Дипломное проектирование сети ШПД г. Казань на основе технологии WiMAX

1.6. Оценка информационных нагрузок на сеть. Частотно-территориальное планирование

Для передачи видеоизображений с камер наружного наблюдения по сети будем использовать следующие видео кодек MPEG-4 с разрешением 480 ТВЛ и частотой 25 к/с и передачи его по сетям с полосой  28 Кбит/с.

Например, можно использовать IP-видеокамеру «день-ночь» STC-IP3985A, которая имеет разъем стандарта Ethernet 10/100Base-T, поэтому ее можно подключать к LAN сети.

Расчет будем вести согласно источникам 1.6 и 1.7.

Расчет для Ethernet:

              Передача видео информации по Ethernet:

Согласно данному источнику, формула для нахождения необходимой ширины канала:

Bandwidth = длина пакета * PPS

PPS = (codec bit rate) / (voice payload size)

Total packet size = (L2 header: MP or FRF.12 or Ethernet) + (IP/UDP/RTP header) + (voice payload size)

Передача видеоизображений по Ethernet (видео по сети):

codec bit rate = 28 кбит/с

28 кбит/с = 28 кбит в 1000мс,

30 мс – период следования видео пакетов

840 бит=105 байт для 30мс, значит

Payload Size =105 байт

V = ((105 байт + (8 байт + 12 байт + 18 байт) +18 байт) ·8бит/байт · 28 кбит/с) / 840 бит = 335,47 кбит/с = 42,9 кбит/с – для одного видеопотока.
Всего нужно установить 10 000 камер видаонаблюдения.

Тогда минимальная полоса пропускания для проектируемой сети

С = 42,9 кбит/с x10 000 = 418.9 Мбит/с.

Плюс к этому необходимо прибавить запас скорости для установки дополнительных видеокамер

              Из всего расчета следует, что скорость по кольцу должна быть не менее уровня STM-4 622 Мбит/с.

Таблица 1.15- Варианты конфигурации БС

Так как радиомодули оборудования VectaStar снабжены антенной с сектором покрытия 90˚, то возьмем 4 радиомодуля для полного 3600 покрытия.

Рабочий диапазон частот аппаратуры VectaStar 3500: 3,4 - 3,8 ГГц, Выберем вариант 1 БС с 4 секторам FDD пара 14 МГц до 60 Мбит/с (полезная 48 Мбит/с). На одну БС до 192 Мбит/с.

Эффективная емкость оборудования S0 = 3,43 бит/с/Гц (48 Мбит/с, 14 МГц)

Для рассматриваемого случая величина верхней границы частотного ресурса в абсолютной величине и в количестве каналов составила:

Fz = V,/S0 = (142 Мбит/с) /(3,43 бит/с/Гц )= 41,4 МГц

Если предположить, что зона обслуживания сети, радиус которой в принят равным 7,5 км (для Казани).

Необходимое число БС для обеспечения сплошного покрытия, равно:

                      NБС = Sказа / SБС = 425,3 / (3,14x7,52) =  3 БС

Рис 1.7- Ситуационный план установки БС

Выбираем 4х секторную БС, ширина сектора 14 МГц.

В итоге оптимизации получается оптимальный частотно-территориальный план, в котором используется 3 БС с 4мя секторами.

              Согласно исходным данным, нужно установить 10 тыс камер наружного наблюдения. Тогда одна БС должна обслуживать 10000/3=3333,3≈3334 камеры.

Тогда на одну БС будет приходиться  42,9 кбит/с x 3334=139,7 Мбит/c.

Выбранная нами конфигурация БС обслуживает согласно техническим характеристикам до 192 Мбит/с, что удовлетворяет нашему расчету, и даже имеется запас 192 Мбит/с – 139,7 Мбит/с = 52,3 Мбит/с.

Таблица 1.16- Распределение частот