Оптимизация сетей сотовой связи в станице Новотитаровской

Рекомендуется поднимать оборудование, установленное на столбах, для проектирования высот с помощью монтажных блоков, закрепленных на опорных конструкциях и лебедках, установленных на земле. Монтаж радиооборудования должен проводить организация, которая имеет лицензию на выполнение строительно-монтажных работ на объектах связи, телевидения и радиовещания, строго в соответствии с этой проектной документации и СНиП 3.01.01-85 "Организация строительного производства". Сроки начала установки оборудования широкополосного радиодоступа должны быть связаны со временем доставки оборудования. Работы по монтажу оборудования широкополосного радиодоступа должны проводиться после установки опор мачт, тепловых шкафов, подключение к ним волоконно-оптических линий связи и установки оборудования для передачи данных.6. моделирование сетиПроведем моделирование сети в программе RadioMobileГлавное окно программы представлено на рисунке 6.1Рисунок 6.1 – Программа RadioMobileВ первую очередь необходимо выбрать область, на которой будут происходить исследования радиотрассы. Также необходимо ввести размеры области исследования в км. Выбираем квадрат со стороной 10 км. На основании загруженных карт высот для данного района программа строит графическую карту высот. Рисунок 6.2 – Ввод координат объекта и радиуса зоны исследованияРисунок 6.3 – Графическое представление карты высотНа данном изображении можно определить места для наиболее удачного размещения станций и передающих антенн. Как можно видеть по карте высот, поселок разделён природной возвышенностью на две половины. При этом наличествует средняя неравномерность высот почвы, что создает дополнительные трудности для приема сигнала. Целесообразно располагать базовые станции на возвышенностях либо на высоких мачтах. Устанавливаем расположение передающей станции и приемника относительно карты высот. На следующем рисунке представлена карта дорог по данным сервиса YandexMapsдля заданной территории. (Рисунок 6.4)Рисунок 6.4 –Карты дорог на заданный район исследованияНа этом рисунке можно сопоставить положение поселка относительно карты высот. Как можно видеть, поселок находится в низине. Программа позволяет также выполнить и наложение фотографий для более точного определения месторасположения станций и вышек. Наложение представлено на рисунке 6.6Рисунок 6.5 – Аэрофотографии района проектированияНа следующем рисунке указаны местоположения станций.Рисунок 6.7 – Месторасположение станцийНа рисунке 6.8 представлена круговая диаграмма зоны охвата станции 1. Как можно видеть на данном рисунке, данная станция, установленная на возвышенности, что позволяет создать зону уверенного приема.Для выбранного канала связи программа позволяет построить трассу распространения волн вдоль созданного радиоканала с учетом профиля земли. Рисунки 6.9-6.10.На рисунках 6.11-6.12 изображены зоны покрытия станций 1 и 2 соответственно.Рисунок 6.8 – Круговая диаграмма зоны охвата базовой станцииРисунок 6.9 – Профиль земной поверхности по трассе распространения волнРисунок 6.10 – Изменение уровня сигнала на входе приемника в соответствии с профилем земной поверхностиРисунок 6.11 – Диаграмма направленности станции 1Рисунок 6.12 – Диаграмма направлнности станции 2Как можно видеть, уверенная связь наблюдается только между станциями расположенными с одной стороны холма. Зона уверенного приема с учетом городской застройки и высот местности составляет порядка 6,9 км. Моделирование проводилось для случая прямой видимости. Как можно видеть, на данном рисунке, данная станция, установленная на возвышенности, позволяет охватить большую часть территории района и создать зону уверенного приема. Однако, в данном случае, одна станция не сможет обеспечить потребителям необходимую скорость соединения. Соответственно, определяющим для данного объекта является увеличение числа станций для предоставления пользователям высокой скорости соединения. 7. Охрана труда и техника безопасности7.1 Угрозы безопасности информации в беспроводных сетяхПри построении беспроводных сетей также стоит проблема обеспечения их безопасности. В данном проекте предусматривается установка антенн на радиобашни, высота которых находится в диапазоне 80-90 м. Выявление возможных опасности, возникающие при аварийных режимах работы оборудования (тепловые и механические перегрузки, внезапное отключение электроэнергии, короткое замыкание, атмосферное электричество и др.). 7.1.1 Ограничения физического доступа на объектОбеспечение контроля доступа и безопасности должно реализовываться посредством системы защиты, под которой следует понимать комплекс мер и средств, направленных на выявление, парирование и ликвидацию различных видов угроз безопасности. При этом каждый объект защиты имеет специфику, которая должна найти свое отражение в общей системе защиты.Понятие контроля доступа включает в себя комплексную реализацию следующих систем:охранно-пожарная сигнализация;тревожная сигнализация;система контроля управления доступом; система видеонаблюдения.Стандарты и нормативные документы в области ограничения доступа позволят построить систему защиты, удовлетворяющую современным требованиям. Это и руководящие документы, касающиеся технической защиты объекта, так и стандарты по средствам защиты и стандарты на установку средств физической защиты, таких как сигнализация, видеонаблюдение и система контроля доступа.Первоочередные задачи, стоящие при проектировании системы контроля доступа к БС очевидно следующие:Защита от проникновения, помещений и отдельных предметов от несанкционированного доступа. Безусловно, наиболее мощной стратегией является упреждающая, поскольку она обеспечивает не только защиту от всех идентифицированных угроз на текущее время, но и от всех потенциально возможных угроз. Согласно упреждающей стратегии, должен постоянно проводиться мониторинг всех возможных и потенциальных угроз и внедряться новое программное и аппаратное обеспечение. Однако, реализация подобной стратегии требует выделения дополнительных средств на рассматриваемом предприятии, а также и увеличение штата сотрудников в области информационных технологий и информационной безопасности. Также поскольку на текущий момент невозможно изменение структуры компании, а это необходимо для привлечения новых специалистов в области информационных технологий и информационной безопасности от наступательной стратегии, также было принято решение отказаться.Как легко можно заметить, система контроля и управления доступом не решает полностью проблемы обеспечения ИБ, но заметно снижает вероятность осуществления угроз. Система контроля доступа (СКД) является основной преградой для большинства угроз. Она действует не только как физический способ защиты, но и как психологический (сотрудник, совершающий доступ в помещения с циркуляцией конфиденциальной информации будет знать о том, что его доступ был зафиксирован системой).7.2 Опасность Wi-Fi и LTE излучения на здоровья человекаВ век бурного развития беспроводных технологий не утихают споры о влиянии электромагнитных волн на человека. Хотя все уровни и нормированы, опасность или безопасность излучения на данный момент не доказана. Если излучение электромагнитных волн слишком сильное, могут воздействовать на мозг и центральную нервную систему, поэтому человек чувствует слабость, головные боли и раздражённость. Таким образом, негативное влияние от электромагнитных волн существует.Для начала о санитарных нормы потока мощности на уровень излучения из СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Уровень в 0,1 Вт/кв.м. считается безопасным и не способен оказать какое-либо влияние за день. При излучении от 0,1 до 1 Вт/кв.м. можно находиться не более двух часов. А уровень от 1 до 10 Вт/кв.м. допускает нахождение не более 10 минут.7.3. Риски и обеспечение безопасности жизнедеятельности7.3.1 Требования к шуму и вибрацииДопустимые уровни шума на рабочих местах и методы определения уровня шума устанавливает ГОСТ 12.1.003–87. Уровень звукового давления не должен превышать допустимого уровня.Эквивалентный уровень звука в помещениях ВЦ, где работают операторы ЭВМ, не должен превышать 60 дБ.7.3.2 Требования к освещенностиНе упускайте из виду такой фактор, как недостаточныйосвещение рабочего места. Отсутствие надлежащего освещения - вредный производственный фактор физической группы, так как пагубно сказывается на здоровье человека и приводит к его порче.производственные показатели. Здоровье каждого человека во многом зависит от качества информации, которую каждый получает через зрительный канал. Неудовлетворительное количество и качество не только утомляют глаза, но и вызывают общую утомляемость организма в целом.Нормы и правила светотехнического проектирования устанавливаются СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования». Из этого документа следует, что работа на компьютере относится к третьей категории по точности работ или к работам высокой точности. Критический коэффициент естественного освещения для производственного помещения с визуально интенсивной работой третьей категории точности должен составлять два процента при боковом освещении. Освещенность рабочей поверхности при комбинированном (общем и местном) освещении должна быть от (300-500) люкс.7.3.3 Требования к воздуху рабочей зоны и микроклиматуМикроклимат в производственных помещениях имеет большое значение для качественной, продуктивной работы пользователя. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ.«Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» устанавливают оптимальные и приемлемые показатели микроклимата. Допустимые показатели устанавливаются в том случае, если технологические требования, технические или экономические причины не обеспечивают оптимальных нормативов.Микроклимат в производственных условиях характеризуется в основном следующими показателями:температура воздуха (измеряется в градусах Цельсия);относительная влажность (измеряется в%);скорость движения воздуха на рабочем месте (измеряется в м / с);интенсивность теплового излучения.Оптимальными показателями микроклимата для компьютерных залов являются:температура воздуха (22-24) ° С;относительная влажность (40-60)%;скорость воздуха не более 0,1 м / с.Допускаются колебания температуры в рабочей зоне в течение дня до четырех градусов.Как уже говорилось ранее, оптимальные и допустимые показатели микроклимата устанавливаются ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Параметры микроклимата регулируются СН 245-71. Для контроля основных параметров микроклимата в каждом замкнутом пространстве обязательно должны быть термометр и гигрометр. Температуру и влажность необходимо контролировать не реже одного раза в день (чаще всего в начале рабочего дня). Когда контролируемые параметры выходят за определенные пределы, необходимо срочно принять меры, возвращающие параметры в установленные пределы.7.3.4 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасностиОсновы пожарной безопасности предприятий определены стандартами ГОСТ 12.1.004–84 «Пожарная безопасность». Пожарная безопасность должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты.Основной и единственной причиной возникновения пожара в помещениях с ПЭВМ, а также другой электронной техникой является неисправность проводки. Вероятность возгорания самих ЭВМ, а также электронных устройств чрезвычайно мала.Для извещения о пожаре смонтирована система тревожной охранно–пожарной сигнализации с тепловыми датчиками. Данная система контролирует объект в нерабочее время, когда в помещениях нет людей. При обнаружении возгорания в одном из помещений система выдает сигнал тревоги в отдел вневедомственной охраны. В качестве оперативных средств тушения пожара применяются порошковые огнетушители ОПУ–7.7.7.3.5 Предмонтажная проверка и наладка приборовМежду выпуском приборов и средств автоматизации в обращение, и монтажом их установкой на место монтажа, на объекте аппаратура подвергается перед монтажной проверке, потому что аппаратура находилась в транспортировке и хранении. Предмонтажная проверка приборов предусматривает:Контроль целостности оборудования, отсутствие следов ударов на корпусе, целостность стенок, стрелок.Проверяется техническая документация, паспорта приборов, наличие не просроченных клейм гос. проверки и комплектность оборудования.Проверяется соответствие прибора с проектной документацией.Проверяется работоспособность прибора в соответствии с теми требованиями, которые предъявляет проект. Проверяются основные погрешности и вариации.На проверяемый прибор составляется протокол проверки. Он подписывается проверяющим и прикладывается к паспорту прибора. Приборы не прошедшие проверку к монтажу не допускаются.При приёмке оборудования со склада проверяется внешнее состояние прибора. Если прибор имеет внешние повреждения составляется акт рекламации транспортной организации.Если прибор имеет видимые внутренние повреждения составляется акт рекламации заводу изготовителю прибора.По паспорту проверяют комплектность прибора, не комплектные приборы проверке не подлежат.После проверки оборудование поступает на склад или в лабораторию.Перед началом проверки со всех приборов снимаются ориентиры, убирается консистентная смазка. Если двигатель или подвижные части требуют смазки, то вносится 2-3 капли в требующие смазку части.7.3.5 Расчет экранирования от прямого луча передатчикаМощность передатчика: Рп=2 Вт;Рабочая частота:f=109 ГЦ;Коэффициент направленности излучателя: G=500;Расстояние от антенны до рабочей точки: х=20м.Рабочая частота f>300МГц, поэтому нормируемой величиной является не напряженность электрического и магнитного поля, а плотность потока энергии, т.к. зона индукции находится у самого источника и поле формируется плотностью потока энергии. Согласно ГОСТа 12.1.006-76 “Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности”, нормируемая величина плотности потока энергии в случае пребывания в течение рабочего дня составит:ППЭп.д.=0,1 Вт/м2 ;Плотность потока энергии на расстоянии 20 м. от передатчика равна:ППЭх = Вт/м2; (7.1)Необходимая кратность ослабления: (7.2)Толщина материала экрана: (7.3)Расчет величины проводят, выбрав в качестве материала экрана алюминиевый, определим, величину для f=109 Гц ;м; (7.4)тогда толщина алюминиевого (потока) экрана составит: = 3,540,0810-3=0,28310-3мТаким образом, толщина алюминиевого экрана выбирается по соображениям конструктивного оформления. = 110-3 мЗаключениеВ данной выпускной квалификационной работе рассмотрен вопрос оптимизации сети радиодоступа стандарта LTE в станицеНовотитаровская. Актуальность темы данной работы обусловлена развитием современных технологий беспроводного доступа и их внедрение в городах и других населенных пунктах Российской Федерации. Технологии беспроводного доступа, такие как рассматриваемая в работе технология LTE, предоставляет абонентам не только услуги связи более высокого качества, но также и дополнительные услуги по передачи различного мультимедийного трафика.В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:проведен краткий анализ района проектирования сети – станицаНовотитаровская;проведена оценка количества потенциальных абонентов сети;выполнен анализ технологии беспроводного доступа стандарта LTE, а также рассмотрены технические особенности, присущие данной технологии радиодоступа;произведен расчет необходимого количества базовых станций и зоны покрытия проектируемой сети..;выполнен выбор оборудования для оптимизации сети;рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда на предприятиях связи;В качестве используемого оборудования было выбрано оборудование компании «Huawei Technologies». Базовая станция «Huawei BTS 3900» представляет собой универсальное высокопроизводительное решение для построение беспроводных сетей радиодоступа стандарта LTE. Также в ходе выполнения работы были произведены расчета потребляемой мощности БС, ИБП переменного тока, контура заземления БС и выбрано оборудование электропитания, удовлетворяющее данным требованиям.Интенсивное развитие технологий беспроводной передачи данных и радиодоступа наблюдается последние десять лет. Во многом данная тенденция обусловлена ростом количества и качества мультимедийных услуг, предоставляемых пользователям сети интернет, распространение услуг доступа к всемирной сети Интернет даже в отдаленных населённых пунктах.Современные технологии беспроводного доступа позволяют реализовать широкий спектр услуг для абонентов сети, высокое качество обслуживания, высокая мобильность пользователей. Все это позволяет говорить о том, что выполненная квалификационная работа на тему проектирования сети беспроводного доступа для горда Новотитаровская является актуальной и востребованной.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВВ.О. Тихвинский, В.Я.Архипкин. LTE world summit - 2013: На пути к 4G, журнал «Электросвязь», выпуск №7, 2013, стр. 35.Тихвинский В.О., Терентьев С.В., Юрчук А.Б. Сети мобильной связи LTE: технологии и архитектура. - М.: Эко-Трендз, 2010. - 284с.Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1114 с.Ермолтаев В.Т., Хоряев А.В., Масленников Р.О. Подавление перекрестных помех и эквализации в MIMO-системах связи//Вестинк ННГУ им. Н.И. Лобачевского. - 2002.Системы MIMO: Принципы построения и обработки сигналов. - ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, - 2005. - №8.В.Г. Скрынников, Радиоподсистемы UMTS/LTE. Теория и практика. М.: Издательство «Спорт и Культура». 2012. -864с.Весоловский К. Системы подвижной радиосвязи: пер. с польск. И.Д.Рудинского; под.ред. А.И.Ледовского. - М.: Горячая линия-Телеком, 2006. - 536с.Ермолаев В.Т. ,Флаксман А.Г. Теоретические основы обработки сигналов в системах мобильной радиосвязи (Электронное методическое пособие), Нижний Новгород 2010.В.Ю. Бабков, И.А. Цикин. Сотовые системы мобильной радиосвязи: учеб. пособие. 2-е изд., перераб. И доп. - СПб.:БВХ-Петербург, 2013. - 432 с. стр.40-41.Ибраимова А.К, Чайко Е.В. Анализ эффективности канала связи LTE стандарта. Сборник научных трудов. Энергетика, радиотехника, электроника и связь. Радиотехника, электроника и телекоммуникации, часть 3, Алматы, 2013, 13-18 с. Подойницын Р.В. Тонкости применения MIMO//SCRIBD. 2007. http://www.scribd.com/doc/20698827/Toнкocти-пpимeнeния-MIMO Жарков С.С., Лиценцев В.В. Использование трехмерной лучевой трассировки для проектирования М1МО-систем//Мобильная связь, 2007. -№12. с.55-56 Шаменов М. М. Анализ модели схемы повторного использования частот в мобильных сетях 4-го поколения 4G: дис. маг. / - Алматы., 2013. 98 с.Бабаков В. Ю., Вознюк М. А., Михайлов П. А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. Учебное пособие для ВУЗов. – М: Горячая линия – Телеком, 2007.Гельгор А. Л. Технология LTE мобильной передачи данных: учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011.Гольдштейн Б. С., Соколов Н. А., Яновский Г. Г. Сети связи: Учебник для ВУЗов. – СПб.: БХВ – Петербург, 2010.Кааринен Х. Сети UMTS. Архитектура, мобильность, сервисы. – М.: Техносфера, 2007.В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, Д.Н. Лысяков Увеличение пропускной способности МIМО-системы радиосвязи с параллельной передачей данных// Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010, 3(1), с. 79-86Ермолаев В.Т., Флаксман А.Г., Зуев А.М., Лысяков Д.Н. Вероятность битовой ошибки в MIMO- системах с двумя собственными подканалами // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2009. № 2. С. 55-61.Мухин И.А. Исследование влияния погрешности оценки канальной матрицы на эффективность многоантенных систем с пространственным мультиплексированием// Журнал: T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2010Вишневский В. И., Широкополосные беспроводные сети передачи информации [Текст] /Вишневский В. И [и др.]; - М.: Техносфера, 2005.- 592с.Шахнович И. В., Современные технологии беспроводной связи [Текст] /Шахнович И. В. - М.: Техносфера, 2006. - 288 с. Бабков В.Ю., Сети мобильной связи. Частотно - территориальное планирование [Текст] / В.Ю.Бабков, М.А. Вознюк, П. А. Михайлов. - Изд. 2-е,исправ. - М.: Горячая линия- Телеком. , 2007. - 224 с.Hata, M., Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services [Текст] / Hata, - M. IEEE Transactions on Vehicular Technology. - 1980.Феер К., Беспроводная цифровая связь [Текст] / Феер К. - перевод под ред. В.И. Журавлева. - М.: Радио и связь, 2000. - 520 с.Джон К. Беллами., Цифровая телефония [Текст] / Джон К. Беллами. - перевод под ред. А. Н. Берлина. - М.:Экотрендз, 2004. -640 с.Долуханов М.П., Распространение радиоволн [Текст] / Долуханов М.П. - М.: Связь, 1972. - 336 с.Маковеева М.М., Системы связи с подвижными объектами [Текст] / Маковеева М.М., Шишаков Ю. С. - М.: Радио и Связь, 2002. - 440 с.