Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теоретические сведения о системах беспроводного доступа

1.1 Системы беспроводного доступа

1.2 Сведения о IEEE 802.11

1.3 Описание стандарта 802.11ac

2. Характеристика местности проектируемой сети

3. Проектирование сети широкополосного доступа

3.1 Описание архитектуры сети доступа

3.2 Описание схемы сети широкополосного доступа

3.3 Описание оборудования

3.4 Система управления

4. Расчет характеристик сети широкополосного доступа

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Опасные и вредные факторы

5.2 Организация рабочего места

5.3 Освещение

5.4 Микроклимат

5.5 Защита от шума

5.6 Электромагнитное излучение

5.7 Электробезопасность

5.8 Пожарная безопасность

Заключение

Литература



Введение

«Любая, достаточно развитая технология, неотличима от волшебства.» - Артур Кларк

Если задуматься над этой фразой и представить студента, говорящего в маленькую коробочку «ок, Google» в советское время за партой и выдающего при этом правильный ответ на заданный ему вопрос, то со стороны это поистине будет являться волшебством, как в сказках о Джинне.

Большую часть информации современное человечество получает с помощью интернета и стремится к тому, чтобы иметь возможность в любое время и при любых условиях иметь доступ к неограниченным информационным ресурсам.

Разумеется, для организации такого доступа требуется грамотное планирование и своевременная модернизация оборудования сети.

Одной из главных проблем развития высокоскоростных сетей является отсутствие должного количества высокоскоростных линий связи «последней мили» в России. Особенно актуальна данная проблема в средних и мелких населенных пунктах, где «последняя миля» организована посредством телефонных линий связи. Технологии передачи данных на таких линиях в практически не развиваются, так как в перспективе требования к пропускной способности сетей будут расти в несколько раз, что невозможно при использовании телефонных линий.

Для выбора оптимального варианта модернизации абонентского участка учитываются как возможности современной техники, так и необходимость предоставления пользователям качественных услуг при разумных затратах.

Целью выпускной работы является организация сети широкополосного доступа в селе Усть-Изес Венгеровского района.



1. Теоретические сведения о системах беспроводного доступа

Широкополосный доступ в Интернет осуществляется с использованием проводных, оптоволоконных и беспроводных линий связи различных типов.

1.1 Системы беспроводного доступа

Широкое распространение системы беспроводной связи получили благодаря своим особенностям:

- гибкость конфигурации;

- простота расширения сети;

- безопасность, эквивалентная проводной;

- мобильность;

- большой выбор устройств и постоянное снижение цен на них.

В настоящее время беспроводные системы предлагают следующие виды фиксированного и мобильного широкополосного доступа:

- Wi-Fi (набор стандартов IEEE 802.11);

- Территориальные сети WMAN (англ. Wireless Metropolitan Area Networks) с использованием фиксированного (стандарт IEEE 802.16d) и мобильного

- WiMAX (стандарты IEEE 802.16e, IEEE 802.16m);

- Односторонний (на основе технологии DVB) и двусторонний (на основе технологии VSAT) спутниковый Интернет;

- Системы сотовой связи 2.5G (GPRS), 2.75G (EDGE);

- Системы сотовой связи 3G, 3.5G (UMTS, EV-DO, HSPA, HSPA+ и др.);

- Системы сотовой связи 4G (LTE, LTE-Advanced) [1].



1.2 Сведения о IEEE 802.11

Wi-Fi (вай-фай) аббревиатура от английского Wireless Fidelity (беспроводная надежность) - это семейство протоколов беспроводной передачи данных IEEE 802.11x (802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n и т.д.). Данный стандарт является составной частью стандартов локальных сетей IЕЕЕ802.x, охватывает два нижних уровня семиуровневой модели OSI (Open System Interconnection) - физический и канальный (рисунок 1.1).

Беспроводные сети отличаются от кабельных сетей на физическом (Phy) и частично на канальном (MAC) - уровнях модели взаимодействия OSI.

Рисунок 1.1 - Соответствие уровней стандартов локальных сетей уровням модели OSI

Физический уровень IEEE 802.11 - радиоканал. Этот уровень характеризует параметры физической среды передачи данных. Стандарт IEEE 802.11 обеспечивает передачу сигнала, несущего информацию, одним из методов: прямой последовательности (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum) и частотных скачков (FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum).

Эти методы отличаются способом модуляции, но используют одинаковую технологию расширения спектра.

Канальный уровень - осуществляет управление доступом к передающей среде и обеспечивает пересылку кадров между любыми двумя устройствами беспроводной сети. Канальный уровень разделяется на два подуровня: MAC - управление доступом к среде передачи данных и LCC - управление логическим каналом.

Методы доступа к среде передачи данных, которые используются в локальных беспроводных сетях Wireless LAN (WLAN), - это методы множественного доступа с контролем несущей и предупреждением коллизий или столкновений (CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance). В ЛВС с архитектурой Ethernet используется метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect).

После того, как доступ к среде получен, ею может воспользоваться подуровень LCC. Подуровень LCC, организующий передачу кадров информации, один и тот же в беспроводных сетях Wi-Fi и в кабельных сетях с архитектурой Ethernet [2].

Стандарт IEEE 802.11 объединяет набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 0,9; 2,4; 3,6 и 5 ГГц. Каждый из этих диапазонов разделяется на каналы. В разных странах существуют свои ограничения по использованию частотных диапазонов, поэтому и число доступных для нелицензированного использования каналов в каждой стране различно. В России для нелицензированного использования разрешены каналы из диапазонов 2,4 и 5 ГГц. Параметры основных версий технологии 802.11, использующихся на территории РФ, приведены в таблице 1.1. Для стандартов 802.11n и 802.11ac в скобках указаны скорости одного потока для длительности защитного интервала 800 нс [3].



Таблица 1.1 - Параметры основных стандартов 802.11

Стандарт 802.11	Год	Диапазон ГГц	Ширина канала	Скорость потока, Мбит/с	Количество потоков	Метод модуляции
b	1999	2,4	22	1-11	1	DSSS
g	2003	2,4	20	6-54	1	OFDM
n	2009	2,4/5	20	7,2-72,2 (6,5-65)	4	OFDM
			40	15-150 (13,5-135)	4	OFDM
ac	2013	5	20	7,2-96,3 (6,5-86,7)	8	OFDM
			40	15-200 (13,5-180)
			80	32,5-433,3 (29,2-390)
			160	65-866,7 (58,5-780)

1.3 Описание стандарта 802.11ac

IEEE 802.11ac -- стандарт беспроводных локальных сетей, работающий в диапазоне частот 5 ГГц, использующий технологию OFDM. Совместим с IEEE 802.11n.

Технология 11ac выпускалась двумя «волнами» («Волна-1» и «Волна-2»), основанными на возможностях радиочипсета. В таблице 1.2 показаны отличия между технологиями, реализованными в каждой из двух волн, по сравнению с технологией 802.11n.

Таблица 1.2 - Сравнительная характеристика технологий

PHY/Feature	802.11n	Волна-1 802.11ac	Волна-2 802.11ac
Ширина канала	20, 40 МГц	20, 40 МГц	20, 40, 80, 160 МГц
Пространственные потоки (SS)	1, 2, 3	2, 3	2, 3, 4
Модуляция QAM	64 QAM	256 QAM	256 QAM
Тип MIMO	SU-MIMO	SU-MIMO	MU-MIMO
Поддержка MCS	MCS 0-23 для 1,2,3 SS	MCS 0-9 для 1,2,3 SS	MCS 0-9 для 1,2,3,4 SS
Максимальная скорость передачи данных	450 Мбит/с	1,3 Гбит/с	3,467 Гбит/с
TxBF	Нет	Переменная	Да
Вариации радиомодуля	2х2:2, 3х3:2, 3х3:3	2х2:2, 3х3:3	4х4:4

Применяемая в стандарте 802.11ас технология MIMO расшифровывается как multiple input, multiple output -- «множественный ввод, множественный вывод». Это метод пространственного кодирования сигнала, использующий систему с множеством каналов передачи и приема данных.

В зависимости от количества пользователей, в адрес которых осуществляется одновременная передача данных, существует два типа MIMO:

· SU-MIMO: однопользовательские системы MIMO (Single User MIMO)

· MU-MIMO: многопользовательские системы MIMO (Multi User MIMO)

Технология 11ac связана не только с радиосигналами. Точки доступа -- это небольшие компьютеры, каждый из которых оснащен процессором, ОЗУ, Flash-памятью и т. д. Некоторые новые точки доступа 11ac с двойным радиомодулем часто оснащены двухъядерным процессором, большим объемом оперативной памяти, двумя портами Gigabit Ethernet и обладают возможностью разгрузки шифрования и многими другими функциями высокого класса.

Важным аспектом развертывания сетей на 802.11ac является то, что точки доступа 11ac («Волны-1» и «Волны-2») могут органично сосуществовать с любыми разновидностями точек доступа 11n. Существует отраслевая рекомендация: точки доступа 11ac следует размещать в областях с высокой плотностью/высокой пропускной способностью, а точки доступа 11n -- в областях с низкой плотностью/пропускной способностью.

За счет использования технологии 256QAM в стандарте 802.11ac представлена модуляция более высокого порядка. Это увеличивает количество битов, которое можно закодировать в одном символе, и обеспечивает повышение скорости передачи данных примерно на треть.

Нельзя не отметить и такое преимущество стандарта, как формирование луча. Формирование луча (beamforming) - это функция, которая позволяет маршрутизаторам 802.11ac передавать беспроводный сигнал фокусировать энергию беспроводного сигнала в точке, где находится приемное устройство, а не рассеивать его во все окружающее пространство. Хотя эта функция поддерживается в стандарте 802.11n предыдущего поколения, новый стандарт более эффективен - в частности потому, что включает только один метод формирования луча, а не поддерживает несколько возможных вариантов.

Стандарт 802.11ac позволяет использовать протокол GCMP - Galois/Counter Mode Protocol. Подобно CCMP этот протокол обеспечивает аутентификацию данных и шифрование. В то время как протокол CCMP шифрует данные, разбитые на блоки, а затем проводит аутентификацию блоков, последовательно соединенных друг с другом, протокол GGMP для индивидуальной аутентификации каждого блока использует алгоритмы, основанные на арифметике конечных полей Галуа. Это означает, что протокол GCMP может шифровать блоки данных параллельно, а не последовательно.

При обработке данных, передаваемых на очень высоких скоростях, возможность параллельного шифрования и аутентификации играет особенно важную роль в уменьшении времени ожидания. Каждая аутентификация GCMP также проводится быстрее, чем аутентификация CCMP.



2. Характеристика местности проектируемой сети

Расположение места проектирования: Новосибирская область, Венгеровский район, село Усть - Изес (юго-восток Западно-Сибирской равнины) Поверхность территории типична для Барабы. Гривистый рельеф постепенно переходит к западу в сугубо равнинный.

Значительную площадь территории занимают земли сельскохозяйственного назначения. Основными постройками села являются частные дома, не превышающие в среднем 5-7 метров в высоту, что является характерным для сельской застройки (рис. 2.1)

Площадь села занимает 380 000 м²

Согласно данным всероссийской переписи населения (таблица 2.1), численность составляет:

Таблица 2.1 - Численность населения села Усть-Изес

Год	2002	2007	2010
Численность	517	562	531

На основании данных всероссийской переписи населения (таблица 2.2), возрастная категория распределилась следующим образом [4]:

Таблица 2.2 - Распределение возрастной категории населения

Возрастная категория	Численность
дети дошкольного возраста (от 1 года до 6 лет)	31
школьники (от 6 до 17 лет)	117
молодежь репродуктивного возраста (от 17 до 30 лет)	255
взрослые репродуктивного возраста (женщины -- от 30 до 55 лет, мужчины -- от 30 до 60 лет)	89
пожилые (женщины -- после 55 лет, мужчины -- после 60 лет)	34
долгожители (старше 80 лет)	5



Исходя из данных таблицы (2.2), можно сделать вывод, что наибольшей востребованностью у молодого поколения (6-30 лет) будет пользоваться услуга передачи данных (интернет пользователи)

Изначально, единственным решением организации услуги был мобильный интернет, предоставляемый оператором связи большой тройки, так как рассматриваемая в проекте местность, является сельской, достаточно удаленной от городов и поселков с развитыми телекоммуникациями. Для предоставления удовлетворительного качества обслуживания услуги передачи данных, требуется приемлемый уровень сигнала сотовой сети.

В ходе подготовки предварительных данных, мною был измерен уровень сигнала в трех точках местности (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Карта местности села Усть-Изес.

Измерения проводились с помощью сотового телефона, путем набора команд, вызывающих скрытое инженерное меню аппарата. Модель аппарата: Alcatel one touch 6033X версия OC Android 4.2.2.

Результаты измерений уровня сигнала сведены в таблицу 2.3:



Таблица 2.3 - Результаты измерений уровня сигнала сотовой сети

Точка	Уровень сигнала
Точка 1(ул. Ленина 3)	- 105 dBm
Точка 2 (мост)	- 93 dBm
Точка 3 (школа)	- 103 dBm

Полученные результаты являются примером того, что услуга мобильный интернет вряд ли найдет широкое применение среди населения данной местности.

Исходя из ценовой политики на услуги связи и финансового состояния местного населения, организация спутниковой связи так же труднореализуема.

Поэтому для решения вопроса о предоставлении услуги передачи данных требовалось местное решение, на уровне районной организации.



3. Проектирование сети широкополосного доступа

3.1 Описание архитектуры сети доступа

При построении любых сетей обычно придерживаются иерархического подхода. Для сети ШПД можно выделить четыре основных уровня:

* Уровень доступа.

* Уровень агрегации.

* Уровень предоставления услуг (сервисный уровень).

* Уровень магистрали.

Уровень доступа - обеспечивает физический доступ абонента к сети. Все существующие технологии доступа обычно подразделяются на проводные, и беспроводные. К проводным относятся сети xDSL, PON и Ethernet, к беспроводным - WLL (Wireless Local Loop), WiMAN (Wireless MAN), Wi-Fi (Wireless Fidelity), WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

Уровень агрегации. Его задача -- подключение уровня доступа к уровню предоставления услуг и к ядру сети. Географические размеры сети агрегации различаются и зависят от плотности абонентов, имеющейся оптической инфраструктуры и т.п.: как правило, она покрывает крупный город или область. Сеть может быть построена как полностью на втором уровне модели OSI (то есть, с использованием коммутаторов), так и с использованием технологий IP/MPLS.

Уровень предоставления услуг. Задача сервисного уровня заключается не в передаче трафика как такового, а в организации сервиса, то есть того, за что в итоге и платит абонент. Сервисный уровень осуществляет аутентификацию и авторизацию абонента -- определяет список сервисов, которые может (и должен) получать абонент. Далее оборудование сервисного уровня обеспечивает выполнение параметров контракта с абонентом по сервисам, на которые абонент подписан, например, ограничивает скорость доступа в Интернет до контрактных величин; и здесь же формируется статистика для биллинга абонента или обеспечивается контроль потребления услуг абонентами, работающими по предоплате. На сервисном уровне формируется понятие абонентской сессии, то есть своеобразного «виртуального сетевого интерфейса» к абоненту, осуществляется выдача IP-адресов.

Собственно, на уровне IP-протокола абонент взаимодействует именно с сервисным уровнем.

Уровень магистрали предназначен для быстрой и надежной передачи трафика на межрегиональном уровне, то есть связь сетей агрегации разных городов.

Если оператор эксплуатирует сеть только в одном городе или области, уровень магистрали может вообще отсутствовать в явном виде, являясь, по сути, подключением к вышестоящему магистральному оператору [5].

3.2 Описание схемы сети широкополосного доступа

Проектом предусмотрено создание сети доступа для предоставления услуг передачи данных жителям удаленных населенных пунктов, с численностью населения от 250 до 500 человек.

Пример реализации сельской сети доступа приведен на рисунке 3.1

В данной сети предусмотрен план нумерации для обеспечения однозначного распознавания сетей данных и адресуемых точек подключения абонентов (стыков оконечное оборудование данных/аппаратура окончания канала данных) при установлении соединений между пользователями.

Планы нумерации предназначены также для обеспечения взаимосвязи сетей данных между собой, а также с другими сетями, которые используются для ПД, в том числе с сетями данных других стран.

Система нумерации внутри любой сети данных для организации соединений между пользователями в пределах этой сети определяется оператором сети.

Для организации соединений за пределы этой сети должны соблюдаться правила международных планов нумерации, изложенные ниже.

В сетях по протоколу IP рекомендуется применять цифровую систему нумерации (адресации) интерфейсов устройств, подключенных к сети.

В цифровой системе используются IP-адреса, которые представляются двоичными цифрами. Используются IP-адреса современной, ранее широко распространенной версии 4 протокола IP (IPv4).

IP-адрес (англ. Internet Protocol Address ) -- уникальный сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP

В IPv4 длина IP-адреса должна равняться 32 битам (4 байтам). Могут применяться разные форматы IP-адреса с переменной длиной идентификатора (префикса) сети в соответствии с документами IETF RFC 1518 и 1519.

IP-адрес рекомендуется записывать в виде целых десятичных чисел, содержащихся в его четырех байтах (десятично-точечная запись). Десятичные числа для удобства разделяются точками (например: 101.8.14.22). Каждое из четырех десятичных чисел может иметь значения от 0 до 255.

Сейчас применяются маршрутизаторы и программы с версией IPv6. В этой версии, соответствующей документам IETF RFC 2373, 2374, 2450 и 2460, расширены возможности нумерации. IP-адрес имеет длину 128 битов (вместо 32 битов в предыдущей версии IPv4), что полностью снимает проблему нехватки адресов. В сети по протоколу IP должны быть предусмотрены механизмы, обеспечивающие совместимость различных частей сети, использующих протоколы IP разных версий. Допускается использовать в одном узле сети разные версии протокола IP (IPv6/IPv4 - узлы). В качестве существующих объектов капитального строительства проектом определяются действующие здания АТС и оптический кабель, проложенный одним из операторов связи от села Венгерово до некоторых районных населенных пунктов, включая село Усть-Изес.

Данным проектом предусматривается установка оборудования точки доступа (ТД) на площадке по адресу: с. Усть-Изес, ул. Зеленая, д. 1.

В качестве элементов инфраструктуры, в настоящем проекте выступает технологическое оборудование радиодоступа WOP-12AC-LR, и коммутатор агрегации MES2208P, производства ООО "Предприятие Элтекс", Россия.

Существующая сеть передачи данных оператора N в Венгеровском районе построена по технологии коммутации пакетов IP/MPLS. В качестве транспорта на городских участках (между опорными узлами) используются ресурсы сети на основе технологий DWDM. Коммутаторы Ethernet, обеспечивающие функции концентрации каналов от устройств уровня доступа, включаются в оборудование DWDM. Резервирование каналов связи между устройствами сетевого уровня обеспечивается средствами транспортного уровня.

IP/MPLS (Мультипротокольная коммутация по меткам) - механизм, используемый на высокопроизводительных сетях связи, позволяющий пересылать данные с одного сетевого узла на соседний, исходя из коротких меток трассы, а не длинных сетевых адресов, исключая сложные поиски в таблицах маршрутизации.

План размещения оборудования в стойке изображен на рисунке 3.1.

В здании АТС находится базовый узел оптической сети, обеспечивающий подключение к магистральной ВОЛС и подключение электропитания 220В. Так же там располагается оптический кросс, автоматы и счетчики потребления электроэнергии. В данном случае, точка доступа размещается на крыше здания (возможно размещение на стене), на кронштейне или дополнительной трубостойке.



Рисунок 3.1 - Организация сельской сети доступа

Рисунок 3.2 - План размещения оборудования в стойке



Окончательный вариант схемы районной организации связи представлен на рисунке 3.3

Жирными линиями на рисунке 3.2 - 3.3 выделено оборудование, которое требует установки, всё остальное - существующее оборудование.

Рисунок 3.3 - Схема организации районной сети широкополосного доступа

На небольшой опоре размещается точка доступа WOP-12ac-LR и 6 секторных антенн, которые обеспечивают подключение абонентов в радиусе 1,5-5 км. Точка доступа подключается к сети передачи данных от коммутатора MES2208P через экранированный патч-корд cat 5e. Питание точки доступа осуществляется по технологии PoE.

У абонента на крыше (рисунок 3.4), с использованием мачты, устанавливается абонентское устройство WB-1P-LR, которое обеспечивает подключение к сети FBWA по технологии Wi-Fi. Питание WB-1P-LR осуществляется по технологии PoE с использованием Инжектора.



Рисунок 3.4 - Схема размещения абонентского оборудования

От абонентской точки доступа, через инжектор есть возможность подключения Wi-Fi роутера, который можно настроить на наиболее часто используемую частоту 2,4 ГГЦ, таким образом в доме будет организована уверенная зона Wi-Fi -сети, доступная практически для всех современных мобильных устройств.

3.3 Описание оборудования

WOP-12AC-LR Базовая станция (рисунок 3.5)

WОP-12ac-LR служит для организации БШПД сети в массивах частной застройки, которая позволяет обеспечить широкополосный доступ в интернет клиенту в радиусе до 5 км и дает возможность предоставить абоненту все сервисы Triple Play. Устройство является незаменимым решением для организации беспроводной сети в различных климатических условиях - в широком диапазоне рабочих температур и высокой влажности (различные климатические зоны), с возможностью подключения различных типов секторных антенн, а также является идеальной платформой для организации связи в коттеджных поселках и удаленных населенных пунктах. Технические параметры БС приведены в таблице 3.1

Рисунок 3.5 - WOP-12AC-LR Базовая станция

Интерфейсы:

- 2 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T(RJ-45) из которых 1 порт для питания по POE+;

- 1 порт 100/1000Base-X (опционально);

- Console (RS232);

- 6 разъемов N - type (female), для подключения внешних антенн (всенаправленные, секторные, узконаправленные). Выбор модели зависит от использования точки доступа - для дальнобойных беспроводных мостов необходимо выбирать узконаправленные, а для базовых станций используются секторные либо всенаправленные антенны.

Масштабируемость решения

Базовая станция WОP-12ac-LR - новейшее гибкое решение, позволяющее увеличивать зону покрытия сети за счет мощности передатчика (до 27 dBm) Устройство WOP-12ac-LR обеспечивает подключение до 600 пользователей.

Благодаря высокой производительности аппаратной платформы, возможностям масштабирования, интуитивно понятному интерфейсу, можно легко и быстро разворачивать беспроводную IT-инфраструктуру.

Беспроводное подключение Wi-Fi

Благодаря поддержке стандарта IEEE 802.11ac базовая станция WОP-12ac-LR обеспечивает канальную скорость передачи данных до 866 Мбит/c.

Использование технологии MIMO и узконаправленных антенн позволяет сделать WОP-12ac-LR - универсальным решением для организации ШПД сетей.

Безопасность

Для подобной IT-инфраструктуры предусмотрены современные технологии аутентификации и шифрования, которые обеспечивают защиту персональных данных и безопасность сети.

Производительность

Для стабильной и непрерывной работы устройства используются высокопроизводительные процессоры Broadcom, позволяющие добиться самых высоких показателей в скорости обработки данных и наилучшей эффективности работы по технологии FBWA (Фиксированного широкополосного беспроводного доступа).

Питание

Поддержка технологии PoE дает возможность установки оборудования в любых местах, независимо от расположения источника электропитания, экономить на стоимости силовых кабелей и делает инсталляцию простой и не требующей больших затрат времени.



Таблица 3.1 - Технические характеристики БС WОP-12ac-LR

Технические параметры БС
Количество портов	2
Разъем	RJ-45, 10/100/1000,
Параметры беспроводного интерфейса
Стандарты	802.11 a/n/ac
Частотный диапазон, МГц	4900-5850 МГц
Модуляция	BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256QAM
Рабочие каналы	802.11 a/n/ac: 36-64 (5180 - 5320 МГц)
	100-140 (5500 - 5700 МГц)
	149-165 (5745 - 5825 МГц)
Скорость передачи данных, Мбит/с	802.11 n: 144,3 Мбит/c (канал 20 МГц), 300 Мбит/c (канал 40 МГц) 802.11 ac: 866 Мбит/c (80 МГц) NSS3 (каналы 20&40 МГц)
Максимальная мощность передатчика	до 27 dBm
Чувствительность приемника	до -94 dBm
Безопасность	Централизованная авторизация через RADIUS-сервер
	(WPA Enterprise)
	Шифрование данных WPA/WPA2
	Поддержка Captive Portal
	E-mail информирование о системных событиях
Выбор модели антенн зависит от использования точки доступа
Поддержка 2х2 MIMO
Три встроенных WLAN-контроллера Broadcom BCM43460
Параметры интерфейса Console
Тип	RS-232
Скорость обмена	115200 бод
Формат данных	8 бит
Управление
Удаленное управление	Web-интерфейс, Telnet, SSH, SNMP Обновление ПО и конфигурирование посредством DHCP Autoprovisioning
Процессор	Broadcom BCM53016
Общие параметры
Питание	- 48 В DC-PoE+ (IEEE 802.3at-2009) - DC 48 В - AC 220 В (опционально) Блок питания обладает функцией защиты от скачков переменного напряжения в электросети с применением сглаживающих фильтров
Класс защиты IP	IP-57
Электромагнитная совместимость	CE
Потребляемая мощность	не более 40 Вт
Рабочий диапазон температур	от -40 до +60°С
Относительная влажность при температуре 25°С	от 5% до 90%, без образования конденсата
Габариты	247x241x97 мм
Масса	не более 2,3 кг.

MES2208P коммутатор с PoE

Управляемый стекируемый коммутатор (рисунок 3.6) уровня L2:

2 порта 10/100/1000 Base-X,

2 порта 10/100/1000 Base-T (RJ-45),

4 порта 10/100/1000 Base-T (RJ-45) PoE+

4 комбо-порта 10/100/1000 Base-T/1000Base-X

Рисунок 3.6 - Коммутатор MES2208P

Коммутаторы осуществляют подключение конечных пользователей к сети крупных предприятий, предприятий малого и среднего бизнеса и к сетям операторов связи с помощью интерфейcов Gigabit Ethernet.

Функциональные возможности коммутатора обеспечивают физическое стекирование, поддержку виртуальных локальных сетей, многоадресных групп рассылки и расширенные функции безопасности. Коммутаторы MES2208P соответствуют стандартам PoE IEEE 802.3aс и IEEE 802.3at и обеспечивают мощность до 15,4 Вт и до 30 Вт соответственно на любых из 4 портов 10/100/1000Base-T. Поддержка технологии PoE/PoE+ позволяет подать электропитание от коммутатора по кабелю UTP к IP-телефонам, беспроводным точкам доступа, IP-камерам и другим устройствам с поддержкой технологии PoE. Технические характеристики коммутатора сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Технические характеристики коммутатора MES2208P

Интерфейсы
1000 Base-X (SFP)	2
10/100/1000 Base-T (RG-45)	2
10/100/1000 Base-T (RG-45) PoE/PoE+	4
10/100/1000 Base-T/1000 Base-X (SFP)	4
Консольный порт	RS-232
Производительность	24 Гбит/с
Таблица MAC-адресов	16K
Таблица VLAN	4K
Таблица ACL	512
Размер Jumbo-фрейма	10K
Макс. потребляемая мощность	Не более 150Вт
Питание	- 48В DC
Рабочая температура окружающей среды	от -40 до +70 С
Рабочая влажность	не более 80%

WB-1P-LR Wi-Fi точка доступаАбонентская Wi-Fi точка доступа в уличном исполнении для решения беспроводного широкополосного доступа (рисунок 3.7).

Устройства серии WB предназначены для подключения к беспроводной сети доступа Wi-Fi, которая может быть построена с использованием беспроводных точек доступа WОP-12ac-LR.Параметры беспроводного интерфейса Wi-Fi



Рисунок 3.7 - WB-1P-LR Wi-Fi точка доступа

· Частотный диапазон 4900-5850 МГц

· Модуляция CCK, BPSK, QPSK, 16 QAM, 64 QAM, 256QAM

· Рабочие каналы

o 802.11 a/ac: 36-64(5180 - 5320 МГц),

o 100-140 (5500 - 5700 МГц),

o 149-165 (5745 - 5825 МГц)¹

· Скорость передачи данных, Мбит/c

o 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54, MCS0-MCS23, MCS0-8 NSS1, MCS0-9

o 802.11n: 72,2 Мбит/c (канал 20 МГц), 150 Мбит/c (канал 40 МГц)

o 802.11 ac: 433,3 Мбит/c (80 МГц)

· Чувствительность приемника

o 2.4 ГГц: до -98 dBm

o 5 ГГц: до -94 dBm

· Максимальная мощность передатчика

o 2.4 ГГц: до 27 dBm

o 5 ГГц: до 27 dBm

Безопасность

· Обнаружение несанкционированных точек доступа

· Централизованная авторизация через RADIUS-сервер (WPA Enterprise)

· 64/128/152-битное WEP-шифрование данных, WEP, WPA/WPA2

· WAPI аутентификация и шифрование

Физические характеристики и условия окружающей среды

· Габариты: 270x270x55 мм

· Всепогодное исполнение

· Крепление на мачту

· Питание: PoE - 48V/54V (IEEE 802.3at)

· Потребляемая мощность - до 5 Вт

· Рабочий диапазон температур от -40 до +65 град. С

· Относительная влажность до 80%

Секторная антенна Wi-Fi

Внешняя секторная антенна 120?, в комплекте два кабеля длиной 1 метр. Данная антенна поставляется партнером Eltex. Панельная антенна (рисунок 3.7), работающая в диапазоне 5 ГГц с 18 дБи усилением. Может работать как в горизонтальной, так и в вертикальной поляризации.
Выполнено из материалов высокого качества. Качественный сплав алюминия.

Рисунок 3.8 - Внешняя секторная антенна Eltex

Технические характеристики антенны сведены в таблицу 3.3



Таблица 3.3 - Технические характеристики секторной антенны Wi-Fi

Технические данные антенны Wi-Fi
Диапазон частот	5.15-6.0 ГГц
Усиление	3x18дБи
Поляризация	V&H&V
Угол излуч. (горизонт. пол.)	90?(-3дБ), 120?(-6дБ)
Угол излуч. (вертик. пол.)	6?
КСВ	<1,8
Импеданс	50 Ом
Коэфф.обратного излуч	35дБ
Свойства корпуса
Технология	Микрополосковая
Материалы	UV-стойкий пластик
Цвет	Белый
Степень защиты (ЕN 60529)	IP 66
Мин. температура	-40?С
Макс. температура	80?C
Механические характеристики
Входной коннектор	N-type / female
Ветровая нагрузка	<60Н@160км/ч
Наружные габариты	550x220x80мм
Вес	1.5кг

3.4 Система управления

Управление оборудованием осуществляется через EMS.

Eltex EMS -централизованная система для управления и мониторинга сетевым оборудованием MES2208P и WOP-12ac-LR (и всего оборудования Eltex).

Система Eltex EMS строится на основе клиент-серверной архитектуры (рисунок 3.8). Единый сервер доступа представляет Web- интерфейс, позволяющий производить независимое одновременное управление различными элементами сети.



Рисунок 3.9 - Архитектура Eltex EMS

EMS server - Cистема приема, обработки, интерпретации, распределения и управления данными.

База данных - Хранилище, построенное на базе СУБД MySQL. В базе данных хранится список объектов сети и индивидуальные настройки доступа к каждому устройству (snmp - параметры). Также БД используется для хранения учётных записей пользователей, сообщений от устройств и т.д.

Web Service SOAP - Сервис, входящий в состав системы Eltex.EMS, средствами которого осуществляется сопряжение с вышестоящими системами OSS провайдера.

Браузер (Web browser) - Программное обеспечение для запроса, обработки, вывода информации, основной элемент управления (находится в составе рабочего места оператора).

Client SOAP/TL1 - Система, входящая в состав OSS провайдера, средствами которой осуществляется сопряжение с WEB Service SOAP/TL1 системы Eltex.EMS.

Подсистема автоматизации управления (Northbound Interface) - предназначена для возможности сопряжения системы EMS с вышестоящей OSS/BSS провайдера. В частности, она позволяет производить стыковку с биллинговой системой оператора, используя открытые стандартизированные протоколы, что позволяет автоматизировать такие рутинные операции, как массовое отключение абонентских портов при неоплаченной услуге и последующие включения по мере оплаты, а также изменение конфигурации устройств.

Инсталляция системы Eltex EMS может быть представлена в виде стандартных Linux-дистрибутивов двух основных популярных форматов rpm и deb, а также в виде готового ISO-образа, который можно установить как на реальный хост, так и на супервизор виртуальных машин. Это позволяет оперативно развернуть свою систему мониторинга в кратчайшие сроки.

Таким образом, основные аспекты EMS:

- мониторинг основных параметров устройств

- онлайн отображение аварий устройств в текстовом и графическом виде

- группировка линейных терминалов в узлы с возможностью просмотра всех аварий выбранного узла

- автоматический поиск устройств Eltex в сети.

Для конфигурации устройств WB-1P-LRи TAU-1M.IP используется сервер автоконфигурации ACS (Automatic Configuration Server) [6].

Еще одной, немаловажной системой управления является управление процессами проектирования и строительства сетей. Для оптимизации строительства сети и контроля строительного процесса необходима единая система.

Одной из таких является российская разработка под названием «Гермес».

«Гермес» позволяет сформировать единое информационное пространство для координации всех аспектов работ по строительству и проектированию сетей, своевременному выявлению рисков и контролю соблюдения сроков. Решение состоит из 9 подсистем (модулей), обладающих высокой степенью интеграции с возможностью функционирования как вместе, так и по отдельности:

- Управление строительством (BCM),

- Проектирование сетей (NPM),

- Управление разъездными бригадами (WFM),

- Геоинформационная система (GIS),

- Учет сетевых ресурсов (NRI),

- Управление процессами и событиями (WE),

- Управление инцидентами (IM),

- Управление заявками (OM),

- Ситуационное планирование (SP).



4. Расчет характеристик сети широкополосного доступа

Для оценки расстояния дальности организуемой связи на частоте 5 ГГц воспользуемся моделью расчета радиоканалов SUI (Stanford University Interim).

Для организации многоточечных сетей широкополосного (Wi-Fi) доступа (Multipoint Microwave Distribution System - MMDS) в системах с малым размером ячеек сот, малой высотой подвеса антенн базовых станций и высокими частотами в университете г. Стэнфорд (Stanford University), США была разработана модель расчета радиоканалов, получившая название SUI (Stanford University Interim). Алгоритм оптимизирован для частот 1,9 - 3,5 ГГц, хотя корректен и для более высоких частот 5 ГГц.

Типичные условия применения данной модели распространения радиоволн следующие:

? радиус ячеек от 100 м до 8 км;

? антенны приемников смонтированы на стенах или крышах с 2 - 10-метровым возвышением;

? высота подвеса антенны базовой станции от 10 до 80 м.

В методе заложена высокая (80 - 90 %) вероятность приема в ячейке.

Метод основан на анализе результатов экспериментальных исследований функционирования сетей рассматриваемого частотного диапазона [7].

Для вычисления центральной частоты канала Wi-Fi используем следующую формулу:

5000+(5N), MГц, (1)

где N это номер канала WiFi, например, 36, 40, 44 и так далее.

F_ц = 5000 + (5*44) = 5220 МГц (2)

Исходные данные для моделирования:

Скорость света: с = 299792458 м/с

Центральная частота канала, на которой работает система связи: F = 5220 МГц

Длина волны:

л = м (3)

Высота подвеса передающей антенн: h_y = 10 м

Высота подвеса абонентской антенны: h = 8 м

Усиление передающей антенны: G_прд = 10^0,1*18 = 63,0957 раз

Усиление приемной антенны: G_пр = 10^,10 = 1 раз

Чувствительность приемника: S_пр = -94 дБм

Мощность передатчика: Р_прд = 110^-310^0,127 = 0,5012 Вт

Опорное расстояние d₀ - типичное значение, выбирается 100 м (для канала внутри помещений) и 1000 м для связи вне зданий.

d₀ = 1000 м

Потеря мощности при распространении волны в свободном пространстве на опорное расстояние:

дБ (4)

Параметры аппроксимации уровня ослабления сигнала в радиоканале (таблица 3 [5]):

Константа а для типа местности С: а = 3.6

Константа b для типа местности С: b = 0.0050 м^-1

Константа с для типа местности С: с = 20 м

Константа у_г для типа местности С: у_г = 0.59

Константа м_у для типа местности С: м_у = 8.2

Константа у_у для типа местности С: у_у = 1.6

Среднеквадратическое отклонение величины ослабления мощности:

(5)

Переменная х является случайной величиной, распределенной по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием и единичным среднеквадратическим отклонением:

Корректирующий частотный параметр, частота в МГц

дБ (6)

Корректирующий параметр, обусловленный высотой подвеса приемной антенны для рельефа местности типа С (h - в метрах)

дБ (7)

Ослабление в радиоканале (рисунок 4.1) на расстоянии d от передающей станции (d>d₀) рассчитывается по формуле:

(8)



Рисунок 4.1 - Ослабление в радиоканале

Уровень сигнала на входе приемника на расстоянии d от передающей станции (d>d₀):

(9)

Граница чувствительности приемника равна -94 дБ (чувствительности приемника).

Таким образом, после проведения расчетов, на графике (рисунок 4.2) можем наблюдать зависимость уровня сигнала от расстояния. Данным графиком и расчетами теоретически подтверждено, что выбранное оборудование связи, полностью соответствует заявленным характеристикам и обеспечивает уверенный прием сигнала на расстоянии 5000 метров от базовой станции.

Подводя итоги расчетов, изобразим зону обслуживания БС (Рисунок 4.3).



Рисунок 4.2 - Зависимость уровня сигнала от расстояния

Рисунок 4.3 - Зона обслуживания БС

Немаловажным, при проектировании сети для зоны обслуживания БС является юстировка антенн.

Под юстировкой (от нем. justieren вымерять) антенн понимается выяснение взаимного расположения в пространстве отсчетной оси антенны, связанной с датчиками ее углового положения, и электрической оси антенны.

Наглядно можно увидеть, как угол наклона антенны влияет на радиус обслуживания, разумеется, рассматривается случай на примере секторной антенны.

Для оценки юстировки воспользуемся онлайн-сервисом (калькулятором) компании "Рапира" [8].

"Рапира" является российской научно - производственной фирмой, основные усилия которой сосредоточены на разработке и поставке современного телекоммуникационного оборудования для построения беспроводных сетей связи.

Рисунок 4.4 - Зависимость радиуса обслуживания от угла наклона

Этот расчет позволит подобрать антенну с нужной шириной луча в вертикальной плоскости, а также вычислить угол ее наклона относительно горизонта исходя из желаемого внешнего и внутреннего радиусов обслуживания. Зависимость расстояния зоны обслуживания от угла наклона антенны изображена на рисунке 4.4.

Для расчета необходимы исходные данные:

Высота подвеса антенны БС: 10м

Ширина луча в вертикальной плоскости: 6⁰

И угол наклона, который необходимо будет изменять, в зависимости от результата радиуса, изначально берем угол равный 1⁰.

Вводим необходимые данные в поля калькулятора (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5

Таблица 4.1 - Итоги расчетов угла наклона

Угол наклона, 0	Внутренний радиус, км	Внешний радиус, км
1	0,14	Горизонт
2	0,11	Горизонт
3	0,1	Горизонт
4	0,08	0,57
5	0,07	0,29

После автоматического расчета, и подстановки разных углов наклона получаем значения, которые сводим в таблицу 4.1.

Обычно на практике, инженерами используются углы наклона в диапазоне 1⁰ - 5.⁰

Из полученных расчетов, для нашего случая подходит угол наклона в 3⁰, так здание АТС, на котором располагается антенна, находится примерно в 110 метрах от близлежащих домов.



5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Опасные и вредные факторы

Факторы среды и трудового процесса могут быть вредными или опасными.

Вредный фактор рабочей среды - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работника может вызвать профессиональное заболевание или другое нарушение состояния здоровья, повреждение здоровья потомства.

Опасный фактор- фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного ухудшения здоровья, смерти.

К опасным и вредным факторам относятся:

· повышенная запыленность воздуха рабочей зоны;

· повышенная или пониженная температура;

· повышенная или пониженная влажность воздуха;

· повышенные уровни шума;

· повышенные уровни вибрации;

· повышенные или пониженные уровни статического электричества;

· повышенные или пониженные электромагнитных излучений;

· повышенная напряженность электромагнитных полей;

· отсутствие или недостаток естественного света;

· недостаточная освещенность рабочей зоны.

Так же к опасным и вредным относятся факторы, которые влияют на психологическое состояние человека: умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки, значительное перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов.

Следует уделить внимание организации рабочего места и его освещенности, так как при неправильно оборудованном рабочем месте и недостаточной освещенности повышается утомляемость и падает производительность труда, микроклимат, шум.

5.2 Организация рабочего места

Рабочее место - все места, где работник должен находиться или куда ему необходимо следовать в связи с его работой и которые прямо или косвенно находятся под контролем работодателя (ТК РФ, Конвенция 155 Международной организации труда).

Постоянное рабочее место - место, на котором работающий находится большую часть своего рабочего времени (более 50% или более 2 часов непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.

Организацией рабочего места называется проведение системы мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда и их размещению в определенном порядке. Цель организации рабочего места - оптимизация условий трудовой деятельности, обеспечение безопасности, максимальной эффективности и надежности работы человека.

Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы устанавливают для взрослых пользователей не одно рабочее место с компьютером площадь производственного помещения не менее 6.0 м², а объем - не менее 20 м³. Организация рабочего места включает антропометрические и биологические характеристики человека, выбор физиологически правильного рабочего положения и рабочих зон, рациональную компоновку рабочего места, учет факторов внешней среды.

Антропометрические характеристики человека определяют габаритные и компоновочные параметры рабочего места и свободные параметры отдельных его элементов.

Положение тела и наиболее частые позы, которые принимает или вынужден принимать человек при выполнении работы, являются одним из основных факторов, определяющих производительность труда. Работу оператора организуют в положении сидя. При этом основная нагрузка падает на мышцы, поддерживающие позвоночный столб и голову, а подавляющая часть массы тела передается на бедра, препятствуя проникновению крови в нижнюю часть тела. Поэтому при длительном сидении время от времени необходимо смещать массу тела и сменять фиксированные рабочие позы.

К тому же при работе сидя обычно естественный спинно-поясничный прогиб вперед изменяется на изгиб назад, что зачастую является причиной болей в пояснице. Для физиологически правильно обоснованного рабочего положения сидя рекомендуется обеспечить следующие оптимальные положения частей тела: корпус выпрямлен, сохранены естественные изгибы позвоночного столба, нет необходимости в сильных наклонах туловища поворотах головы и крайних положениях суставов конечностей.

При планировке рабочего места необходимо учитывать зоны досягаемости рук при расположении дисплеев, клавиатуры. Конструкция рабочего кресла должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций, отвечающих современным требованиям эргономики.

Кресло оператора должно быть удобным. Наиболее удобным считается сиденье, имеющие выемку, соответствующую форме бедер, и наклон назад. Спинка стула должна быть изогнутой формы, облегающей поясницу. Длина ее должна быть около 0,3 м, а ширина 0,11 м, радиус изгиба 0,3-0,35 м.

Движение оператора должны быть такими, чтобы группы мышц его были нагружены равномерно, а лишние не производительные движения устранены.



5.3 Освещение

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокую работоспособность, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих, способствует повышению производительности труда. О важности вопроса освещения для дисплейных залов говорить тот факт, что основной объем информации (около 90%) оператор получает по зрительному каналу.

Искусственное освещение в помещение для эксплуатации ЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения, в случаях преимущественной работы с документами, следует применять системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

Рабочий стол следует размещать таким образом, чтобы дисплей ЭВМ был ориентирован боковой стороной к световым проемам (окнам), чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильника и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочей поверхности (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочего места по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м2.

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.

Показатель дискомфорта в административно-общественных помещениях не более 40, в дошкольных и учебных помещениях не более 15.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должен превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

В качестве источников света следует применять:

· при искусственном освещении - преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ);

· при устройстве отраженного освещения допускается применение металлогалогенных ламп;

· в светильниках местного освещения допускается применение ламп накаливания, в т.ч. галогенных.

Не допускается применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток.

Для освещения помещений с ЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА), состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.

Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается.

При отсутствии светильников с ПЭПРА лампы многолам...