Документы

Наша компания в своей работе использует множество сетевых технологий которое представлено на рынке в данный момент: оптоволоконные сети, проводные сети на основе витой пары и беспроводные сети диапазонов 2Ггц и 5Ггц.

Если с оптоволоконными и проводными сетями все более-менее понятно, то для понимания устройства беспроводных сетей стоит обратить внимание на сл. моменты.

Что же такое и для чего нужны беспроводные сети?

Беспроводная сеть отличается от проводной тем, что вместо сетевого кабеля и коммутаторов применяются преобразователи среды, которые преобразовывают данные в радиоволны и передают соседнему устройству, они применяются для связи компьютеров и компьютерных сетей между собой в тех случаях, когда прокладывание кабеля невозможно или экономически невыгодно. Это не означает, что беспроводной канал лучше, наоборот, он по многим параметрам проигрывает кабелю.

В беспроводной сети обычно есть главное устройство – базовая станция, и клиентские устройства – клиенты или абонентские станции (абонентские терминалы). Обмен данными идет между ними под управлением базовой станцией.

В большинстве случаев беспроводную сеть делают на технологии Wi-Fi, другое официальное название – 802.11. Имеет несколько реализаций и работает на разных частотах и канальных скоростях:

  1. 802.11-B – 2ггц. Скорости до 11мбит. – В настоящее время протокол устарел.
  2. 802.11-G – 2ггц. Скорости до 54мбит.
  3. 802.11-A – 5ггц. Скорости до 54мбит.
  4. 802.11-N – 2/5ггц. Скорости до 300мбит.

Канальные скорости не означают реальную пропускную способность беспроводной сети. Кроме самих данных передается много служебной информации, она занимает примерно 50-70% от представленной выше скорости. Реальная максимальная пропускная способность представлена ниже:

  1. 802.11-B – 2ггц. Пропускная способность до 5мбит/c
  2. 802.11-G – 2ггц. Пропускная способность до 22мбит/c
  3. 802.11-A – 5ггц. Пропускная способность до 22мбит/c
  4. 802.11-N – 2/5ггц. Пропускная способность до 100мбит/c

Режимы работы могут совмещаться, для частоты 2ггц это 802.11 B/G/N, для частоты 5ггц это 802.11 A/N.

Одновременная работа на всех стандартах снижает общую пропускную способность, поэтому желательно использовать жесткое указание режима для различных сфер применения:

  • Беспроводная сеть в квартире – только G, только N, вместе G и N. Режим B устарел и использовать его не стоит, он не дает никаких преимуществ по дальности, однако сильно ограничивает скорость.
  • Беспроводная сеть на улице – только G, только N, только A. Использовать одновременную работу на 2-х режимах не рекомендовано, т.к. это снижает общую пропускную способность. Администратор сети сам должен определять нужный режим при создании сети.

Оборудование, используемое для создания беспроводных сетей.


На рынке представлено много различного оборудования для создания беспроводных сетей на базе wi-fi, но из всего этого количества можно выделить всего двух производителей UBNT и Mikrotik.

UBNT – изготавливает устройства уличного исполнения, которые можно устанавливать на крышу прямо из коробки. Настройки просты и понятны даже новичку, но за простоту приходится расплачиваться качеством и стабильностью – устройства имеют не самые лучшие характеристики, и в большинстве случаев ничего с этим сделать нельзя. Имеет поллинговый протокол – AirMax.

Mikrotik – изготавливает электронные платы, из которых нужно собирать вручную устройство и устанавливать в корпус. Но в последнее время появляются уже готовые устройства уличного исполнения, которые так же можно устанавливать на крышу прямо из коробки. Настройки сложные и тем, кто привык настраивать устройства через WEB-интерфейс, могут быть совершенно не понятны. Но это только на первый взгляд, разобраться не сложно. Имеет поллинговые протоколы – Nstreme и NV2.


Проблемы в беспроводных сетях


При практическом создании беспроводных сетей часто встречаются различного рода неприятности. То сигнал слишком слабый, или соединение обрывается раз в минуту, а иногда совсем связь пропадает. Определение причины неисправности часто занимает очень много времени, но можно научиться определять проблемы быстро, если понимать что происходит во время работы беспроводной сети.

Частотные каналы.



Беспроводные адаптеры могут работать на частотах 2ггц и 5ггц. На каждой частоте существует конечное число частотных каналов, поэтому нужно относиться к эфиру бережно.

Частоты работы устройств в диапазоне 2ггц лежат в пределах 2300-2700мгц, в 5ггц – 4800-6000мгц.

Обычно беспроводные сети работают с шириной канала 20мгц, изменяя настройки можно установить следующие ширины: 5,мгц 10мгц, 20мгц, 40мгц.

Чем больше ширина канала – тем выше скорость, и тем больше нужно частотного ресурса для работы устройства.

Чем уже ширина канала – тем меньше скорость и экономнее расходуется частотный ресурс.

Следуя этой схеме, можно предположить, что в диапазоне частот 2400-2500мгц можно разместить 5 базовых станций, но на практике это не так. Сигнал, излучаемый беспроводным адаптером (называется спектром), имеет вид усеченной пирамиды:



Из схемы видно, что для исключения помех на соседние сети, нужно устанавливать частоты работы с интервалом в 40мгц для соседних сетей. При этом каждая сеть будет занимать 60мгц частоты. И в представленным нами интервале 100мгц не разместить и двух! Такое излучение сверх рабочей полосы 20мгц называется внеполосным.

Сейчас внимательные люди могут заметить, а как же правило 3-х не пересекающихся каналов в диапазоне 2400-2484мгц? Оно никуда не делось, только работает это правило внутри помещения, при небольшой дальности от клиентов. Но в этом случае соседние сигналы набегают друг на друга, но это не мешает их совместной работе:



Видно, что теперь сигналы "наезжают" друг на друга и оказывают влияние на работу соседних сетей. Но при достаточно высоких уровнях сигналов на работу сети это не влияет. Но только внутри помещения. При работе на улице уровни сигналов если и можно поддерживать высокими при помощи узконаправленных антенн, но не всегда и не везде. Достаточно появиться одному клиенту с низким уровнем сигнала, как на него сразу начнут оказывать влияние соседние беспроводные сети, что повлияет на скорость и стабильность.

Существует стандартная сетка каналов диапазона 2.4ггц:

2412 = 1
2417 = 2
2422 = 3
2427 = 4
2432 = 5
2437 = 6
2442 = 7
2447 = 8
2452 = 9
2457 = 10
2462 = 11
2467 = 12
2472 = 13
2484 = 14

Все другие частоты этого диапазона относятся к не стандартным каналам. На этих частотах не могут работать клиентские устройства в виде ноутбуков и USB адаптеров, а так же КПК.

Стандартная сетка каналов диапазона 5ггц:

36 = 5180
38 = 5190
40 = 5200
42 = 5210
44 = 5220
46 = 5230
48 = 5240
52 = 5260
56 = 5280
60 = 5300
64 = 5320
149 = 5745
151 = 5755
153 = 5765
155 = 5775
157 = 5785
159 = 5795
161 = 5805
163 = 5815
165 = 5825

Все другие частоты этого диапазона относятся к не стандартным каналам. На этих частотах не могут работать клиентские устройства в виде ноутбуков и USB адаптеров, а так же КПК.


Мощность беспроводного адаптера и уровень принимаемого сигнала.


Многие устройства имеют в своем составе мощный передатчик, который позволит передать данные на дальние расстояния с максимально высокой скоростью. Это правда, но для дальних расстояний. При работе на малых и средних расстояниях, чрезмерно высокая мощность вредна – она создает помехи для работы соседних беспроводных сетей.

При построении сети нужно ориентироваться на мощность 18дбм и менее. Чем ниже мощность – тем меньше внеполосное излучение. Это наглядно видно на схеме:



При мощности 25дбм занимаемый спектр 120мгц, при мощности 18дбм уже 60мгц, а при 8дбм – всего 22мгц.

Радиокарта не может на всех модуляциях работать на максимальной мощности, например при установке мощности 25дбм в режиме 802.11G будет такое соответствие:

6M – 25дбм
9M – 25дбм
12M – 24дбм
18M – 23дбм
24M – 22дбм
36M – 21дбм
48M – 20дбм
54M – 20дбм

Видно, что на низких модуляциях мощность выше, чем на высоких, не смотря на установку регулятора мощности на 25дбм. Правильнее было бы указать везде мощность 18дбм:

6M – 18дбм
9M – 18дбм
12M – 18дбм
18M – 18дбм
24M – 18дбм
36M – 18дбм
48M – 18дбм
54M – 18дбм
Это позволило бы снизить помехи на соседние беспроводные сети.
Кроме мощности на передачу беспроводной адаптер имеет такой параметр, как чувствительность, чем она выше – тем на более высокой скорости можно обмениваться данными. Обычно чувствительность для режима 802.11G имеет следующий вид:
6M – -88дбм
9M – -87дбм
12M – -85дбм
18M – -83дбм
24M – -81дбм
36M – -80дбм
48M – -77дбм
54M – -75дбм
Видно, что чем ниже модуляция – тем выше чувствительность. Тут используются числа со знаком минус, чем больше число после знака – тем лучше. Именно поэтому при отсутствии видимости между антеннами устройств соединение устанавливается на маленьких модуляциях, предметы, закрывающие видимость вносят сильное затухание, и поэтому уровень сигнала на принимающей стороне не достаточен для переключения на более высокие.
Беспроводной адаптер показывает уровень принимаемого сигнала в децибелах и так же со знаком минус. Чем число меньше – тем лучше уровень сигнала. Уровень сигнала можно увеличить не только поднятием мощности передатчика, но и применением более хорошей антенны.
Плохие уровни сигналов: -90..-80.
Средние уровни сигналов: -79..-70.
Хорошие уровни сигналов: -69..-50.
Чрезмерно высокие уровни сигналов: -49..-30. - работать с ними не рекомендуется, следует уменьшать мощность до уровня -50.


Работа с отсутствием прямой видимости.



Для работы беспроводной сети требуется наличие прямой видимости между антенной базовой станции и клиентом. Но в некоторых случаях сеть может работать и с ее отсутствием, когда видимость закрывают деревья или крыши здания. Однако качество такого канала будет меняться в зависимости от погоды и времени суток и рекомендовать такое применение нельзя. Можно использовать только в крайних случаях, когда нет возможности поднять антенну на нужную высоту.
Для нормальной работы требуется не только наличие прямой видимости, но и свободную зону Френеля, которая представляет собой эллипс:



Зеленое здание не перекрывает зону Френеля. Красное здание перекрывает ее, хотя прямая оптическая видимость есть – в этом случае качество канала будет нестабильным, поэтому нужно поднимать устройство A или B, или сразу оба выше.

Установка клиентского устройства на крыше.



От правильной установки клиентских устройств зависит качественная работа сети. К этой работе нужно подходить ответственно и крепко затягивать крепежные элементы антенн, чтобы во время сильного ветра направление антенны не менялось. Так же не следует использовать пластиковые стяжки для крепления клиентских устройств в пластмассовых корпусах – используйте ленточные автомобильные хомуты.
Антенну надо располагать так, чтобы перед ней не было никаких предметов, таких как трубы вентиляции, антенн приема телевизионных сигналов, других элементовконструкций здания. Нельзя вешать устройства на стену так, что направление антенны будет идти параллельно стене. В этом случае нужно подобрать другое место для ее установки:
Размещать антенны следует на металлических кронштейнах и трубостойках. Использовать деревянные конструкции для непосредственного крепления антенн не допускается.
Крепеж кронштейнов и трубостоек должен осуществляться болтами с головкой под ключ. Диаметр болта не менее 6мм., длина не менее 60мм. с полной резьбой при установке на деревянные конструкции. При установке на бетонные и кирпичные в стену предварительно устанавливается пластмассовый дюбель. Следует учитывать то, что распорная часть дюбеля расположена не по всей его длине, поэтому нужно увеличивать длину болта.
Рекомендуется осуществлять крепеж болтами толщиной 8-10мм и длиной 80-140мм.


Крепить кронштейн антенны следует в 3-х или 4-х местах.


Использовать болты с головкой меньше диаметра отверстия запрещается, так же как и подкладывание шайб под них. Нельзя использовать болты с конической головкой.
Если дюбель при установке в стену болтается или держится не плотно, его следует распереть деревянными щепками или спичками.
При установке кронштейна на деревянные конструкции сперва следует завернуть один верхний болт, далее выровнять кронштейн по уровню и завернуть остальные болты по одному не до конца. Потом провести окончательную затяжку всех болтов.
При установке телескопической мачты расстояние между крепежами к стене должно быть не менее 1 метра. При этом должны использоваться болты 8х100 или 10х120.
Расположение антенн на зданиях
Антенны следует располагать так, чтобы перед ними не было металлических предметов и любых других, даже бетонных и деревянных конструкций.



При такой установке крыша здания может отражать сигналы и направлять их обратно в устройство, при нормальных уровнях сигналов работа канала может быть не стабильным.



При такой установке телевизионная антенна так же может отражать сигналы и направлять их обратно в устройство.



В этом случае сигнал может отражаться от стены и попадать обратно в устройство, тем самым ухудшая работу сети.
Кабели снижения следует располагать так, чтобы их нельзя было случайно повредить. Закреплять их во всех возможных местах так, чтобы они не болтались и не терлись об другие конструкции крыши.
Разъемы должны быть надежно загерметизированы.
Перед определением места установки антенны нужно рассчитать зону Френеля между антенной базовой станции и клиентской. Одной оптической видимости мало для стабильной связи, поэтому антенну нужно поднимать как можно выше.
Примеры установки оборудования.


Не правильная установка антенны – зону Френеля закрывают другие здания.



Правильная установка антенны – зону Френеля ничего не закрывает.
Прямую видимость на БС не должны закрывать деревья – в этом случае связь будет не стабильной. Лучше один раз потратить больше времени на определение оптимального места для установки и поднять антенну как можно выше, чем переделывать после жалоб клиента.
Один клиент с плохим качеством связи во время своей работы будет тормозить всех других клиентов этой базовой станции.


Установка оборудования.


При создании беспроводных сетей на крыше или вышке размещают антенны и блоки с радиооборудованием, кабель снижения от него заводят внутрь помещения и подключают к блоку питания. Вот краткий перечень ограничений на установку оборудования:
Нельзя крепить антенны непосредственно на деревянные палки или длинные жерди. Крепежные элементы антенн сминают дерево и со временем антенна отклониться от первоначального направления. Если нужно закрепить антенну на деревянной палке, оденьте на нее распиленную вдоль металлическую трубку, при затягивании крепления антенны половинки плотно обожмут дерево.
Нельзя крепить устройства пластиковыми стяжками – они при изменении окружающей температуры растягиваются и перестают надежно фиксировать. Используйте вместо стяжек металлические ленточные хомуты – они надежно держат при любых условиях.
Нельзя крепить устройства или антенны на элементы конструкций, прочность которых сомнительна. Предварительно попробуйте раскачать их силами одного человека, для проверки устойчивости.
Нельзя располагать антенны на самом высоком месте во избежании попадания молнии.

 

Подключение

 (099)634-29-99      (050)406-59-99 
 (067)539-50-53 
(0532)61-08-08

Заявка онлайн

 Пн-Пт: 900-1800
 Сб-Вс: 900-1730
© 2016 "Интерлинк"