«Пожарная цепочка» широкополосной передачи данных

По материалам статьи форума community.ubnt.com.

Как обзавестить Интернетом общине, спрятанной в лесу, если вид со всех их крыш похож на этот:

Вид с крыш общины

Рис.1. Вид с крыш общины

.

900 МГц к вышке, расположенной на удалении 3 км? Стоит попробовать, но безрезультатно. «Чудо» в виде лицензионного LTE на частоте 3,65 ГГц? Брали его на тест и не смогли с ним найти соединение хоть где-то за этими деревьями.

У жителей этой сельской общины нет возможности получить доступ к интернету от какого-либо провайдера, кроме как со спутника, поэтому они были очень заинтересованы в нахождении решения. Больше года тестов и экспериментов не привели к приемлемому результату, и мы уже почти готовы были сдаться.

Но вот фирмой Ubiquti были выпущены новые рупорные антенны. Как оказалось, они способны достичь модуляций 8х между домами в соединениях, проложенных под кронами деревьев. Вот вид на уровне земли с одного дома в направлении соседнего:

Вид на уровне земли с одного дома в направлении соседнего

Рис. 2. Вид на уровне земли с одного дома в направлении соседнего

.

Нет линии не то что нет прямой видимости, тут даже не видно другой дом сквозь все эти деревья! В ходе экспериментов с рупорными антеннами было обнаружено, что они были способны находить путь между всеми теми стволами деревьев и устанавливать соединения между домами так, как если бы они были расположены на линии прямой видимости. Другие радиостанции UBNT, также могли находить путь, но только при условиях точного размещения и нацеливания с обеих сторон — того, чего рупорные антенны не требовали. А тот факт, что эти антенны работают в диапазоне 5 ГГц, означал что, в отличии от диапазонов 2,4 ГГц и 900 МГц, будет достаточно доступных каналов для организации релейной сети.

Таким образом, небольшое сообщество собралось вместе и все согласились ретранслировать сигналы от дома к дому, что позволило им отказаться от спутниковой связи.

В первую очередь нужно было найти место для радиостанции PowerBeam второго поколения, находящейся на линии прямой видимости с передающей вышкой. Она будет служить в качестве одного из устройств транзитной передачи для широковещательного моста. На краю лесополосы одного из участков пошли на хитрость – закреплённая тренога со всем установленным оборудованием окрашена в коричневый цвет, в тон с деревьями:

Закреплённая тренога со всем установленным оборудованием

Рис. 3. Закреплённая тренога со всем установленным оборудованием

.

Питание на устройство транзитной передачи подаётся с EP-R6, размещённого на удалении около 75 м в глубине деревьев и также окрашенного в коричневый цвет для маскировки его присутствия. Кабель, проложенный непосредственно в грунте, простирался отсюда к параболическому рефлектору устройства транзитной передачи:

Питание на устройство транзитной передачи подаётся с EP-R6

Рис. 4. Питание на устройство транзитной передачи подаётся с EP-R6

.

Также, кабель, проложенный непосредственно в грунте, идёт от этой релейной станции посреди леса к первому дому моста, с которого также получает питание EP-R6. Здесь же расположен первый рупор моста, и вот что он видит:

Вид первого рупора моста

Рис. 5. Вид первого рупора моста

.

В паре с тридцатиградусным рупором с большим коэффициентом усиления с противоположной стороны этого соединения удалось добиться модуляции восьмого порядка с пропускной способностью около 140 Мбит/с при ширине канала 20 МГц. А вот вид с другой стороны:

Вид с другой стороны

Рис. 6. Вид с другой стороны

.

Как на мой взгляд — это не должно работать, но 8х удерживаются без проблем. Ниже представлен вид с земли на тридцатиградусный рупор, установленный ненамного выше уровня земли:

Вид с земли на тридцатиградусный рупор

Рис. 7. Вид с земли на тридцатиградусный рупор, установленный ненамного выше уровня земли

.

С другой стороны дома аккуратно закреплённое устройство служит соединением к следующему дому:

Соединение к следующему дому

Рис. 8. Соединение к следующему дому

.

Рупор, закреплённый как софит, подхватывает его на следующем доме:

Рупор на следующем доме

Рис. 9. Рупор на следующем доме

.

И так продолжается пока мост не достигнет последнего дома, где 90 м ограждения даёт возможность проложить открытый кабельный пролёт для выхода из лесопосадки и установить вторую параболическую антенну транзитной передачи:

Вторая параболическая антенна транзитной передачи

Рис. 10. Вторая параболическая антенна транзитной передачи

.

В общем в широкополосном мосте задействовано около дюжины домов. На каждом доме, для ретрансляции моста от одного соседа к следующему, установлено по две радиостанции, которые в каждом доме получают питание с EP-R6, обеспечивающим маршрутизационный доступ к мосту. Наличие параболическо зеркала транзитной передачи с каждого конца моста делает его устойчивым к потере одного дома, при которой необходимо будет произвести настройку если, по какой-то причине, неполадки в цепочке будут нести долгосрочный характер.

Пропускная способность моста от края к краю составляет 140 Мбит/с, которая распределяется между всеми участниками. Каждый дом (будучи ретрансляторным пунктом) вносит задержки около 1 мс, так что при самом большом расстоянии на выходе с моста максимальные задержки составляют всего лишь максимум 12 мс — что всё равно на порядок лучше чем у спутника. Кроме того, в каждом доме были установлены батареи устройств бесперебойного питания для предотвращения пропадания соединимости с соседями.

140 Мбит/с распределяемой пропускной способности с задержками, выражаемыми низким двухзначным числом, делает это небольшое лесное сообщество очень счастливым. Это стало возможным благодаря Ubiquiti!

P.S. В соединениях со стволами деревьев на пути нет ухудшений сигнала, вызванных дождём или влажностью. Большой проблемой является хвоя. Одно соединения, проходящие сквозь участок с хвоей потеряет децибел или два если иголки намокнут, но будет поддерживать пропускную способность не менее 120 Мбит/с.

Ниже приведены скриншоты прострела сквозь хвою:

Скриншоты прострела сквозь хвою

Рис. 11. Скриншоты прострела сквозь хвою

.

А вот данные соединения сквозь стволы деревьев:

Данные соединения сквозь стволы деревьев

Рис. 12. Данные соединения сквозь стволы деревьев

.

Новые рупорные антенны были применены из-за более широкой ДНА. Более узкие пучки излучения очень требовательны к размещению и нацеливанию с обеих сторон при таких прострелах через деревья. Параболические зеркала пришлось бы устанавливать около входных дверей, на верандах и прочих неудобных местах. Рупоры же менее избирательны, что позволило установить их в местах удобных для заказчиков и это не выглядело абсурдным.

Здесь рупорные антенны обладают интересным преимуществом благодаря более широкой диаграмме направленности. Проходя сквозь деревья, может быть вторая, третья или четвёртая зона Френеля на пути сигнала. Передающий рупор посылает сигнал различными путями, а принимающий, в свою очередь, получает с различных направлений. Всё это собирается вместе и работает на таких коротких расстояниях. Параболический рефлектор с более узкой ДНА не сможет послать достаточно широкий сигнал, способный отыскать путь сквозь деревья.

По материалам статьи форума community.ubnt.com.

Вас может заинтересовать

 
3366 грн 127 у.е.
Купить
 
3710 грн 140 у.е.
Купить

Если Вы нашли ошибку в тексте, то выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter или нажмите здесь.

Сообщение об ошибке

Ошибка:

Ваш комментарий (не обязательно):

Да Отмена

Об авторе asp24