Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Факультет автоматики и электроники
Кафедра микро- и наноэлектроники
Ver. 0.56381a.final-2012. Сборка 2600
Отчёт по ДЗ №1 по курсу “Сети”
Универсальные антенны для подключения к Интернету
[r]Выполнил: Матуско М.А.
Группа: А9-09
Преподаватель: доц. Лапшинский В.А. [/r]
Москва,
16.12.2012 22:30:40
Легенда
В последнее время необходимость доступа к сети возникает довольно част, например, когда мы выезжаем на дачу. В современном мире возникает необходимость постоянного подключения к Интернету, чтобы вести переписку с друзьями, отправить электронную почту или оперативно найти какую-либо информацию. Раньше такая задача была нерешаемой, приходилось составлять список, потом приезжать к точке стационарного подключения и искать по списку нужную информацию. Сейчас на рынке появилось большое количество различных средств доступа к мобильному Интернету начиная от спутниковых антенн и заканчивая 3- и 4G модемами, уже встраиваемыми даже в ноутбуки.
Краткое описание технологий
GPRS
GPRS (англ. General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования) — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю мобильного телефона производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объему переданной/полученной информации, а не времени. Служба передачи данных GPRS надстраивается над существующей сетью GSM.[1]
EDGE
EDGE (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) — цифровая технология для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G (GPRS) сетями. Эта технология работает в TDMA и GSM сетях. Для поддержки EDGE в сети GSM требуются определённые модификации и усовершенствования. На основе EDGE могут работать: ECSD - ускоренный доступ в Интернет по каналу CSD, EHSCSD - по каналу HSCSD, и EGPRS - по каналу GPRS. EDGE был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке.[1]
3G
3G (от англ. third generation — третье поколение), технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS.[1]
Рис.1. Зона покрытия скоростного 3G Интернета сети МТС [3]
Рис.2. Зона покрытия скоростного 3G Интернета сети Билайн [4]
Рис.3. Зона покрытия скоростного 3G Интернета сети Мегафон [2]
4G
4G (от англ. fourth generation — четвёртое поколение) — поколение мобильной связи, особенно отличающееся широкой полосой передачи данных (высокой скоростью). К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с — стационарным абонентам. [1]
Рис.4. Зона покрытия скоростного 4G Интернета сети Скайлинк
HSDPA
HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — стандарт мобильной связи, рассматривается как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G).
Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет свыше 80 Мбит/с, практически же достижимая скорость в существующих сетях обычно не превышает 14.4 Мбит/с. [1]
Рис.5. Зона покрытия спутникового Интернета
Выбор оптимального решения
Оценку будем проводить по нескольким критериям: Зона покрытия, цена оборудования, цена трафика (расчет на 1 Гб данных), удобство установки и использования.
Таблица 1. Стоимость оборудования для подключения мобильного Интернета. [2, 3, 4, 5, 6, 7]
Далее оценим стоимость трафика [2, 3, 4, 5]:
Таблица 2. Стоимость трафика мобильного Интернета.****
* На примере МТС
** На примере Skylink
*** На примере
****Рассчитана стоимость трафика из расчета не более 3-4 Гб/мес с комфортной скоростью (3-4 Мбит/с)
Таблица 3. Оценка различных технологий мобильного Интернета.*
*По 10-балльной шкале. Оценка удобства субъективна и основывается на личных впечатлениях автора; Сумма оценивается по следующей формуле: Сумма=Подключение*0,4+Трафик*0,4+Удобство*0,2; Стоимость подключения и трафика рассчитывается по линейной шкале. За минимум принята минимальная цена (10/10), за максимум – максимальная (0/10)
Различные виды антенн
Если ваш дом, дача или офис находятся в зоне неуверенного приема сигнала базовой станции, то связь по мобильному телефону становится неустойчивой. В этом случае вам поможет установка внешней направленной антенны. Конечно, подключенный к антенному кабелю через специальный адаптер телефон будет менее «мобильным», но качество связи во многих случаях становится даже лучше, чем прежде.
Антенна устанавливается на кронштейне или мачте на стене или крыше и направляется в сторону базовой станции, сигнал которой принимается устойчиво. «База» совсем необязательно должна быть ближайшей, так как все зависит от расположения антенны и рельефа местности. В то же время, база с самым сильным уровнем сигнала совсем необязательно будет с вами работать, так как может находиться хоть и на прямой видимости, но на расстоянии более 35 км, а это теоретический предел дальности для стандартного режима работы в GSM-900.
Антенны своими руками
Рассмотрим одну из самых популярных из них - зигзагообразную антенну.
Антенны этого типа в диапазоне частот GSM и CDMA позволяют получить отличные характеристики при небольшом размере, простые в изготовлении и настройке.
Размеры антенны зависят от длины волны на которой происходит приём или передача сигнала.В нашем случае, при использовании канала приёма и передачи задействованы сразу две частоты. Первая -это частота на которой Вы отправляете информацию, вторая - это частота на которой информацию Вам отправляет базовая станция. В этом случае идеальным вариантом является построение двухчастотной антенны с ярко выраженными резонансами. Однако, построение таких антенн является очень сложным и трудоёмким процессом , требующим специальных знаний и дорогостоящего оборудования. Обычно (как правило) антенну делают настроенной на среднюю частоту между приёмом и передачей сигнала.
Рис.6. Самодельная 3G-антенна
Зигзагообразная антенна состоит из восьми замкнутых проводников длиной L, образующих две ромбовидные ячейки (см. рисунок). Конструкция антенны такова, что ее проводники, возбуждаемые в точках А и Б, образуют своеобразную синфазную антенную решетку из четырех вибраторов. Пучности (максимумы) тока располагаются у точек питания и в углах, обозначенных буквами П. Антенна имеет линейную поляризацию, в показанном на рисунке случае - вертикальную.
Удобным является и то, что волновое сопротивление данной антенны 75 Ом, что не требует дополнительного согласования.
Размеры антенны приведены на диапазон GSM .
Антенну легко пересчитать на CDMA или любой из диапазонов с помощью таблицы частот. |
