| Интегральные и оптические сети |
| Тема 3. Сети доступа |
назад | оглавление | вперёд |
|
3.3
Системы беспроводного доступа
Системы беспроводного доступа с точки зрения физической среды реализуются через передачу сигналов в атмосфере и ближнем космосе в радиочастотном и оптическом диапазонах электромагнитных волн. Диапазоны радиочастот для беспроводного доступа определены следующим образом [17]. Диапазон 300 МГц. Для радио доступа определены частоты: 307,5 – 308 и 343,5 – 344 МГц. Диапазон 800 МГц. Для радио доступа бесшнуровых телефонов выделены частоты: 864 – 868,2 МГц для стандарта доступа СТ-2 с мощностью передатчиков не более 10 мВт. Диапазон 1427 - 1525 МГц. Этот диапазон в основном предназначен для связи “Земля - Космос”, однако в нем выделены участки спектра для радио доступа (Multi Gain Wireless, IRT 2000 – Франция, A 9800 Alcatel). Диапазон 1880 - 1900 МГц определен для развертывания систем абонентского доступа технологии DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication). Диапазон 2,1 – 2,7 ГГц отведен для радиолокации, спутниковых служб, космических исследований и имеет категорию правительственного назначения. Однако в настоящее время участок спектра частот 2,1 – 2,3 ГГц используется для радио доступа (Alcatel A 9800).Согласно решений ГКРЧ (государственный комитет по радиочастотам) диапазон 2,3065 – 2,4815 ГГц отведен для развертывания систем радио доступа. Диапазон 3,4 – 3,8 ГГц может быть использован по индивидуальному согласованию с ГКРЧ РФ для радио доступа. Диапазон 10 – 10,7 ГГц имеет участки, которые в перспективе определены для высокоскоростного радио доступа (10,15 – 10,3 и 10,5 – 10,65 ГГц). Диапазон 24,5 – 25,25 ГГц имеет участки спектра (24,549 – 25,053 и 25,557 – 26,061 ГГц) рекомендованные к развертыванию сетей доступа с высокой скоростью передачи данных. Участок спектра радиочастот 27,5 – 29,5 ГГц выделен целевым образом для сотового телевидения. Диапазон 40,5 – 42,5 ГГц свободен. Для его использования рекомендовано развернуть системы телевизионного вещания (сотовое телевидение высокой четкости). Диапазоны оптических частот для беспроводного доступа определяются свойствами воздушной атмосферы в зависимости от времени года, выпадения осадков, пыли, загазованности и т.д. На рисунке 3.35 представлена характеристика пропускания атмосферы. Рисунок 3.35 Характеристика пропускания атмосферы для оптических волн Основными источниками излучения для связи через атмосферу являются лазеры. Атмосферное рассеяние лазерного луча является функцией длины волны излучения, числа и размера частиц пыли и газа в воздухе, на которых и происходит рассеивание. Для оптической связи в атмосфере используется диапазон 0,8 -1,1 мкм. В этом диапазоне оптических волн работают простые и надежные источники излучения (в основном полупроводниковые лазеры на основе GaAs, а также светодиоды). Излучение этих приборов сильно подвержено рассеянию в тумане и при выпадении дождя и снега [20]. Туман является одним из основных препятствий, ограничивающих видимость при оптической передаче. Туман появляется, когда относительная влажность воздуха превышает точку насыщения. При значительном превышении этой точки может происходить объединение мельчайших частичек влаги в капли воды (размер несколько микрон). Туман вызывает рассеяние луча во всех направлениях. В результате этого эффекта приемника достигает лишь небольшая доля этого излучения. Таким образом, уверенный прием окажется невозможным, если видимость или метео видео дальность (МДВ) (расстояние, на котором человеческий глаз может различать черный объект, имеющий площадь 1 м2, на белом фоне) на пути прохождения луча окажется хуже 80%. То есть, если дальность связи составит 1000 метров, а видимость 800 метров, то связь будет практически невозможной. Зависимость между МДВ и дальностью передачи почти линейна (рисунок 3.36). Рисунок 3.36 Дальность оптической передачи в зависимости от МДВ Дождь также как и туман может сильно ослабить оптический сигнал. Для характеристики дождя используют понятие плотности. Для сильного ливня плотность составляет 1000 мг/м2, что в 10 раз больше, чем для густого тумана. Однако размер дождевых капель в 1000 раз больше размера капель воды тумана. Поэтому вызванное дождем затухание сигнала в 100 раз меньше, чем из-за тумана. Для лазерной связи перебои возникают только при скорости выпадения осадков 75 – 85 мм/ч. Снег также приводит к рассеянию сигнала, однако, его влияние определяется содержанием воды в нем. Мокрый снег подобен дождю. Сухой снег подобен туману. Реальное затухание сигнала, вызванное снегом, находится внутри диапазона затухания для дождя и для тумана и может составлять величину от 6 до 40 дБ/км. Примеры характеристик некоторых систем атмосферной оптической связи приведены в таблице 3. Таблица 3.8 Характеристики систем оптической связи в атмосфере
Необходимо отметить, МДВ зависит от конкретной местности. Поэтому приведенные в таблице 3.8 показатели являются усредненными. Для проведения точных расчетов необходимо воспользоваться методиками, которые приведены с примерами в следующей литературе [19, 21, 22, 23, 53]. Также необходимо заметить, что возможности радио доступа должны быть определены в конкретной местности для заданного диапазона частот и технологии радио доступа. |
назад | оглавление | вперёд