Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы

Wi-Fi, беспроводные сети

Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг: Рейтинг темы: голосов - 57, средняя оценка - 4.96
Dmitry
Эксперт по компьютерным сетямЭксперт NIX
10316 / 5811 / 361
Регистрация: 09.09.2009
Сообщений: 22,845
#1

Проблемы, нивелирующие возможность построения обширных Wi-Fi сетей (масштаба города и т.п.) - Wi-Fi

30.05.2014, 21:21. Просмотров 10167. Ответов 2
Метки нет (Все метки)

Почему нельзя построить обширную сеть Wi-Fi в городе (для домашнего коммерческого использования)? С чем это связано? Почему это массово не развивается провайдерами. Ведь понаставь в городе ТД в режиме репитера и клиентские антенны у абонентов
Неуспешные попытки были в мире, в т.ч. в США.

Одна из фундаментальных причин, почему это невозможно - частотное планирование.

Представим ситуацию, что есть территория с чистым эфиром, где только вы имеете право устанавливать устройства в диапазоне 2.4. И Вам
поставили задачу покрыть какой-то населенный пункт радиосетью с качественным (равномерным) покрытием.
Вам разрешено самому разработать протокол передачи данных, и вам для этого дали определенный кусок радиочастот, скажем на 100 МГц (как полоса 2400-2500 МГц ISM)

Вы можете варьировать:
  1. радиус действия одной БС
  2. ширину канала (полосу пропускания) одной БС
Чем больше Вы выберете радиус действия:
А) тем меньше вы сможете установить на этой территории БС, меньше суммарный трафик сможете прокачать
Б) тем мощнее надо TX. Для стационарной БС это не проблема, а вот для абонентов это проблема. Если современное WiFi устройство имеет мощность 20-50 мВт, то чтобы увеличить радиус действия (при том же протоколе) в 10 раз, надо увеличить мощность в 100 раз, т.е. 2-5 Ватт.

А это и вес и габариты, и энергопотребление и облучение. Для переносных устройств (ноутбуки, планшеты, смартфоны) считаем такой вариант неприемлимым, и считаем что больше чем 50 мВт мощности нельзя у абонента иметь.
Мощность абонента можно уменьшить если делать линк несимметричным. Мощная БС дает быстрый даунлинк, а слабый абонент дает медленный аплинк. Так работает GPRS/EDGE/HSDPA/EV-DO/LTE4G
Но WiFi это симметричная сеть, её скорость в оба направления одинакова. RX и TX равноценны по полосе пропускания, типе модуляции, чувствительности и излучаемой мощности.

В) тем сложнее обеспечить прямую видимость для покрытия. Куда ты одну БС не установи - всё равно будут мертвые зоны. А если поставить на той же площади 100 БС, то подбором их места мертвых зон будет значительно меньше. Осветить одну комнату 1 лампочкой значительно сложнее чем 5-ю.

Г) качество покрытия всегда крайне неравномерно по зоне обслуживания. При приближении в 10 раз, мощность растет в 100 раз. Если ориентироваться на пропускную способность на дальней границе зоны обслуживания, то ближняя будет получать значительно меньше чем могла бы.

Если ориентироваться на ближнюю, то в дальней будет нестабильная связь. Чем больше радиус обслуживания, тем ниже КПД использования частотного ресурса. Главый метод улучшения качества существующих WiFi зон (802.11b/g/n/ac) это принудительное ограничение дальности обслуживания. CISCO, Mikrotik и др. позволяют в настройках АР искуственно отключить слабых/медленных абонентов, потому что они занимают время АР и от этого сильно страдают близкие/быстрые клиенты.

Чтобы обеспечить хорошие скорости, БС надо много. Чем больше БС сможем установить, тем больше трафика этот населенный пункт сможет прокачать.

Чтобы несколько БС между которыми есть радиовидимость могли работать, они должны работать на разных частотах.
Для этого используется частотное планирование (частотно-территориальное планирование). Частоты для БС присваиюватся таким образом, чтобы соседствующие БС никогда не работали на одних частотах.

Детальнее почитайте здесь: http://giprosvjaz.by/emclab/node/99

Чтобы ЧТП было возможным, надо чтобы разрешенная полоса частот была разбита на достаточное количество непересекающихся каналов.
Для WiFi ЧТП невозможно, потому что весь спектр (100 МГц) можно разбить или на 5 каналов по 20 МГц, или на 2 канала по 40 МГц.
Учитывая, что между каналами надо ещё защитный интервал, и не все 100 МГц разрешены, можно разместить лишь 4 канала по 20 или 2 по 40. При сегодняшней разбивке каналов реализованной в WiFi устройствах это лишь 3 канала по 20 или 2 по 40 МГц.
ЧТП с такой разбивкой на каналы невозможно.
Чтобы применять ЧТП надо уменьшить полосу минимум до 10, а лучше до 5 МГц (или применять комбинировано каналы 10 и 5 МГц по ситуации).

Соответственно в 4-8 раз уменьшится пропускная способность этой БС.

Если мы начнем модифицировать WiFi протокол для ЧТП, то в конце придем к 3G CDMA (EV-DO), 4G LTE. Там базовые станции работают с полосой 5 (реже 10 МГц). Канал ассиметричный (даунлинк многократно быстрее аплинка). Мощность абонентских устройств существенно выше (доли и единицы Ватт), потребление энергии при удалении от БС существенно выше чем WiFi.

Нефундаментальная причина, почему публичный WiFi невозможен - потому что он разрешен и широко используется любым частным лицом. Свободных частот в диапазоне 2.4 в населенных пунктах нету вообще. Возле домов, офисов можно поймать по 50-200 БС диапазона 2.4, 95% из них работают в полосе 40 МГц. Т.е. на сегодняшний день на 1 частотном канале уже работает по 20-100 радиопередатчиков.

Возле своего дома я поймал 157 точек доступа, 140 из них на 40 МГц. Направленной антенной я обеспечил возле дома видимость своей АП с сигналом -49..-52 (в 50 раз более мощный чем достаточно для работы на максимальной скорости G54, N72, N150).
Несмотря на мощнейший сигнал, клиентский приемник постоянно слетал в режимы MCS0..3 (хотя иногда работал на MCS7), G-приемник слетает в 2..11 Мбит (хотя иногда и на 54 соединяет). Пиковая скорость передачи превышала 20 Мбит, но постоянно слетала до 0.6-5 МБит. Пинги могли быть по 2-3 мс, но чаще по 600-3000 мс.

Выводы:
  1. Диапазон 2.4 ГГц давно распределен и занят
  2. Делать большие зоны покрытия можно только по сотовому принципу размещения АР, а для этого надо ЧТП
  3. Чтобы использовать ЧТП надо изменить протокол WiFi. Если мы начнем это делать, то изобретем велосипед - придем к 3G/4G сетям (EV-DO, HSDPA+, LTE) или стандарту 802.16 WiMAX, которые широко и успешно используются http://www.imc.org.ua/index3.php?a=atcl706a

Отличие WiMAX от других, что это не мобильная сеть, а стационарная с параболичными антеннами огромного усиления, поэтому энергетика этих сетей принципиаьлно отличается от сетей сотовой связи

Взято с форума lan23.ru
7
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
30.05.2014, 21:21
Здравствуйте! Я подобрал для вас темы с ответами на вопрос Проблемы, нивелирующие возможность построения обширных Wi-Fi сетей (масштаба города и т.п.) (Wi-Fi):

Верстка. Проблемы при увеличении масштаба. - HTML, CSS
При верстке страниц, когда увеличиваешь масштаб в браузере, случаются, такие косяки: 1. Один блок начинает чатично или полностью...

Программа для построения сетей - Сети
Слышал вроде такие есть.. не схемы рисовать а чтоб мона схематично нарисовать сеть ипы назначить итд и чтоб прога показал что я сделал...

Программа построения коммуникационных сетей минимального значения - Delphi
Не могу создать схему в delphi должна выглядеть как построение кратчайшего пути , кто поможет заранее благодарен

Англоязычная литература по теории и основам построения сетей связи - Сети
Ребят, можете подсказать хорошую англоязычную литературу по теории и основам построения сетей связи ? нужно что-то большое и...

У кого есть возможность скинуть схемы компьютерных и коммуникационных сетей? - Сетевое оборудование
У кого есть возможность скинуть схемы компьютерных и коммуникационных сетей?

Проверить возможность построения треугольника - Pascal ABC
Каждая пара (Xk,Yk)представляет длины сторон треугольника ,а их общее основание имеет длину В.Для каждой из n пар(Xk,Yk) проверить...

2
Timedivizion
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.02.2016
Сообщений: 13
20.02.2016, 23:31 #2
поэтому и изобрели ad. даже талоны в него уже выпускают
на ежегодной международной выставке CES 2016 TP-LINK представила на своем большом красивом стенде ряд инновационных новинок. например, Talon AD7200 – первый в мире беспроводной маршрутизатор стандарта 802.11ad
0
Fotohunter
243 / 43 / 5
Регистрация: 13.05.2016
Сообщений: 166
Записей в блоге: 3
19.05.2016, 09:21 #3
Красивая статья и я её перепечатки много где видел, но народ всё равно продолжает мечтать и надеятся ))
В нескольких городах реализованы городские WiFi сети - и сразу же проблема подключиться и подключившись хоть что то получить )) В идеале WiFi на станциях метро - но даже там и сигнал не слишком сильный и желающих слишком много ))
Вы практически не упомянули диапазон 5Gz - он перспективен хотя и сильно ограничен в пространстве, но там значительно больше каналов, меньше помех, но и существенно меньше дальность и проницаемость в зданиях, а для улиц и парков это было бы идеально.

В Европе ведуться эксперименты по пиринговым WiFi-сетям, когда WiFi соединяются между собой в качестве репитеров и заодно раздают интернет желающим - судя по описанию они могут брать интернет из разных источников и маршрутизировать потоки в зависимости от нагрузки.

Я поднял WiFi-сеть в большом старинном 3х этажном здании с толстенными стенами - спланировать места расположения точек доступа, что бы соседние не мешали друг другу и накрывалась максимальная площадь - крайне сложно. А места большого скопления людей на открытом пространстве к примеру обслуживают 3 точки и всё равно не всем клиентам везёт быть подключённым к точке с хорошим сигналом (роуминг в WiFi-сетях слабое звено).
0
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
19.05.2016, 09:21
Привет! Вот еще темы с ответами:

Определить возможность построения из отрезков треугольника - C++
Даны отрезки А, В, С. Определить возможность построения из этих отрезков треугольника. Если ввести 100 1 100, то треугольник будет...

Создание программы проверяющую возможность построения треугольника - Delphi
Помогите составить программу проверяющую возможность построения треугольника из отрезков с длинами zyx?

Даны длины отрезков a,b,c и d. Определить их на возможность построения треугольников - Pascal ABC
Помогите решить задачу) Даны длины отрезков a,b,c и d. Определить их на возможность построения треугольников.

Даны длины отрезков a,b,c. Определить их на возможность построения треугольников - Геометрия
Даны длины отрезков a,b,c. Определить их на возможность построения треугольников. Помогите решить задачу!


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
3
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2017, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru