From 83e956610625e1a2a2e570d5512aa40fec9c0c9e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Moritz Fago Date: Thu, 18 Jan 2018 21:11:13 +0100 Subject: nis patch --- standorte/mercator/Makefile | 10 +- standorte/mercator/antrag.tex | 264 ++++++++++++++---- standorte/mercator/mast-abst150-ggh10-single.png | Bin 6998 -> 8124 bytes standorte/mercator/mercator-calculations.svg | 325 +++++++++++++---------- 4 files changed, 397 insertions(+), 202 deletions(-) diff --git a/standorte/mercator/Makefile b/standorte/mercator/Makefile index 19296c2..c436c52 100644 --- a/standorte/mercator/Makefile +++ b/standorte/mercator/Makefile @@ -1,13 +1,9 @@ .SUFFIXES: .svg .pdf .svg.pdf: $< - inkscape -D -z --file=$< --export-pdf=$@ --export-latex + inkscape -D -z --file=$< --export-pdf=$@ -all: gnuplot mercator-calculations.pdf mercator-dach.pdf - pdflatex antrag.tex - pdflatex antrag.tex - pdflatex antrag.tex - -gnuplot: +all: mercator-calculations.pdf mercator-dach.pdf gnuplot mast-curve.gp gnuplot mast-single-heatmap.gp + latexmk -pdf antrag.tex diff --git a/standorte/mercator/antrag.tex b/standorte/mercator/antrag.tex index 95636bc..7a27045 100644 --- a/standorte/mercator/antrag.tex +++ b/standorte/mercator/antrag.tex @@ -1,6 +1,8 @@ \documentclass[a4paper,11pt]{article} +\usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage{hyperref} \usepackage{tikz} \usepackage{booktabs} \usepackage{svg} @@ -9,15 +11,32 @@ \usepackage{threeparttable} \usepackage{icomma} -\newcommand{\remark}[1]{\textcolor{red}{\textit{#1}}} -\newcommand{\masthoehe}{$4,5$} -\newcommand{\mindist}{$150$} +\usepackage{xcolor} +\usepackage{threeparttable} +\usepackage{icomma} +\usepackage{todonotes} + +\setlength{\emergencystretch}{1em} +\clubpenalty = 10000 +\widowpenalty = 10000 +\displaywidowpenalty = 10000 -\title{Antrag: Mercator Hochhaus} -\author{Daniel Ehlers, Tobias Schramm} +\newcommand{\remark}[1]{\textcolor{red}{\textit{#1}}} +\newcommand{\masthoehe}{4,5 m} +\newcommand{\mindist}{150 m} \begin{document} +\title{Antrag zur Installation einer Freifunk-Dachinstallation} + +\begin{description} + \item[Antragsteller:] Offene Netze Nord e.V. \\ Fraunhofer Str. 2-4, c/o Toppoint e.V, 24118 Kiel + \item[Antragsempfänger:] Land Schleswig-Holstein +\end{description} +\todo[inline]{Kontaktdaten Land/GMSH} + + + \maketitle %* Ansatz mit einem zentralen Mast gestrichen, bei den Anforderungen kommen @@ -33,11 +52,23 @@ \begin{abstract} In diesem Antrag beantragt der Offene Netze Nord e.V. die Installation einer Funkanlage auf dem Dach des Mercator-Hochhauses (Mercatorstra\ss{}e 3, 24106 Kiel) %sowie die Unterst\"utzung des Landes durch Installation entsprechender infrastruktureller Komponenten am Mercator-Hochhaus. + Die entstehende Freifunkinstallation soll dazu dienen die Abdeckung des Freifunknetzwerkes zu verbessern und insbesondere die bisher unterversorgten Gebiete (z.B. die Gemeinschaftsunterkunft Kiel-Wik) besser Anzubinden. \remark{Was auch immer wir hier einleitend schreiben wollen, vielleicht sowas in der Art\^} \end{abstract} +\section{Antragsgegenstand} +Dieser Antrag umfasst die Errichtung einer Freifunk-Dachinstallation auf dem Mercator-Hochhaus (Mercatorstraße 3, 24106 Kiel). +Im einzelnen wird beantragt: +\begin{itemize} + \item Die Errichtung von zwei Masten mit einer Höhe von je \masthoehe auf dem Dach des Mercator-Hochhauses. + \item Die Bereitstellung von 230V/16A Schutzkontakt-Stromanschlüssen an jedem Mast. + \item Die Bereitstellung von jeweils zwei Netzwerkanschlüssen (2x Cat. 7, Keystone Jack) von beiden Mästen zum existierenden Technikraum im Dachgeschoss. + \item Die Bereitstellung von zwei benachbarten Höheneinheiten in einem (vorhandenen) Netzwerkschrank im Technikraum im Dachgeschoss. + \item Die Erlaubnis zur Installation von Freifunkhardware an den errichteten Masten sowie von zentralen Komponenten im Technikraum. +\end{itemize} + \remark{Werte mal fixen (insbesondere Masth\"ohen konsistent mit den Heatmaps halten)} Wie in der Sitzung vom 2017-MM-DD besprochen wurde, haben wir mehrere Standorte auf dem Dach unter Ber\"ucksichtigung der in den Sektion \ref{sec:mast} dargelegten Anforderungen betrachtet. @@ -63,26 +94,53 @@ l\"auft am Mast in einem vom Offene Netze Nord e.V. (im weiteren Verein) gestell Die Masth\"ohe sollte so bestimmt werden, dass zum einen Knoten in ``direkter'' N\"ahe und zum anderen Knoten im S\"uden der Stadt erreicht werden k\"onnen. -Zur Bestimmung der Masth\"ohe haben wir zun\"achst festgelegt welche Gegenstellen -wir im Model als Referenz verwenden. Die erste Gegenstelle ist das Dachgeschoss -der gegen\"uberliegenden H\"auserfront auf der Holtenauer, die zweite Gegenstelle -ist das Dachgeschoss Kreuzung Flensburger Stra{\ss}e und Holtenauer, als dritte -Gegenstelle sind Geb\"aude in der Feldstra{\ss}e h\"ohe Hausnummer $229$, ebenfalls -in Dachn\"ahe. Dabei ergibt sich f\"ur das Model die minimale Distanz von {\mindist}m, -welche durch die erstgenannte Gegenstelle gegeben wird. Weiterhin sollte die -Fresnelzone (Funkkeule) nicht vom Gel\"ander ged\"ampft werden. Die sich aus den Berechnungen -ergebende Mindesh\"ohe wird von uns um einem halben Meter Platz zum befestigen von -Antennen erh\"oht. -F\"ur eine schematische Darstellung und Details zur Berechnungen im Modell, siehe Sektion \ref{sec:masthoehe}. -Auf Grundlage von Satelliten-Bildern wurden dann zun\"achst Postionen gew\"ahlt -welche nicht mit existierenden Aufbauten kollidieren. Diese sind in Abb. \ref{fig:positionen} als $3$ und $4$ abgebildet. +%* Ansatz mit einem zentralen Mast gestrichen, bei den Anforderungen kommen +% wir auf Absurde höhen. +%* Der Mast sollte am Rand stehen entweder Postion X oder Y. +%* Die Abdeckung bei Mast X ist am besten. +%* Die höhe des Mastes wurde von uns mit 4 Meter bestimmt. +% +%* Wir benötigen einen insg. 4 CAT7 Verbindungen vom TechnikRaum +% im obersten Stock für Netzwerk aufs Dach und 2HE im örtlichen Netzwerktechnik 19" +% Schrank. Des weiteren 230V/16A wie unten beschrieben. -\begin{figure}[H] + + + +Die einzelnen Punkte werden im folgenden detaillierter begründet und erläutert. + +Die entstehende Freifunkinstallation dient dazu die Abdeckung und Geschwindigkeit des Freifunknetzwerkes zu verbessern und insbesondere auch bisher +unterversorgte Gebiete (z.B. die Gemeinschaftsunterkunft Kiel-Wik) mit schnellerem Internet zu versorgen. + +\section{Mast} +\label{sec:mast} + +Die Masthöhe sollte so bestimmt werden, dass sowohl Knoten im direkten +Nahbereich mit Sektorantennen, als auch Knoten im Süden der Stadt +mittels Richtfunk erreicht werden können. + +Als Referenz wurden drei modellhafte Gegenstellen im Nahbereich ausgewählt. +Gegenstellen im Fernbereich haben kaum einen Einfluss auf die Masthöhe. +Die erste Gegenstelle wird im Dachgeschoss der gegen\-über\-lie\-gen\-den Häuserfront +auf der Holtenauer Straße angesiedelt. +Die zweite Gegenstelle befindet sich im Dachgeschoss an der +Kreuzung Flensburger Straße und Holtenauer Straße. +Die dritte Gegenstelle ist etwas weiter entfernt und wird von +Gebäuden in der Feldstraße auf Höhe der Hausnummer 229, ebenfalls +in Dachnähe, positioniert. +Somit ergibt sich für das Model die minimale Distanz von \mindist, +welche durch die erstgenannte Gegenstelle gegeben wird. + +Wie in der Sitzung am 2017-MM-DD besprochen, wurden mehrere Standorte auf +dem Dach unter Berücksichtigung der dargelegten Anforderungen betrachtet. +Mögliche Positionen wurden anhand von Satellitenbildern ausgewählt +und sind in \autoref{fig:positionen} dargestellt. + +\begin{figure}[tbp] \centering - \def\svgwidth{\columnwidth} - \input{mercator-dach.pdf_tex} + \includegraphics[width=\textwidth]{mercator-dach} \caption{Postionen auf dem Dach} \label{fig:positionen} \end{figure} @@ -217,8 +275,15 @@ Sollte, standortbedingt vom Land, eine Verbindung zum Internet zur Verf\"ugung stehen, ist diese ebenfalls im Schrank auf einem seperaten Port zur Verf\"ugung zu stellen. -\subsection{Stromverbrauch} +In die Bestimmung der Masthöhe gehen der Abstand zur Gegenstelle (\mindist), +die Höhe der Gegenstelle (10 m) und des Mercator Hochhauses (6 1m), +sowie die Höhe des Geländers (1 m) ein. +Weiterhin muss die darüber liegende Fresnelzone +und der Abstand der Mastposition zur Dachkante in +Richtung der Gegenstelle berücksichtigt werden. + +<<<<<<< \remark{Text?} \begin{figure}[H] @@ -236,24 +301,28 @@ PC Engines APU2C2 & $1$ & $10$ W & $10$ W \\ \label{fig:power_tech} \end{figure} -\clearpage -\section{Anhang} -\subsection{Masth\"ohe} -\label{sec:masthoehe} - -In die Bestimmung der Masth\"ohe gehen der Abstand zur Gegenstelle (\mindist{} m), -die H\"ohe der Gegenstelle und des Mercator Hochhauses ein ($61$ m, $10$ m), -sowie die H\"ohe des Gel\"anders ($1$ m) und die dar\"uber liegende Fresnelzone -und der Abstand der Mastposition zur Dachkante in Richtung der Gegenstelle. -Als schematische Darstellung, siehe Abb. \ref{fig:schaubild}. -Wir haben das sich ergebene Model als Funktion des Dachkanten-Abstands aufgestellt. +%======= +\begin{figure}[tbp] + \centering + \includegraphics[width=.95\textwidth]{mercator-calculations} + \caption{Schematische Darstellung der Funkanbindung} + \label{fig:schaubild} +%>>>>>>> +\end{figure} -Der daraus resultierende Funktionsverlauf ist in Abb. \ref{f_mast} aufgezeigt. +Eine schematische Darstellung unserer Berechnung ist in \autoref{fig:schaubild} zu sehen. +Auf der rechten Seite befindet sich das Mercator-Hochhaus, +auf der linken Seite ein anzubindendes Haus. +Die gerade Linie vom Mast auf dem Hochhaus zur Dachkante +des anzubindenden Hauses zeigt die direkte +Sichtverbindung zwischen den Funkantennen auf. +Die darum herum befindliche Ellipse stellt die Fresnelzone, +welche ebenfalls frei von Objekten sein muss, dar. -\begin{figure}[H] +\begin{figure}[tbp] \centering - \includegraphics[width=\columnwidth]{mast-abst150-ggh10-single.png} - \caption{Masth\"ohe mit Halterungsfl\"ache} + \includegraphics[width=.95\textwidth]{mast-abst150-ggh10-single.png} + \caption{Masthöhe mit Halterungsfläche} \label{f_mast} \end{figure} @@ -262,18 +331,117 @@ Der daraus resultierende Funktionsverlauf ist in Abb. \ref{f_mast} aufgezeigt. \remark{Ein bisschen mehr Erkl\"arb\"ar spielen} -Die folgende Grafik illustriert die Berechnungsgrundlage f\"ur die ben\"otigten Masth\"ohen. -Dabei befindet sich das Mercator-Hochhaus auf der rechten und ein anzubindendes Haus auf der linken Seite. -Die gerade Linie vom Mast auf dem Hochhaus zur Dachkante des anzubindenden Hauses zeigt die direkte -Sichtverbindung zwischen den Funkantennen auf. Die darum herum befindliche Ellipse stellt die Fresnellzone, -welche ebenfalls frei von Objekten sein muss, dar. +Aus diesen Annahmen ergibt sich der in \autoref{f_mast} dargestellte +Funktionsverlauf der Masthöhe in Abhängigkeit des Dachkanten-Abstands. +Hierbei ist ein Offset von einem halben Meter zur Installation der Antennen +berücksichtigt. +Falls durch Stützen oder andere bauliche Einschränkungen die Masten an +abweichenden Positionen aufgebaut werden müssen so gibt \autoref{f_mast} +die anzupassende Höhe an. + +\subsection{Windlast} +Aufgrund der Höhe des Mercator-Hochhauses und der exponierten Lage der Masten beziehen sich +die folgenden Berechnungen auf Windgeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h. +Dabei beträgt die maximale Windlast der zu installierenden Geräte 826 N pro Mast. Die +Belastung wird dabei primär auf den oberen Meter des Masts ausgeübt. +Die im folgenden gelisteten Geräte stehen als Referenz für ihre jeweiligen Bauformen. + +\begin{table}[h] + \centering + \begin{threeparttable} + \begin{tabular}{ l l l l } + Gerät & Windlast pro Gerät & Anzahl & Windlast \\ + \toprule + PowerBeam AC 300 ISO & 300 N & 2 & 600 N \\ + \midrule + EdgePoint R6 & 46 N & 1 & 46 N \\ + \midrule + NanoStation NSM2 & 45 N\tnote{1} & 2 & 90 N \\ + \midrule + NanoStation AC & 45 N\tnote{1} & 2 & 90 N \\ + \bottomrule + & & \textbf{Summe} & 826 N \\ + \end{tabular} + \begin{tablenotes} + \item [1] Angabe fehlt im Datenblatt und wurden durch Angaben von Sektorabschirmungen für nächstgrößeres Gerät nach oben abgeschätzt + \end{tablenotes} + \end{threeparttable} + \caption{Windlastanforderungen} + \label{fig:windlast} +\end{table} + +Der Antennenträger am Mast sollte den Durchmesser von 50 mm nicht überschreiten. + +\section{Kabelinstallationen} +An jedem Mast wird vom Offene Netze Nord e.V. (im weiteren Verein) +ein Outdoor Verteiler bereitgestellt. +Für diese Verteiler wird die Installation +sowohl von Stromversorgung als auch Netzwerkverbindungen beantragt. + +Als Stromversorgungen werden Schutzkontaktsteckdosen mit 230V/16A benötigt. +Diese sollte einzeln abgesichert und auf einem eigenen Schutzschalter aufgelegt sein. + +Zusätzlich werden in den Verteilern jeweils zwei Netzwerkverbindungen (Cat.7, Keystone Jack) benötigt, +welche die Masten mit dem Technikraum im Dachgeschoss des Hochhauses verbinden. -\begin{figure}[H] +\subsection{Stromverbrauch} +Die Gesamtleistung der an einem Mast installierten Geräte beträgt 29 Watt +und setzt sich wie in \autoref{fig:power_mast} dargestellt zusammen. +Bei zwei Masten ergibt sich damit ein Stromverbrauch von 58 Watt. + +\begin{table}[H] \centering - \def\svgwidth{\columnwidth} - \input{mercator-calculations.pdf_tex} - \caption{Schematische Darstellung der Funkanbindung} - \label{fig:schaubild} -\end{figure} + \begin{threeparttable} + \begin{tabular}{ l l l l } + Gerät & Stromverbrauch & Anzahl & Stromverbrauch \\ + & pro Gerät\tnote{1} & & \\ + \toprule + PowerBeam AC 300 ISO & 5 W & 2 & 10 W \\ + \midrule + EdgePoint R6 & 2,5 W & 1 & 5 W \\ + \midrule + NanoStation NSM2 & 3 W & 2 & 6 W \\ + \midrule + NanoStation AC & 4 W & 2 & 8 W \\ + \bottomrule + & & \textbf{Summe} & 29 W \\ + \end{tabular} + \begin{tablenotes} + \item [1] Werte wurden durch Messungen an einem realitätsnahen Testaufbau ermittelt + \end{tablenotes} + \end{threeparttable} + \caption{Stromverbrauch pro Mast} + \label{fig:power_mast} +\end{table} + +\section{Technikraum} +Es wird die Verwendung von zwei benachbarten Höheneinheiten in einem (vorhandenen) +Netzwerkschrank für die Installation von zentralen Komponenten beantragt. + +Die vom Dach kommenden Cat. 7 Verbindungen werden auf einem Patchpanel in RJ45 aufgelegt. +Sofern vorhanden, kann ein vorhandenes Patchpanel genutzt werden. +Die bereitgestellten Ports sind entsprechend zu markieren. + +Sollte vom Land eine Verbindung zum Internet zur Verfügung gestellt werden, +ist diese ebenfalls im Schrank auf einem seperatem Port zur Verfügung zu stellen. + +Weiterhin wird auch im Technikraum die Bereitstellung +von 230V/16A Stromversorgung entsprechend \autoref{fig:power_tech} beantragt. + +\begin{table}[h] + \centering + \begin{tabular}{ l l l l } + Gerät & Stromverbrauch & Anzahl & Stromverbrauch \\ + & pro Gerät & & \\ + \toprule + TP-Link TL-SG3210 & 11 W & 1 & 11 W \\ + \midrule + PC Engines APU2C2 & 10 W & 1 & 10 W \\ + \bottomrule + & & \textbf{Summe} & 21 W \\ + \end{tabular} + \caption{Stromverbrauch Technikraum} + \label{fig:power_tech} +\end{table} \end{document} diff --git a/standorte/mercator/mast-abst150-ggh10-single.png b/standorte/mercator/mast-abst150-ggh10-single.png index 3cfc309..2b66ba6 100644 Binary files a/standorte/mercator/mast-abst150-ggh10-single.png and b/standorte/mercator/mast-abst150-ggh10-single.png differ diff --git a/standorte/mercator/mercator-calculations.svg b/standorte/mercator/mercator-calculations.svg index 5ba27c8..b2a0961 100644 --- a/standorte/mercator/mercator-calculations.svg +++ b/standorte/mercator/mercator-calculations.svg @@ -10,42 +10,44 @@ xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:sodipodi="http://sodipodi.sourceforge.net/DTD/sodipodi-0.dtd" xmlns:inkscape="http://www.inkscape.org/namespaces/inkscape" - width="210mm" - height="297mm" - viewBox="0 0 210 297" + width="188.57025mm" + height="138.05058mm" + viewBox="0 0 188.57025 138.05058" version="1.1" id="svg8" - inkscape:version="0.92.2 5c3e80d, 2017-08-06" + inkscape:version="0.91 r13725" sodipodi:docname="mercator-calculations.svg"> + d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 Z" + style="fill:#000000;fill-opacity:1;fill-rule:evenodd;stroke:#000000;stroke-width:1pt;stroke-opacity:1" + transform="matrix(-0.4,0,0,-0.4,-4,0)" + inkscape:connector-curvature="0" /> + d="M 0,0 5,-5 -12.5,0 5,5 0,0 Z" + 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style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.23333311px;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:'sans-serif, Normal';text-align:start;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;stroke-width:0.26458332">Mastabstand Geb\"audeh\"ohe Start + style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:7.76111126px;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:'sans-serif, Normal';text-align:start;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;stroke-width:0.26458332">Gebäudehöhe Start Gebäudeh\"ohe Ziel + style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.23333311px;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:'sans-serif, Normal';text-align:start;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;stroke-width:0.26458332">Gebäudehöhe Ziel Gel\"anderh\"ohe + style="font-style:normal;font-variant:normal;font-weight:normal;font-stretch:normal;font-size:4.93888903px;font-family:sans-serif;-inkscape-font-specification:'sans-serif, Normal';text-align:start;writing-mode:lr-tb;text-anchor:start;stroke-width:0.26458332">Geländerhöhe + y="98.184517" + style="stroke-width:0.26458332" /> -- cgit v1.2.1