование тарифов, защита информации, так как в Казахстане, в целях безопасности, не используют CDMA для мобильной связи, а от М2М решения может зависть энергоснабжения, которое обеспечивает большую часть города.



2. Проектирование сети М2М на базе университета МУИТ

2.1 Цели Системы

Цели проекта - предоставить администрации университета возможность отслеживать и контролировать потребление электроэнергии, газа, воды и т.д. в реальном времени. С помощью поступающей информации можно проводить различные исследования и более эффективно использовать приборы электроснабжения, аудитории и т.д. Например: Узнать среднюю посещаемость различных дисциплин определённой группы за некий период, или сделать вывод об экономии электроснабжения.

2.2 Разработка архитектуры сети

В данном проекте будет использован один сервер, подключенный к М2М шлюзу, далее М2М шлюз через транспортную сеть (LTE, 3GPP) будет отправлять запрос на М2М шлюз общежития или филиала. После чего принимающий М2М шлюз отправит этот запрос на сервер. Поскольку сервер может быть не доступным для датчиков, находящихся слишком удаленно от него, целесообразно будет использовать технологию ZigBee. Так как в технологии ZigBee устройство может быть использовано как ретранслятор сигнал с предыдущего датчика. Для общения устройств будет использована децентрализованная сеть MANET, использующая динамические маршруты.

Децентрализованные беспроводные сети, не имеют постоянной структуры. Клиентские устройства соединяются «на лету», образуя собой сеть. Каждый узел сети пытается переслать данные, предназначенные другим узлам. При этом определение того, какому узлу пересылать данные, производится динамически, на основании связности сети. Это является отличием от проводных сетей и управляемых беспроводных сетей, в которых задачу управления потоками данных выполняют маршрутизаторы (в проводных сетях) или точки доступа (в управляемых беспроводных сетях).

Рисунок 2.2 - Домен устройств сети М2М

MANET использует протокол AVOD. AVOD - протокол для динамической маршрутизации в беспроводных сетях. Он нужен для создания моментальной маршрутизации устройств, таких как Zigbee. У этого протокола необычная таблица маршрутизации, часто, обновляясь, когда это нужно, сеть создает ненадолго самый оптимальный маршрут (который имеет наименьшее число переходов, и самую высокую скорость канала) и через некоторые время удаляет его. Начинается все с того, что узел-инициатор отправляет запрос на установку маршрута RREQ (запрос создания маршрута) с номером узла-получателя через ближайшие устройства, в свою очередь, эти устройства отправляют запись об этом узле в общую среду, создавая массовую отправку к узлу-получателю. После того как конечный узел получил запрос RREQ, он отправляет обратный запрос RREQ-ACK по маршруту с наименьшим количеством промежуточных узлов. После этого оба устройства знают кратчайший маршрут.

Для упрощения динамической маршрутизации в AVOD существуют флаги:

- Флаг «J» -- устанавливается, если RREQ передаётся широковещательно

- Флаг «R» -- устанавливается при восстановлении маршрута

- Флаг «G» -- устанавливается в том случае, если необходимо установить не только маршрут до узла-получателя, но и обратный маршрут от узла-получателя до узла-инициатора.

- Флаг «D» -- устанавливается, если необходимо доставить сообщение RREQ непосредственно до узла-получателя.

- Флаг «U» -- устанавливается в том случае, если порядковый номер узла-получателя неизвестен

Для соединения устройств будет использована ячеистая топология, так как опять же из-за расположения устройств Zigbee на разных этажах будет невозможным подключить устройства топологией каждый с каждым. Данная топология (ячеистая топология) позволит иметь резервные маршруты, что позволит иметь доступность системы на 999 (99,9%).

После создания и замыкания маршрута информация поступает на М2М шлюз, который будет передавать данные через обыкновенную SIM карту, уже непосредственно абоненту, который сделал запрос через клиентское приложение. (Рисунок -2.3)

Рисунок 2.3 - Транспортная сеть М2М

Начинается все с того, что клиентское приложение посылает запрос. Запрос обрабатывается на локальном сервере М2М (домен приложений М2М) далее информация через интерфейс mIa, отвечающий за взаимодействия клиентского приложения с доменом приложений М2М, предается в сетевой домен. Сетевой домен включает в себя транспортную сеть от домена приложений до домена оконечных устройств (в нашем случае шлюз М2М и ZigBee) и базовую сеть М2М (управление М2М сетью), передача происходит через интерфейс mId. После поступления запроса на М2М шлюз через интерфейс dIa поступает запрос в сеть ZigBee - RREQ (запрос на создания маршрута с номером узла-получателя). После того как маршрут установился в дуплексном порядке, устройство-получатель отправляет свою информацию устройству-инициатору, после чего устройство-инициатор отправляет эту информацию на М2М шлюз. Далее все идет в обратном порядке от Шлюза М2М до клиентского приложения. (рисунок - 2.4)

Сеть М2М будет объединять несколько филиалов и центральный офис, где будет находиться главный сервер. Филиалы будут иметь похожую структуру, как у центрального, но в них не будет сервера, который обновляет и хранит информацию.

Рисунок - 2.4 архитектура и интерфейсы сети М2М.

2.3 Выбор оборудования

В данном проекте будет использована технология Zigbee как основная транспортная сеть передачи данных от счетчиков до М2М шлюза. Данное оборудование работает на протоколе IEEE 802 . 15. 4 с максимальной скоростью до 250 кб/c. Координатор работает на частоте 2,4 ГГц и может проходить через такие препятствия как офисные стены, окна в кирпичных стенах, тонкие бетонные стены и потолки.

1) Zigbee координатор Zigzag - координатор PAN работающим на стандарте IEEE 802.15.4

Таблица 2.1 - Технические характеристики Zigbee координатора.

Характеристики	Значения
Продолжение Таблицы 2.1 - Технические характеристики Zigbee координатора.
Частотный диапазон, МГц	2400…2483,5, до 15 каналов с полосой 5 МГц
Метод расширения спектра	DSSS
Метод модуляции	O-QPSK (квадратурная фазовая манипуляция со смещением)
Мощность передатчика, dBm (мВт)	+18 (63)
Чувствительность приёмника, dBm	-102
Подключение к пульту ПЦН	по 4-х проводному интерфейсу RS- 485
Питание от источника постоянного тока напряжением 12В, В	5…15
Потребляемая мощность: Приём, не более мВт Передача, не более Вт	500 1.4
Количество программируемых входов	2
Конструктивное исполнение	пластмассовый герметичный корпус

Преимущества координатора:

- использование полосы радиочастот 2400-2483,5 МГц для применения устройств малого радиуса действия (ZigBee) может осуществляться без оформления отдельных решений ГКРЧ и разрешений на их использование; - zigzag выполнен в герметичном корпусе с защитой от проникновения пыли и влаги;

- режим работы модема - непрерывный, круглосуточный;

- zigbee являются самоорганизующимися и самовосстанавливающимися сетями, что значительно облегчает установку и развёртывание системы на базе ZigBee, т.к. узлы способны самостоятельно определять и корректировать маршруты доставки данных;

- устройства, работающие в сети ZigBee, при включении питания благодаря встроенному программному обеспечению умеют сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов или возникновения помехи умеют устанавливать новые маршруты для передачи сообщений;

- на открытом пространстве расстояние между узлами в сети ZigBee измеряется от сотен метров до километров, а в помещении - десятками или сотнями метров. Зона покрытия ZigBee значительно шире, чем расстояние между узлами, т.к. за счет ретрансляции сообщений осуществляется наращивание сети.

2) ZigBee модем ZigZag маршрутизатор - данный модем предназначен для построения беспроводной сети передачи данных ZigBee. Базируется на стандарте IEEE 802.15.4-LR-WPAN, по которой происходит передача извещений от приборов приемно-контрольных охранно-пожарных на пульт централизованного наблюдения.

Преимущества маршрутизатора:

- использование полосы радиочастот 2400-2483,5 МГц для применения устройств малого радиуса действия (ZigBee) может осуществляться без оформления отдельных решений ГКРЧ и разрешений на их использование;

- ретранслирует извещения от других маршрутизаторов сети;

- измеряет уровень сигнала и индицирует его на светодиодах прибора, к которому подключен;

- режим работы модема - непрерывный, круглосуточный;

- zigbee являются самоорганизующимися и самовосстанавливающимися сетями, что значительно облегчает установку и развёртывание системы на базе ZigBee, т.к. узлы способны самостоятельно определять и корректировать маршруты доставки данных;

- устройства, работающие в сети ZigBee, при включении питания благодаря встроенному программному обеспечению умеют сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов или возникновения помехи умеют устанавливать новые маршруты для передачи сообщений;

- на открытом пространстве расстояние между узлами в сети ZigBee измеряется от сотен метров до километров, а в помещении - десятками или сотнями метров. Зона покрытия ZigBee значительно шире, чем расстояние между узлами, т.к. за счет ретрансляции сообщений осуществляется наращивание сети.

Таблица 2.2 - Технические характеристики Zigbee маршрутизатора

Характеристики	Значения
Частотный диапазон, МГц	2400…2483,5, до 15 каналов с полосой 5 МГц
Метод расширения спектра	DSSS
Метод модуляции	O-QPSK (квадратурная фазовая манипуляция со смещением)
Мощность передатчика, dBm (мВт)	+18 (63)
Чувствительность приёмника, dBm	-102
Подключение к пульту ПЦН	по 4-х проводному интерфейсу RS- 485
Питание от источника постоянного тока напряжением 12В, В	5…15
Продолжение Таблицы 2.2 - Технические характеристики Zigbee маршрутизатора
Потребляемая мощность: Приём, не более мВт Передача, не более Вт	500 1.4
Количество программируемых входов	2
Высокочастотный разъем типа	SMA-штекер
Дальность связи между двумя модемами на открытой местности, км	до 1.8
Скорость передачи данных вместе со служебной информацией, кбит/с, не более	250
Время доставки сообщений до ПЦН (при количестве уровней ретрансляции 20), с, не более	1,5
Время готовности модема к работе после включения питания, с, не более	2
Диапазон рабочих температур, °С	-40…+85
Габаритные размер, мм.	72х92х30
Масса, кг	0.25

3) Счетчик воды ZigBee SCR/SCR предназначен для учета холодной и горячей воды.

Преимущества:

- Адаптирован для работы в составе автоматизированной системы учета;

- Цифровой выход RS 485(опционально);

- Импульсный выход с определением направления потока(опционально);

- Радиовыход (опционально);

- Антимагнитная защита;

- Точность измерений при горизонтальной и вертикальной установке;

- Широкий выбор модификаций: Qn = 1,0 м3 (ДУ=10 мм, L=110 мм), Qn=1,5 м3 (ДУ=15 мм, L=80, 110, 115 мм) и Qn = 2,5 м3 (ДУ=20 мм, L=130 мм);

- Устойчивость к повышенному давлению.

Рисунок 2.5 - Беспроводной счетчик газа Zigbee



Таблица 2.3 - беспроводной электроэнергии счетчик, zigbee модуль rs485 метр

Характеристики	Значения
Частотный диапазон, МГц	2400…2483,5, до 15 каналов с полосой 5 МГц
Метод расширения спектра	DSSS
Метод модуляции	O-QPSK (квадратурная фазовая манипуляция со смещением)
Мощность передатчика, dBm (мВт)	+18 (63)
Чувствительность приёмника, dBm	-102
Подключение к пульту ПЦН	по 4-х проводному интерфейсу RS- 485
Питание от источника постоянного тока напряжением 12В, В	5…15
Потребляемая мощность: Приём, не более мВт Передача, не более Вт	500 1.4
Количество программируемых входов	2
Высокочастотный разъем типа	SMA-штекер
Дальность связи между двумя модемами на открытой местности, км	до 1.8
Скорость передачи данных вместе со служебной информацией, кб/c	250
Время доставки сообщений до ПЦН, с, не более	1,5
Продолжение таблицы 2.3 - беспроводной электроэнергии счетчик, zigbee модуль rs485 метр
Время готовности модема к работе после включения питания, с, не более	2
Диапазон рабочих температур, °С	-40…+85
Габаритные размер, мм.	72х92х30
Масса, кг	0.25

Функция измерения:

Прибор может измерять импорт и экспорт активной энергии, импорт и экспорт реактивной энергии.

Функция отображения

У прибора есть функция: состояние цикла отображается на дисплее. При нажатии на кнопку, пользователь может изменить время цикла по своего усмотрению. Время цикла может быть установлено в пределах от 5 до 20 секунд (по умолчанию 5 секунд).

Измерения и мониторинг электроэнергии: Прибор может отображать уровень напряжения, тока, питания и мощности. Погрешность составляет не более ± 1%.

Функция хранения данных

Данные записываются на протяжении 60 дней с интервалом в каждые 15 минут кВт-ч, среднее напряжение, средний ток, коэффициент мощности, частота.

Время использования

Поддержка 8-тарифного регистра 12 часовых поясов, которым можно управлять дистанционно при помощи программируемого OTA для изменения значения.

Функция защиты от неумелого обращения/записи событий

В общей сложности 50 событий, которые можно отменить по пожеланиям пользователя. Для использования данной функции необходимо пройти идентификацию.

Функция сигнализации

Сигнализационная система служит для включения/выключения питания, контроля пониженного напряжения, перенапряжения, перегрузки по току и функционирования реле.

Рисунок 2.6 - беспроводной электроэнергии счетчик, zigbee



5) Счетчики газа объемные диафрагменные СГК

Бытовые счетчики газа СГК предназначены для измерения объема неагрессивного неоднородного по химическому составу природного и сжиженного газа.

Срок службы - не менее 20 лет. Межповерочный интервал - 10 лет.

Температура эксплуатации от минус 20°С до +60°С.

Точность измерения и долговечность обеспечиваются применением в соответствующих узлах специальных импортных материалов и комплектующих.

Счетчики газа могут поставляться как с левосторонним, так и с правосторонним входом газа.

Рисунок 2.7 - Счетчики газа Zigbee



3. Расчеты.

3.1 Расчеты зоны действия сигнала в сети

Поскольку в данной дипломном проекте будет использоваться технология Zigbee как сеть, которая соединяет беспроводные датчики со шлюзом М2М, то будет целесообразно выяснить зону покрытия устройств, чтобы использовать наименьшее количество датчиков, не нарушая максимальное расстояния для затухания между устройствами.

Расчеты проводятся в каждом из зданий, где расположена часть сети М2М. Первое здание - здание МУИТ'а, где располагается центр управления и мониторинга сети в целом. Второе здание - общежитие студентов, в здании располагается лишь оборудования для реализации сети Zigbee и М2М шлюз. Третье здание - филиал университета, где также как и в общежитии располагается только оборудование для реализации самой сети М2М.

На примере реализации технологии Zigbee в сети М2М рассматриваем схему комнаты первого здания (МУИТ), где располагается оборудование сети М2М. Данное помещение имеет размеры: длина 6 метров, ширина 4 метра, высота 3 метра. Данное помещение имеет 4 окна в кирпичной стене, 1 дверь (дверь имеет железный сердечник), бетонный потолок (44 см).

Из таблицы - Затухание от среды распространения сигнала, определяем потери пр прохождении сигнала через различные препятствия, таких как: окна, стены, двери, потолок и т.д.

Затухание от среды распространения сигнала

Наименование	Значение
Окно в кирпичной стене, дБ	2
Стекло в металлической раме, дБ	6
Офисная стена, дБ	6
Железная дверь в офисной стене, дБ	7
Кирпичная стена, дБ	4,5
Стекловолокно, дБ	0,5 - 1
Стекло, дБ	3 - 20
Дождь и таман, дБ/км	0,02 - 0,05
Деревья, дБ	0,35
Кабельная собрака pigtale,дБ	0,5
Полосовой фильтр, дБ	1,5
Коаксиальный кабель, дБ/м	0,3
Разьем N-типа, дБ	0,75
Инжектор питания, дБ	0,5

Приведем формулу расчета дальности. Она берется из инженерной формулы расчета потерь в свободном пространстве:

FSL 33 20(lg F lg D)

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).

FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:

YдБ Pt,дБ Gt,дБ Gr,дБ Pmin,дБ Lt,дБ Lr,дБ

где Pt,дБ - мощность передатчика;

Gt,дБ - коэффициент усиления передающей антенны;

Gr,дБ - коэффициент усиления приемной антенны;

Pmin,дБ - реальная чувствительность приемника;

Lt,дБ - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта;

Lr,дБ - потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта.

FSL вычисляется по формуле: 

FSL = YдБ + SOM

где SOM (System Operating margin) - запас в энергетике радиосвязи (дБ).

Здесь учитываются возможные факторы, которые отрицательно влияют на дальность связи:

- Температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности 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 дБ- ный запас по усилению достаточен для инженерного расчета. Центральная частота берется из таблицы.

Таблица - Вычисление центральной частоты

Канал	Центральная частота (МГц)
1	2414
2	2419
3	2424
4	2429
5	2434
…	…
14	2486

Упростив предыдущие формулы, мы получаем в итоге формулу дальности:

D = 10((FSM/20)-(33/20)-lgF)

Решение:

Вычисляем параметр FSL:

Gt,дБ = Gr,дБ =0

Так как в указанном помещении имеются препятствия для прямой видимости и передачи сигнала, следует учесть потери, вызванные различными преградами. В данном случае связи между Zigbee - координатором и M2M шлюзом имеются:

- Кирпичная стена (44 см) - 1;

- Окно в кирпичной стене - 4;

Следовательно, их ослабление в соответствии с таблицей 3.2.

Из уравнения (3.1.2) следует, что суммарное усиление системы равно:

Yд Б1 Pt,д Б Gt,д Б Gr,д Б Pmin,д Б Lt,д Б Lr,д Б 89 17,5 71,5 дБ;

В случае, когда SOM=10, то потери в свободном пространстве из уравнения (3.3) равны:

FSL YдБ SOM 61,5 дБ;

Отсюда в итоге получаем дальность из уравнения (3.4):

D1 = 10((61,5/20)-(33/20)-lg2486) = 53 м;

На примере реализации технологии Zigbee в сети М2М рассматриваем схему комнаты второго здания - общежития, где располагается оборудование сети М2М. Данное помещение является примером, чтобы продемонстрировать алгоритм расчета размеры: длина 5 метров, ширина 3,5 метра, высота 3 метра. Данное помещение имеет 2 окна в кирпичной стене, 1 дверь (дверь имеет железный сердечник), бетонный потолок (44 см).

Из таблицы 3.1 - Затухание от среды распространения сигнала, определяем потери пр прохождении сигнала через различные препятствия, таких как: окна, стены, двери, потолок и т.д.

В случае, когда SOM=10, то потери в свободном пространстве из уравнения (3.3) равны:

FSL YдБ SOM 79 дБ;

Отсюда в итоге получаем дальность из уравнения (3.4):

D = 10((79/20)-(33/20)-lg2486) =29м;

Центральный офис - МУИТ: Вычисляем параметр FSL:

Gt,дБ = Gr,дБ = 0

Так как в указанном помещении имеются препятствия для прямой видимости и передачи сигнала, следует учесть потери, вызванные различными преградами. В данном случае связи между Zigbee - координатором и M2M шлюзом имеются:

- Кирпичная стена (44 см) - 1;

- Окно в кирпичной стене - 2;

Следовательно, их ослабление в соответствии с таблицей 3.2.

Из уравнения (3.1.2) следует, что суммарное усиление системы равно:

Yд Б1 Pt,д Б Gt,д Б Gr,д Б

Pmin,д Б Lt,д Б Lr,д Б 89 15,5 73,5 дБ;

В случае, когда SOM=10, то потери в свободном пространстве из уравнения (3.3) равны:

FSL YдБ SOM 63,5 дБ;



Отсюда в итоге получаем дальность из уравнения (3.4):

D1 = 10((63,5/20)-(33/20)-lg2486) = 57,5 м;

На примере реализации технологии Zigbee в сети М2М рассматриваем схему комнаты третьего здания - филиала МУИТ'а, где располагается оборудование сети М2М. Данное помещение является примером, чтобы продемонстрировать алгоритм расчета размеры: длина 5,5 метров, ширина 3 метра, высота 3 метра. Данное помещение имеет 2 окна в кирпичной стене, 1 дверь (дверь имеет железный сердечник), бетонный потолок (44 см).

Из таблицы 3.1.1 - Затухание от среды распространения сигнала, определяем потери пр прохождении сигнала через различные препятствия, таких как: окна, стены, двери, потолок и т.д.

В случае, когда SOM=10, то потери в свободном пространстве из уравнения (3.3) равны:

FSL YдБ SOM 79 дБ;

Отсюда в итоге получаем дальность из уравнения (3.4):

D = 10((79/20)-(33/20)-lg2486) =29м;

Центральный офис - МУИТ: Вычисляем п...