Исследование загруженности частотного диапазона стандарта Wi-Fi в общественных местах города Якутска

Развитие телекоммуникационных систем и беспроводных сетей. Описание состояния беспроводных сетей в общественных местах города Якутска. Определение загруженности каналов в области частот 2,4 ГГц. Основные виды помех, возникающих между устройствами Wi-Fi.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 19.12.2017
Размер файла 658,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование загруженности частотного диапазона стандарта Wi-Fi в общественных местах города Якутска

Неустроев Никита Сергеевич

Физико-технический институт, Северо-Восточный федеральный университет им.М.К.Аммосова г. Якутск, Российская Федерация

Аннотация

В данной статье описывается состояние беспроводных сетей в общественных местах города Якутска. Исследуется загруженность каналов в области частот 2,4 ГГц. Приводятся рекомендации по снижении загруженности каналов.

Ключевые слова: Wi-Fi, помехи, Якутск, беспроводные сети

Научный руководитель: Леонтьев Ньургун Анатольевич, к.т.н., доцент, Северо-Восточный федеральный университет им.М.К.Аммосова

Развитие телекоммуникационных систем и беспроводных сетей дает возможность пользователям с малыми затратами развернуть сеть цифровой передачи данных стандарта IEEE 802.11 разных категорий, или же говоря «сеть Wi-Fi». Данные устройства не подлежать регистрации в Роскомнадзоре при использовании внутри закрытых помещений, при ограничении мощности до 100 мВт. Стоимость оборудования составляет от 1000 руб. и почти не нуждается в настройке, скорость передачи данных от 54 Мбит/с до 600 Мбит/с, при применении четырех антенн [4].

В Республике Саха (Якутия) развитие волоконно-оптических сетей позволило получить доступ к широковещательной сети широкому кругу населения [1], применить технологии на основе радиосетей для доступа удаленных пунктов к широкополосному Интернету [2]. Чаще всего развитие сетей идет эволюционным и немного хаотичным способом, по финансовым возможностям, что приводит к большому и разнообразному способу обеспечение беспроводного доступа.

Существуют различные стандарты в семействе IEEE 802.11:

IEEE 802.11 -- набор стандартов связи, для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Наиболее известен по названию Wi-Fi.

802.11ac-- самый последний стандарт беспроводной связи. Он может работать на частотах 5 ГГц и 2,4 ГГц. В теории скорость передачи данных посредством устройства может достичь 866,7 Мбит/с.

802.11n также работает с обеими частотами, но не одновременно. Теоретический показатель максимальной скорости: 150 Мбит/с.

802.11g ограничен совместимостью лишь с 2,4 ГГц и максимальной скоростью в 54 Мбит/с.

802.11b предлагает скорость до 11 Мбит/с в теории.

Существуют 14 каналов, в зависимости от страны, применяются от 11 до 14, в России используются 11 каналов. Расчет производиться по формулу F=2407 МГц+5 МГц*N, где N - номер каналов от 1 до 14. Ширина канала передачи составляет 22 МГц.

Для беспроводной Wi-Fi связи используется определенный диапазон частот, причем в зависимости от страны, этот диапазон может быть различным. В США используют 11 каналов, в РФ и Европе 13, а в Японии 14.

Каждый из каналов использует полосу шириной по 22 МГц. Из-за такой ширины канала мы имеем 3 неперекрывающихся канала, что является недостаточным при большом количестве радиооборудования. В реальности боковые полосы спектра частот не имеют идеального затухания, затухание составляет до -28 Дб на 20 МГц от несущей и до -45 Дб на 30 МГц, влияет на качество связи между соседними непрекрывающимися каналами.

Имеется два вида помех между устройствами Wi-Fi: внутриканальный и межканальный.

Внутриканальная помеха - это помеха, когда на одном частотном канале работает сразу несколько устройств. Это вызывает увеличение времени ожидания, так как возникает ситуация, когда вынуждены ждать освобождение канала. Устройства могут начать передачу одновременно, при этом возникает состязание и также коллизия, которая потребует прекращение передачи и вторичной попытки посылки пакета. Коллизия и метод состязаний вызывает падение производительности сети, от этого можно избавиться только введение внешней синхронизации или арбитража.

Работа сетей на соседних перекрывающихся каналах называется межканальными помехами. В этой ситуации некоторая часть их спектров перекрывается, что вызывает повышение шума в канале, устройства не могу правильно выделить такую помеху, при этом они будут пытаться передавать свои сигналы, считая передачу на соседнем канале обычным шумом.

Межканальные помехи оказывают большое влияние на производительность и скорость передачи, так как резко увеличивают уровень шума и даже при достаточной мощности передатчика, скорость работы и стабильность связи будут низкими из-за постоянной недоставки пакетов. Это происходит из-за попытки использовать двумя сетями на частичный общий частотный диапазон.

На прохождение радиоволн связи Wi-Fi могут влиять строительных материал помещения, из-за которых сделаны стены, потолки, перегородки. В основном здания сделаны из шлакоблоков, монолитного бетона, перегородки стеклянные или гипсокартонные. Самым большим коэффициентом затухания обладают железобетонные капитальные конструкции. Также возможно отражение радиоволн от стен и потолков.

Для мониторинга сетей используется различное программное обеспечение, например, «WManager» для операционных систем Windows и Android [3] или же бесплатное программное обеспечение с Google Playmarketa WiFi Анализатор от VREM Software Development, которая распространяется по лицензии GPLv3. Данная программа позволяет работать с смартфона, что очень удобно при измерениях в общественных местах.

Программа показывает уровень сигнала, номер канала, частоту и также высчитывает расстояние до источника сигнала, расчет ведется по уровню сигнала.

Были сделаны несколько десятков измерений в городе Якутске, наиболее характерные представлены ниже.

Кинотеатр Центральный расположен в центре города Якутска, здание старое, двухэтажное, два кинозала, большой и малый, в фойе имеются несколько киосков, количество арендаторов небольшое.

Таблица 1 - Список каналов в кинотеатре Центральный

Название WIFI сети

Уровень сигнала, dBm

Канал

Частота, МГц

Дистанция, м

Moy_Wi-Fi

-33

6

2437

0.4

Osnovnoy

-61

11

2462

10.9

CINEMA_SERVICE

-72

3

2422

39.2

Keenetic-9621

-72

1

2412

39.4

Lenovo A369i

-72

1

2412

39.4

123456789

-73

4

2427

43.9

PHOTOCENTER

-73

10

2457

43.4

QBR-2041WW_f978

-80

1

2412

98.9

315-315A

-81

6

2437

109.8

wifi

-81

11

2462

108.7

Анализируя название сетей Wi-FI можно выявить несколько стационарных точек, это сети «Osnovnoy», «CINEMA_SERVICE» остальные сети принадлежать арендаторам, они имеют название стационарных точек (Keenetic) или же являются точкой доступа на смартфоне (Lenovo A369i) или же имеют нейтральные названия.

Торговый центр «Проспект» по адресу Курашова 6. Здание имеет 4 этажа, из них наибольшей плотностью радиоканалов обладает 2 этаж.

беспроводный помеха сеть общественный

Таблица 2 - Список каналов в ТЦ Проспект

Название WIFI сети

Уровень сигнала, dBm

Канал

Частота, МГц

Дистанция, м

Keenetic-6317

-51

11

2462

3.4

Hot Wi-Fi

-55

1

2412

5.6

Butik 14

-59

7

2442

8.7

Keenetic-5910

-63

2

2417

13.9

RaifRinger

-65

1

2412

17.6

Keenetic-9989

-66

4

2427

19.6

snow owl

-67

9

2452

21.8

RIEKER

-70

5

2432

31

Boft

-71

10

2457

34.4

MTS424D-6D29

-71

10

2457

34.4

***

-74

1

2412

49.6

51

-74

6

2437

49.1

Keenetic-6988

-75

10

2457

54.6

777

-76

10

2457

61.2

Sinar

-77

1

2412

70

Tplink5dec98

-79

7

2442

87

Hot Wi-Fi

-82

7

2442

123

Hot Wi-Fi

-83

4

2427

138.8

В ходе анализа выясняется, что точки доступа в основном арендаторов, в качестве имени чаще всего пишут название торговой точки.

Торговый центр «ТРК Туймада» по адресу ул.Орджоникидзе 38, 2 этаж.

Таблица 3 - Список каналов в ТРК Туймада

Название WIFI сети

Уровень сигнала, dBm

Канал

Частота, МГц

Дистанция, м

Keenetic-6518

-45

4

2427

1.7

M.video_FREE

-45

5

2432

1.7

***

-46

5

2432

2

HP_Pro_Tablet_Dock 615

-46

6

2437

2

M.Video_WiFi_Apple

-47

6

2437

2.2

mio

-48

12

2467

2.4

PandoraTRK

-48

4

2427

2.5

DIRECT-

-49

6

2437

2.8

Mvideodg

-49

6

2437

2.8

DIRECT-9u-BRAVIA

-50

6

2437

3.1

M.Video_WiFi_Service

-50

6

2437

3.1

Missha

-50

11

2462

3.1

Yota

-50

11

2462

3.1

M.Video_WiFi_DEMO

-52

6

2437

3.9

M.Video_WiFi_DEMO

-52

4

2427

3.9

DIRECT-

-54

1

2412

5

M.Video_WiFi_Service

-54

4

2427

4.9

M.Video_WiFi_Apple

-55

4

2427

5.5

M.Video_WiFi_Service

-56

1

2412

6.2

M.Video_WiFi_Apple

-57

1

2412

7

M.Video_WiFi_DEMO

-57

1

2412

7

Egelge

-63

7

2442

13.8

DIRECT-

-64

1

2412

15.7

AndroidAP

-65

11

2462

17.2

M.Video_WiFi_DEMO

-65

1

2412

17.6

ZYXEL

-65

13

2472

17.2

B_XJ-0LzQsNC60LDRgNC10Lo

-66

11

2462

19.3

Nomination1

-67

10

2457

21.7

***

-68

6

2437

24.6

ZyXEL_KEENETIC_GIGA_D9E4D8

-70

10

2457

30.7

CLOCK

-72

1

2412

39.4

kids

-72

3

2422

39.2

Анализ данной таблицы показывает также точки доступа арендаторов, один из арендаторов имеет несколько сетей на разных каналах, но распределение каналов идет с перекрытием.

При анализе таблиц каналов видно, что арендаторы часто ставят дополнительные Wi-Fi точки для собственных нужд, отсутствует централизованная система обеспечения доступа к беспроводным сетям.

Рисунок 1 - Графики каналов в общественных местах

На рисунке 1 приведены графики каналов в исследованных местах, тут наглядно видно, что частотный диапазон в области частот 2,4 ГГц в больших торговых центрах перегружен. Пользователи имеют устойчивую и быструю связь только вблизи от точки доступа, на отдалении скорость работы резко падает и связь становится неустойчивой.

Для уменьшения загруженности каналов и более комфортной работы необходимо создавать централизованную беспроводную сеть для упорядочивания частотного канала.

Список литературы

1. Леонтьев Н.А., Протопопова В.Ф. Проблема доступа к широкополосному интернету в условиях Якутии // Форум молодых ученых. 2017. №1 (5). С. 329-331.

2. Леонтьев Н.А., Протодьяконова А.А. Летний радиоретранслятор с автономным питанием для сельской местности Якутии // Успехи современной науки. 2017. Т. 4. №1. С. 93-95.

3. Скафенко О.Н. WI-FI как система беспроводной передачи информации // Педагогическое образование на Алтае. 2015. № 2. С. 49-52.

4. Стрельников А.Ю., Страмоусова С.А. Технология беспроводной передачи данных WI-FI // Молодой ученый. 2016. № 9-4 (113). С. 67-69.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Принцип действия беспроводных сетей и устройств, их уязвимость и основные угрозы. Средства защиты информации беспроводных сетей; режимы WEP, WPA и WPA-PSK. Настройка безопасности в сети при использовании систем обнаружения вторжения на примере Kismet.

    курсовая работа [175,3 K], добавлен 28.12.2017

  • Знакомство с современными цифровыми телекоммуникационными системами. Принципы работы беспроводных сетей абонентского радиодоступа. Особенности управления доступом IEEE 802.11. Анализ электромагнитной совместимости группировки беспроводных локальных сетей.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 15.06.2011

  • Изучение особенностей беспроводных сетей, предоставление услуг связи вне зависимости от места и времени. Процесс использования оптического спектра широкого диапазона как среды для передачи информации в закрытых беспроводных коммуникационных системах.

    статья [87,3 K], добавлен 28.01.2016

  • Исследование и анализ беспроводных сетей передачи данных. Беспроводная связь технологии wi–fi. Технология ближней беспроводной радиосвязи bluetooth. Пропускная способность беспроводных сетей. Алгоритмы альтернативной маршрутизации в беспроводных сетях.

    курсовая работа [825,8 K], добавлен 19.01.2015

  • Принципы построения беспроводных телекоммуникационных систем связи. Общая характеристика корреляционных и спектральных свойств сигналов. Анализ вероятностей ошибок различения М известных и М флуктуирующих сигналов на фоне помех и с кодовым разделением.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 19.05.2010

  • История появления сотовой связи, ее принцип действия и функции. Принцип работы Wi-Fi - торговой марки Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Функциональная схема сети сотовой подвижной связи. Преимущества и недостатки сети.

    реферат [464,8 K], добавлен 15.05.2015

  • Проблемы и области применения беспроводных локальных сетей. Физические уровни и топологии локальных сетей стандарта 802.11. Улучшенное кодирование OFDM и сдвоенные частотные каналы. Преимущества применения техники MIMO (множественные входы и выходы).

    контрольная работа [369,9 K], добавлен 19.01.2014

  • Классификация телекоммуникационных сетей. Схемы каналов на основе телефонной сети. Разновидности некоммутируемых сетей. Появление глобальных сетей. Проблемы распределенного предприятия. Роль и типы глобальных сетей. Вариант объединения локальных сетей.

    презентация [240,1 K], добавлен 20.10.2014

  • Перспективы мобильности беспроводных сетей связи. Диапазон частот радиосвязи. Возможности и ограничения телевизионных каналов. Расчет принимаемого антенной сигнала. Многоканальные системы радиосвязи. Структурные схемы радиопередатчика и приемника.

    презентация [2,9 M], добавлен 20.10.2014

  • Эволюция беспроводных сетей. Описание нескольких ведущих сетевых технологий. Их достоинства и проблемы. Классификация беспроводных средств связи по дальности действия. Наиболее распространенные беспроводные сети передачи данных, их принцип действия.

    реферат [71,2 K], добавлен 14.10.2014

  • Общие понятия и базовые аспекты построения беспроводных локальных сетей, особенности их структуры, интерфейса и точек доступа. Описание стандартом IEEE 802.11 и HyperLAN/2 протокола управления доступом к передающей среде. Основные цели альянса Wi-Fi.

    курсовая работа [507,2 K], добавлен 29.11.2011

  • Преимущества беспроводных сетей передачи данных. Использование радиоканала для обмена данными со счетчиками. Архитектура, параметры и функции автоматизированных информационно-измерительных систем контроля и учета электроэнергии. Сети стандарта GSM/GPRS.

    реферат [2,1 M], добавлен 27.11.2014

  • Общие понятия о беспроводных локальных сетях, изучение их характеристик и основных классификаций. Применение беспроводных линий связи. Преимущества беспроводных коммуникаций. Диапазоны электромагнитного спектра, распространение электромагнитных волн.

    курсовая работа [69,3 K], добавлен 18.06.2014

  • Изучение основ соединения компьютеров с использованием средств коммутации. Характеристика кабелей и программного обеспечения. Обзор международных организаций по стандартизации. Применение беспроводных сетей. Сетевые адаптеры, модемы, их функции и типы.

    курс лекций [1,9 M], добавлен 17.12.2014

  • Тенденции развития систем безопасности с точки зрения использования различных каналов связи. Использование беспроводных каналов в системах охраны. Функции GSM каналов, используемые системами безопасности. Вопросы безопасности при эксплуатации систем.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 22.07.2009

  • Распространение цифровых стандартов в области сотовых сетей подвижной радиосвязи. Максимальное число обслуживаемых абонентов как основная характеристика системы подвижной радиосвязи. Достоинствами транкинговых сетей. Европейский проект стандарта W-CDMA.

    контрольная работа [26,3 K], добавлен 18.09.2010

  • Комплексная классификация технологий и общая характеристика типов беспроводных сетей. Оценка факторов и анализ методов повышения производительности в Ad-Hoc сетях. Описание методов повышения производительности Ad-Hoc сетей на основе различных технологий.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 28.12.2011

  • Что такое ТСР? Принцип построения транкинговых сетей. Услуги сетей тракинговой связи. Технология Bluetooth - как способ беспроводной передачи информации. Некоторые аспекты практического применения технологии Bluetooth. Анализ беспроводных технологий.

    курсовая работа [139,1 K], добавлен 24.12.2006

  • Расчет сетей с минимальной протяженностью ветвей. Модель структуры сети соединении станций по принципу "каждая с каждой". Определение числа каналов между пунктами сети. Распределение каналов по ветвям сети, обеспечивающее минимальную протяженность связей.

    курсовая работа [507,5 K], добавлен 19.12.2013

  • Тенденции развития радиоканальных систем безопасности. Использование беспроводных каналов в системах охраны. Описание существующей системы защиты предприятия. Исследование скорости передачи данных, способности канала GSM. Анализ помехоустойчивости канала.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 05.11.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.