милливаттах необходимо разделить на 1 милливатт и уже после этого вычислить
значение в дБ. Это делается для того, чтобы избавиться от размерности и
помнить, к какой единице измерения привязаны переменные.
Также крайне необходимо знать:
Знать необходимо энергетические параметры радиолинии, входящие в
выражение для мощности полезного сигнала на входе приемника и реальную
чувствительность приемника. Мощность полезного сигнала в точке приема
определяется выражением
[pic]
В этих выражениях используются следующие параметры радиолинии:
Pпрд - выходная мощность передатчика Оборудование беспроводных сетей
обычно имеет выходную мощность в пределах от 8 до 20 дБм.
Gпрд и Gпрм - коэффициенты усиления передающей и приемной антенны.
Какую антенну назначить передающей, а какую приемной - разницы нет.
Коэффициенты усиления типовых антенн беспроводных сетей имеют значения от 2
до 24 дБи, т.е. децибел по отношению к коэффициенту усиления изотропной
антенны, равномерно излучающей во всех направлениях с единичным усилением
(0 дБ). Иногда производители не сообщают значения рассмотренных параметров,
а указывают значение эквивалентной изотропно излучаемой мощности (ЭИИМ) -
Equivalent Isotropic Radiated Power (EIRP). ЭИИМ есть произведение мощности
передатчика на коэффициент усиления передающей антенны PпрдGпрд или сумма
этих величин в децибелах.
l - длина волны. В рассматриваемых системах равна 0,125 м.
r - дальность передачи.
Lдоп - дополнительные потери, обусловленные целым комплексом причин,
включая ослабление сигнала в соединительных разъемах, потери из-за
несовпадения поляризации антенн и т.п. В рассматриваемых радиолиниях обычно
полагают Lдоп = 10 дБ.
Z - запас помехоустойчивости к внешним помехам, величина которого
определяется электромагнитной обстановкой в районе размещения радиолинии и
обычно задается в пределах от 5 до 15 дБ.
Кроме этого, при использовании внешних антенн, подключаемых к
радиооборудованию с помощью коаксиальных кабелей, необходимо знать длину
кабелей и величину погонного затухания в них, выражаемого в дБ/м.
Результирующее затухание в кабелях добавляется к величине Lдоп.
Реальную чувствительность приемника обозначают как Pmin, что
соответствует физическому смыслу этого показателя, определяющего минимально
необходимую для нормального приема мощность полезного сигнала на входе
приемника. Величина этого параметра для приемников беспроводных сетей лежит
в пределах от -94 до -67 дБм. Следует иметь в виду, что с увеличением
скорости передачи реальная чувствительность ухудшается (численное значение
Pmin увеличивается).
Для нашего случая значения таковы:
Рпрд=24 дБм; Gпрд=12 дБи; Gпрм=24 дБи; (=0,125 м; r=15000 м;
Lдоп=10 дБ, но учитывая величину погонного затухания в кабеле общей
длиной 30 метров (это в расчете на 2 антенны сразу) при jпрм=0,09 дБ/м и
jпрд=0,09 дБ/м, получаем: Lдоп=10+0,09*(15+15)=10+2,7=12,7 дБ; Z=5дБ.
Итак, мощность полезного сигнала в точке приема определяется
выражением:
Pпрм=24+12+24+20*lg(0,125)-20*lg(4*3,14)-20*lg(15000)-12,7-5=-81,26
дБ.
Необходимо сделать:
Во-первых. Рассчитать высоту подвеса антенн. Для ориентировочной
оценки на ровном рельефе при одинаковой высоте антенн можно использовать
простую формулу, учитывающую сферичность Земли и расстояние между
антеннами. Высота подвеса антенн в метрах равна:
где r - расстояние между антеннами в километрах.
Когда одна антенна находится на уровне поверхности Земли, коэффициент
8,24 в формуле надо заменить на 4,12.
Если на трассе между антеннами есть неровности, необходимо построить
профиль трассы с учетом сферичности Земли. Делается это так. По величине
требуемой дальности r с помощью графика определяется величина подъема Земли
в центре трассы и на лист бумаги наносятся три точки: с нулевой высотой на
концах трассы и с высотой, полученной по графику, в центре трассы. Через
эти точки строится дуга окружности, являющаясяя уровнем моря для построения
трассы. На эту дугу в выбранном масштабе переносятся с топографической
карты точки уровней высот. Полученные точки соединяются отрезками прямой, в
результате получается профиль трассы, подобный изображенному на рис.1.
В нашем случае: h1=hпрд=15 м; h2=hпрм=5 м.
2.8. Рассчет пропускной способности глобальной сети.
Гилберт Хелд[1]
В случае с вычислительными сетями известный постулат "время - деньги"
звучит так: "скорость влетает в копеечку". Как рассчитать необходимую
скорость канала связи, исходя из параметров локальной сети?
1. Сдвиг по фазе.
Информационная структура, где две локальные сети соединены между собой
каналом связи глобальной сети, больше похожа на систему очередей другого
типа, именуемого одноканальной двухфазной системой. На Рис. 1 показана
схема соединения двух локальных сетей при помощи мостов или
маршрутизаторов. Обратите внимание, что для передачи кадра данных от одной
локальной сети к другой он должен быть обслужен двумя устройствами (в
данном случае двумя мостами или двумя маршрутизаторами), поэтому такая
схема может быть описана в рамках одноканальной многофазной модели.
(Описание потока данных от одной локальной сети к другой в рамках
одноканальной многофазной модели является математически корректным, однако
так ли уж необходимо работать именно в рамках такой модели? Ответить на
этот вопрос помогает анализ потока данных от одной сети к другой.)
Наиболее узкое место информационного потока между двумя удаленными друг
от друга локальными сетями - канал связи глобальной сети, пропускная
способность которого обычно существенно меньше скорости работы локальной
сети.
Представим себе, что рабочая станция сети передает кадр данных в сеть
Ethernet. Передаваемый кадр вначале "путешествует" из сегмента сети к мосту
или маршрутизатору с той скоростью, на которой работает сеть (4 или 16
Мбит/с). Попав в маршрутизатор или мост, кадр копируется из сети в буфер
устройства, преобразуется в другой формат, а затем (при наличии свободного
канала) передается через глобальную сеть со скоростью, гораздо меньшей, чем
та, с которой кадр передавался из локальной сети на устройство
маршрутизации. Если непосредственно перед текущим кадром на сетевое
устройство попал другой кадр, то нашему кадру придется подождать (в
буфере), до тех пор пока предыдущий кадр не будет обслужен. Время
обслуживания текущего кадра зависит от того, сколько кадров пришло на
сетевое устройство непосредственно перед текущим: чем больше таких кадров,
тем дольше время ожидания.
Рассмотрим теперь, как выполняется обслуживание кадра на
противоположном конце канала глобальной сети. Поступая из глобальной сети
на мост/маршрутизатор, кадр преобразуется к формату локальной сети и
передается в локальную сеть. Поскольку скорость передачи информации по
глобальной сети всегда ниже скоростей передачи кадров в локальной, никаких
очередей при таком обслуживании не возникает, стало быть основной вклад во
время обслуживания кадра на втором мосте/маршрутизаторе вносит само
устройство. И это лишь малая доля от времени задержки кадров на первом
мосте/маршрутизаторе. Отсюда следует, что для описания двухточечных линий
связи между локальными сетями можно спокойно использовать одноканальную
однофазную модель.
2. Применение тории массового обслуживания.
Используя математический аппарат теории массового обслуживания, можно
вычислить зависимость времени передачи кадров от скорости работы глобальной
сети без подключения к реальным каналам. Такие вычисления позволяют
ответить на множество вопросов относительно производительности сети;
благодаря им становится понятным, каково среднее время задержки кадров на
мосте/маршрутизаторе, как может повлиять на величину этих задержек рост
скорости работы канала связи глобальной сети и при каких условиях рост
скорости обмена информацией по каналам глобальной сети не приводит к
существенному увеличению производительности моста/маршрутизатора.
Пример расчета:
Число станций – 500.
Число транзакций (кадров) от одной станции - 700
Режим работы круглосуточный (24 часа). В час наибольшей нагрузки передается
20% от всего числа передаваемых кадров.
Размер кадра 80 байт.
Итого в час через HUB проходит:
- При Гауссовском распределении N = 700 * 500 * 0.2 = 70000 кадров.
- При нормальном распределении N = 700 * 500 / 24 = 14583,3 кадра.
Скорость поступления кадров получается делением полученных чисел на 3600:
- При Гауссовском распределении 70000 / 3600 = 19,44 кадров в
секунду.
- При нормальном распределении 14583,3 / 3600 = 4,05 кадров в
Для подсчета скорости обслуживания следует задаться определенным значением
скорости работы глобальной сети. При этом совершенно неважно, насколько
близка к оптимальной взятая в качестве начального приближения скорость
обмена информацией по глобальной сети, поскольку все вычисления легко
повторить для другого значения скорости. Для начала примем скорость обмена
информацией равной 64000 бит/с. Тогда время, необходимое для передачи
одного кадра длиной 80 байт, составит 0,01 секунды.
Ожидаемое время обслуживания равно 0,01 секунды, откуда получаем, что
средняя скорость обслуживания (величина, обратная к ожидаемому времени
обслуживания) составляет 100 кадров в секунду.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
