Беспроводная передача данных

Здравствуйте уважаемые участники клуба «Вольтмастер»!

Решил наваять блог по одной интересующей меня теме. С электричеством она соотносится косвенно, но довольно интересна. Это способ беспроводной передачи данных из моей практики применения беспроводной сети основанной на производителе Ubiquiti Networks.

Плюс добавлю, что не являюсь прям супер — пупер специалистом в данной теме, но кое что знаю, так что тапками не кидать.

Блог разделю на несколько, так как очень много информации хочется донести, а времени маловато, чтобы все сразу написать, да и осмысляется информация лучше небольшими статьями я считаю.

Часть 1 Общие сведения.

Для справки: 

Ubiquiti Networks — это компания, выпускающая сетевое оборудование, основанная в 2005 году молодым инженером Робертом Пера. В то время активно развивались технологии, позволяющие передавать Wi-Fi на значительные расстояния. Но готовые решения для создания, к примеру, радиомостов стоили порядка 1000 долларов. Пера пришел к выводу, что сможет создать универсальное решение «все в одном» и намного дешевле. И вскоре Ubiquiti Networks выпускает на рынок свою первую всепогодную точку доступа стоимостью порядка ста долларов, что на тот момент было революционно низкой ценой для устройства такого класса.

За почти десять лет компания не стояла на месте. 

Ссылка: http://ubnt.ru/

История моего проекта:

У меня есть клиент, который живет в сельской местности, а местность такова, что там не то что мобильный интернет — мобильная связь не достает. А интернет нужен, так как ведется большая хозяйственная деятельность у клиента и вопрос коммуникаций(в плане информации) очень важен. И дал он мне задание провести ему в офис интернет. Думал я думал, ничего кроме беспроводной технологии не получается. А ее то как раз я и не хотел. Не работал с радиосигналом, новое это для меня. Однако оптическая линия связи отпадает сразу, так как если ее тащить, то на пути встает железная дорога во всем ее бюрократическом величии, гористый перепад местности, два подземных и надземных газопровода, опор нет — мрак короче говоря.

Один человек посоветовал — построить беспроводную сеть на основе вышеописанного производителя, мол так и так, он уже такие делал, там на раз плюнуть — все будет работать. Ага, я уши развесил, давай говорю, раз разбираешься — подбирай оборудование — будем ценник выставлять клиенту. В это время начинаю согласовывать канал связи с провайдером, а провайдер федеральный, канал то берется с магистрали — и поэтому с бюрократическими проволочками дотянулось все до зимы. А деньги на оборудование и монтаж мы заранее взяли. Мы ж профессионалы). В итоге деньги поделили и остался к зиме я один с невыполненным проектом. А клиент то нервничает,  а клиент то и прикопать где-нибудь в лесопосадке может, ибо не прост он))) Так что разбирался и монтировал уже практически один ( с привлечением монтажника знакомого).

На этом лирическое закончено и начинается техническое:

Структура моей последней мили:

Последняя миля — канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). 

Провайдер - 

Ubiquiti Nanostation M2(режим Базовая станция) -

(радиоканал 800 метров) -

Ubiquiti Nanostation M2(режим приемник)

роутер промежуточный (TP-Link)-

Ubiquiti NanoBridge M2(режим Базовая станция) - 

(радиоканал 2100 метров)

Ubiquiti NanoBridge M2(режим приемник)

роутер клиента(TP-Link)

дальше есть еще пара беспроводных фишек, но не буду их описывать ибо по аналогии.

На фото монтаж Базовой станции.

Первое что нужно делать когда начинаешь построение сети беспроводного моста — ищи решение, чтобы его не делать. Если уж выхода нет, то первое — это найти место, где будешь хапать интернет. Необязательно это должен быть провайдер, ибо провайдеру Россвязьнадзор за незаконные беспроводные дела по шапке дает. Поэтому один из простых вариантов который применяю я — смотришь подходящий дом с подключенным интернетом и начинаешь поквартирный обход — здравствуйте, я такой то такой то (ООО Рога и копыта), а у Вас интернет есть? а не хотите ли бесплатный интернет? Хотите? Ну тогда мы у вас тут коробочку поставим и вы забудете, что такое платить за интернет, мы за Вас будем платить.

Также если нет вариантов, то прийдеться брать канал связи у провайдера. А так как в моем случае я брал канал с магистрали, то и договор заключался на условиях юр лица, что гораздо дороже. К примеру мой клиент платит в месяц 15 000 за 20 мб/с. 

Второе, определиться какую схему построения беспроводной сети использовать:

Канал точка-точка.

Для создания канала точка-точка нужно использовать 2 устройства. Одно будет базой, другое клиентом.

В этом случае устройства A и B связываются между собой по радиоканалу, к сетевому порту устройства A подключается канал Интернета, к сетевому порту устройства B подключается компьютер клиента или коммутатор.

Канал точка-многоточка или базовая станция.

Для создания канала точка-многоточка нужно использовать более 3-х устройств. Одно будет базой, другие клиентами.

В этом случае устройства A, B и C связаны между собой по радиоканалу и могут обмениваться данными друг с другом через базовую станцию A. С помощью настроек БС можно запретить обмен данными между клиентами. Если базовую станцию выключить – клиенты не смогут соединиться между собой.

Репитер или повторитель.

Если в некоторых местах зоны действия сети сигнал слабый для нормальной работы клиентов, можно использовать репитер, который будет принимать данные от БС и передавать их на этой же частоте, тем самым, расширяя зону действия сети.

В этом случае устройства A и C обмениваются данными через репитер B. Происходит это так – устройство A передает данные репитеру B, потом репитер B передает данные устройству C. Устройство A является базовой станцией, репитер B является клиентом A и одновременно базовой станцией для клиента C. К репитеру может подключиться несколько клиентов, он работает в режиме точка-многоточка.

Эта схема имеет один очень существенный недостаток – репитер принимает и передает данные на одной и той же частоте, поэтому при его использовании скорость падает как минимум в 2 раза. Использовать его при построении сети не стоит.

Ретранслятор.

Ретранслятор делает то же самое что и репитер, только с использованием разных частот. Он так же расширяет зону действия сети. 

Ретранслятор представляет собой базовую станцию и клиента, соединенных сетевым кабелем. К БС A подключается клиент B, к которому кабелем подключена БС C, к ней подключается клиент D. К ретранслятору может подключиться несколько клиентов, он работает в режиме точка-многоточка. При использовании ретранслятора скорость передачи данных через него не падает, как это было в случае с репитером. Эту схему рекомендуется использовать на практике.

Комбинированные – канал точка-точка до базовой станции.

Если нужно установить базовую станцию, например, на крыше высокого здания, или вышке, но рядом нет канала с Интернетом – можно доставить его по радио с помощью канала точка-точка.

В этом случае клиенты D, E, F базовой станции C получают доступ в сеть через канал точка-точка A-B. При этом они могут обмениваться данные друг с другом, если это не запрещено настройками на БС С.

Комбинированные – последовательные каналы точка-точка.

Если нужно доставить Интернет потребителю, расположенному за несколькими препятствиями так, что один канал точка-точка сделать между ними нельзя, можно сделать несколько последовательных каналов.

В этом случае доступ в интернет клиент D имеет через ретранслятор B-C, который в свою очередь соединяется с A. При создании последовательных каналов точка-точка используется цепочка ретрансляторов, если пролетов больше двух. На каждом ретрансляторе можно иметь доступ в сеть, если соединять устройства через коммутатор – следовательно все клиенты этой сети могут обмениваться данными друг с другом.

Многосекторная базовая станция.

Если разместить несколько базовых станций в одном месте, подключить к каждой по секторной антенне – получится многосекторная БС, которая может обслуживать большое количество клиентов.

В этом случае базовые станции A, B и C соединены через коммутатор между собой, клиенты всех базовых станций имеют доступ в сеть, и друг к другу, при этом клиент 1 может иметь доступ к клиентам 2, 3, 4, 5, 6 – то есть ко всем клиентам всех БС. 

Информация по второму пункту взята с форума 

http://forum.nag.ru/forum/index.php?showtopic=73541

Третье — определиться с частотами передачи или на 2.4 MHz или на 5 MHz.

Соответственно чтобы использовать как первую так и вторую частоты в уличном эфире, необходимы согласования с Россвязьнадзором. Так как это геморрой, то лучше «партизанить» на 2.4, так как  5 используют операторы сотовой связи для LTE.

Четвертое — определиться на местности, будут ли помехи радиосигналу, идеальный вариант — прямая видимость антенн.

Пятое — Определить необходимый список оборудования, в случае с УБНТ привожу список:

NanoStation M2 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции со встроенной антенной с углом работы 55 градусов. Имеет встроенную антенну 11дби, максимальная мощность 28дбм.

NanoStation M5 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции со встроенной антенной с углом работы 43 градуса. Имеет встроенную антенну 15дби, максимальная мощность 27дбм.

NanoStation Loco M2 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции со встроенной антенной с углом работы 60 градусов. Имеет встроенную антенну 8дби, максимальная мощность 23дбм.

NanoStation Loco M5 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции со встроенной антенной с углом работы 55 градусов. Имеет встроенную антенну 13дби, максимальная мощность 23дбм.

Bullet M2 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции, максимальная мощность 28дбм. Имеет разъем N-type Male – может накручиваться прямо на антенну без промежуточных кабелей. Устройство может выйти из строя при работе на максимальной мощности – нельзя герметизировать изолентой антенный разъем.

Bullet M5 - используется как клиент беспроводной сети, или в качестве базовой станции, максимальная мощность 25дбм. Имеет разъем N-type Male – может накручиваться прямо на антенну без промежуточных кабелей.

Rocket M2 – используется для создания базовых станций в комплекте с антеннами AirMax Sector 2G-16-90 и 2G-15-120, или для создания магистрального канала в комплекте с антенной Rocket Dish 2G-24. Максимальная мощность 28дбм.

Rocket M5 - используется для создания базовых станций в комплекте с антеннами AirMax Sector 5G-17-90, 5G-16-120, 5G-20-90, 5G-19-120, или для создания магистрального канала в комплекте с антенной Rocket Dish 5G-30 или 5G-34. Максимальная мощность 27дбм.

NanoBridge M2 – используется как клиент беспроводной сети, или для создания магистрального канала. Встроенная антенна 18дби. Максимальная мощность 23дбм.

NanoBridge M5 - используется как клиент беспроводной сети, или для создания магистрального канала. Встроенная антенна 22дби или 25дби. Максимальная мощность 23дбм.

PicoStation M2 - используется в качестве базовой станции, максимальная мощность 28дбм. Имеет в комплекте антенну с круговой диаграммой направленности 6дби. Использовать устройство с другой антенной не имеет смысла – лучше Bullet взять.

PowerBridge M5 – используется для создания магистральных каналов. Встроенная антенна 25дби. Максимальная мощность 27дбм.

AirGrid M2 - используется как клиент беспроводной сети, или для создания магистрального канала. Встроенная антенна 16дби или 20дби. Максимальная мощность 28дбм.

AirGrid M5 - используется как клиент беспроводной сети, или для создания магистрального канала. Встроенная антенна 23дби или 27дби. Максимальная мощность 25дбм.

Любое устройство может работать в режиме базы или клиента.

Дальности работы устройств:

NanoStation Loco – до 2км.

NanoStation – до 5 км.

NanoBridge – до 8 км.

PowerBridge – до 15км.

AirGrid – до 15км.

Rocket+RocketDish – до 25км. 

Информация по пятому пункту взята с источника 

http://forum.nag.ru/forum

Спасибо за внимание, блог буду дополнять, критику приветствую, замечания принимаются)