CC BY
48
А.Н. Бабкин,
кандидат технических наук
В.С. Зарубин,
кандидат технических наук, доцент
ОРГАНИЗАЦИЯ БЕСПРОВОДНЫХ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ НА
БАЗЕ АППАРАТУРЫ TSUNAMI
Система широкополосного радиодоступа Tsunami (Цунами) типа «точка—точка» (Point to Point) и «точка — много точек» (Point to Multipoint) предназначена для использования в качестве альтернативы волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС). Данная аппаратура позволяет без дополнительных затрат обеспечить межстанционное соединение, например, локальных вычислительных сетей на расстоянии до 80 км. Однако для того чтобы обеспечить максимальную пропускную способность каналов передачи, необходимо предварительно исследовать радиотрассы между пунктами установок аппаратуры. Целью исследований является обеспечение требуемой поляризации и прямой видимости между базовыми антеннами приемопередающей аппаратуры, определение посторонних источников излучения в сторону антенн, а также уровни принимаемых сигналов с необходимым запасом по затуханию.
Структурная схема организации сегмента сети ЕИТКС на основе аппаратуры Tsunami Point to Point представлена на рис. 1.
Здесь ODU — внешнее устройство (Outdoor Unit) и IDU — внутреннее устройство (Indoor Unit) одного комплекта аппаратуры Point to Point; К — концентратор; ЛВС 1 и ЛВС2 — локальные вычислительные сети соответственно первого и второго РОВД; ПК — персональный компьютер; i и j — порядковые номера ПК в ЛВС.
Рассмотрим более подробно организацию радиоканала (радиомоста) для объединения ЛВС РОВД1 и РОВД2. Внутри здания РОВД1 располагается IDU1, служащий как для подачи питания внешнему устройству ODU1, так и для связи с оконечным оборудованием (в нашем случае с ПК через концентратор К). Внешнее устройство располагается вне здания и устанавливается, как правило, на крыше или высотной мачте. ODU состоит из отражателя и приемопередатчика, в который интегрирована фазированная антенная решетка (ФАР). Для объединения ODU1, IDU1, К и ПК используется кабель UTP 5 категории.
Основные технические характеристики аппаратуры Point to Point следующие: частотный диапазон — 5150—5850 МГц; ширина канала — 5, 10, 20 МГц; скорость передачи данных — 100 Мбит/с (Tsunami 100 BaseTX); выходная мощность — 17 дБм; чувствительность приемника — -80 дБм; поляризация ФАР — круговая; коэффициент усиления ФАР — 20 дБ; диаграмма направленности ФАР в горизонтальной и вертикальной плоскостях — 10 градусов.
ODU1
ODU3
ODU4
ODU2
Рис. 1
Одной из главных задач при организации радиотрактов ИТКС является обеспечение требуемой пропускной способности каналов передачи. Требуемая пропускная способность определяется прежде всего количеством пользователей каждого сегмента (узла) системы и в конечном итоге определяет архитектуру построения ИТКС региона.
Рассчитаем требуемую пропускную способность каналов передачи для фрагмента ИТКС, изображенной на рис. 2.
Комплекты из ODU1 и IDU1, ODU3 и IDU3 образуют первый радиомост, при этом один из ODU назначается ведущим (Master), а другой — ведомым (Slave). Ведущий ODU, используя сигнал GPS, обеспечивает межсистемную синхронизацию. Второй радиомост образован комплектами ODU4 и IDU4, ODU2 и IDU2, в котором также один из ODU назначается ведущим, а другой ведомым. Комплекты ODU3 и IDU3, ODU4 и IDU4 располагаются на промежуточном сайте. IDU3 и IDU4 соединяются между собой напрямую UTP кабелем 5 категории. Таким образом, радиоканал между РОВД1 и РОВД2 образуется с помощью двух радиомостов.
На этом рисунке У1—У4 — промежуточные узлы (сайты), на которых устанавливается оборудование аппаратуры широкополосного радиодоступа Tsunami Point to Point, с помощью которого образуются радиотракты; Vij — скорость передачи данных в радиотракте; ЛВС1—ЛВС3 — локальные вычислительные сети.
Требуемая пропускная способность С (бит/с) будет определяться следующим образом :
С > У12 . (1)
У12 = У23 + У24 , У23 = У31 + У32 и У24 = У43 . (2)
Рис. 2
Допустим, что в ЛВС1—ЛВС3 имеется соответственно К, Ь и М единиц оконечного оборудования (например, персональных компьютеров ПК). Каждый из ПК требует СПК пропускной способности канала передачи. Тогда для ЛВС1—ЛВС3 в идеальном случае требуются соответственно К-СПК, Ь-СПК и М-СПК значений пропускной способности и скорости передачи данных в соответствующих радиотрактах будут определяться как
У31 = К-СПК , У32 = Ь-СПК , У43 = М-СПК . (3)
С учетом (3) и (2) выражение (1) приобретает следующий вид:
С > СПК • (К + Ь +М).
Расчет сделан для идеального случая, когда все оконечное оборудование активировано и пытается установить соединение, например, с главным сервером системы, подключенным к узлу 1. На практике необходимо учитывать интенсивность обращений периферийных устройств к главному серверу. Тем не менее, данный алгоритм позволяет оценить требуемое значение пропускной способности каналов передачи и определить архитектуру построения системы связи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Столлингс В. Беспроводные линии связи и сети / В. Столлингс; пер. с англ. А.В. Высоцкого и др.— М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.— 640 с.
2. Связь и автоматизация МВД России: тематический сборник.— М., 2006.
