12 Feb Тополе, Тополе – я Береза. Перевірка зв’язку.
Дуже часто у наших клієнтів виникають завдання забезпечення зв’язку для систем збору даних і управління, між об’єктами, розташованими відносно близько один від одного, на відстані від декількох сотень метрів до декількох кілометрів, такими як: трансформаторні підстанції, насосні, КПП тощо.
Звісно, є безліч рішень: від прокладання окремих комунікацій до організації VPN каналів поверх мереж місцевих кабельних провайдерів або бездротового інтернету, з усіх варіантів необхідно вибрати найраціональніший. Прокладання нових комунікацій на кілометри, навіть “повітрям”, потребуватиме суттєвих фінансових вкладень. На шляху обов’язково опиняться перешкоди, якісь дороги або рейки, об’єкт буде знаходитися в полі, або на відомчій території далеко від цивілізації, де не буде зв’язку, а замовника не потішить перспектива роками платити за інтернет.
Дуже хорошим варіантом у такому разі буде розглянути можливість організації зв’язку через Wi-Fi. До нас постійно звертаються наші замовники з проханнями порадити якесь перевірене рішення. Коли в інтегратора раптом виникає таке завдання і справа доходить до комерційної пропозиції, зазвичай немає часу на експерименти, а хотілося б бути впевненим у тому, що пропоноване рішення запрацює на практиці. В інтернеті продається безліч всіляких спрямованих антен, підсилювачів сигналів і спеціалізованих пристроїв для побудови бездротових мостів (PTP, Wi-Fi, wireless bridge тощо) Щоб не бути голослівними, ми вирішили перевірити на що здатне це обладнання.
Обладнання
Для нашого тесту ми взяли добре відомий Ubiquiti NanoBridge M5 (www.ubnt.com), одного з лідерів на ринку в цьому сегменті. Для організації моста (зв’язку типу точка-точка) знадобиться два напівкомплекти (приймачі-передавачі). Так само можна зв’язати кілька комплектів за топологією зірка. Самі пристрої надзвичайно прості та зручні під час монтажу та налаштування.
Характеристики
В інтернеті є безліч статей, де люди діляться своїм досвідом роботи з цими пристроями, докладно описуючи їхні технічні характеристики, ми лише підкреслимо основні особливості.
NanoBridge M5 – спеціалізований пристрій, що працює в частотному діапазоні 5 ГГц, одночасно поєднує в собі трансивер з потужністю передавача 200 мВт і антену з коефіцієнтом посилення 22 dBi, що дають змогу встановити зв’язок на дистанціях до 20 км.
Таке компонування виключає необхідність застосування громіздких радіочастотних кабелів і втрату потужності на перехідниках і роз’ємах. Пристрій має порівняно невеликі габарити (D = 360 мм, 1.5 кг), підключається всього одним кабелем UTP з живленням по PoE від інжектора (в комплекті), конструкція корпусу забезпечує необхідний захист від впливу погодних явищ, так само є зручне кріплення для трубостійки.
Детальніше з характеристиками можна ознайомитися тут. Точка доступу конфігурується через web-інтерфейс. Орієнтовна ціна одного напівкомплекту в Україні 80 – 100$.
Вибір місця
Тестування проводилося в м. Дніпро, у межах міста, на дистанції 12,5 км. Один напівкомплект було встановлено на верхньому поверсі багатоповерхового житлового будинку в центрі міста, інший – у селищі Любимівка, на даху одного з будинків.
Як відомо, найкращі умови для поширення радіохвиль забезпечуються за прямої видимості між приймачами, у разі її відсутності наявні перешкоди спричиняють значне ослаблення сигналу, що може скоротити дистанцію зв’язку в рази. Під час оцінки профілю місцевості, на великих відстанях, так само необхідно враховувати вигин земної поверхні і так звану зону Френеля.
Можна скористатися одним зі спеціалізованих сайтів і одразу зрозуміти умови, з якими доведеться зіткнутися на місцевості (звісно, це не скасовує обстеження об’єкта, тому що жодна програма не враховує чинники забудови, рослинність тощо).
У нашому випадку профіль виявився майже ідеальним, у реальних умовах не завжди доведеться мати справу з такими вихідними даними, але для першого досвіду – те що треба!
Конфігурування
Процес підготовки до роботи зайняв буквально кілька хвилин. Ми підготувалися значно краще, ніж було потрібно.
Наш спостережний пункт був розташований у квартирі в м. Дніпро. Антена спрямована в потрібний бік.
Антена на одному з будинків у селищі Любимівка.
Ми не знали наскільки точно потрібно буде налаштовувати антену і готувалися до найгіршого варіанту. Насправді виявилося достатнім повернути її в потрібний бік і трохи підлаштувати, дивлячись на світлодіодні індикатори на ній. Лінк піднявся відразу і рівень сигналу був у зеленій зоні.
Вбудовані засоби діагностики дають змогу наочно оцінити якість зв’язку.
Швидкість передавання даних у каналі склала 50-70 Mbit/с, при відгуку 4 – 12 мс, що здалося нам цілком прийнятним.
Кінцевим обладнанням у нашому експерименті виступали модуль введення-виведення Synapse (8 DI, 8 DO) і WebHMI. Завдяки інтерфейсу Ethernet, організувати зв’язок з модулем Synapse по Wi-Fi виявилося простіше простого.
Структурна схема системи, що вийшла:
Synapse в інтерфейсі WebHMI. Час опитування його через Wi-Fi-міст становить у середньому 8 мс.
Підсумки
- Насамперед нас цікавила принципова можливість здійснення зв’язку на далекі дистанції. З урахуванням того, що все запрацювало з першого разу і без будь-яких “танців з бубном” – результат перевершив наші очікування! Звичайно ж, ми бачили статті на цю тему і раніше, але тепер ми отримали свій власний досвід.
- Ми не перевіряли, наскільки стійким вийшов зв’язок і як на нього впливають різні чинники, наприклад, дощ або туман. Уся наша “лабораторна робота” тривала не більше ніж півгодини, і в цей час зв’язок був стабільним, проте наші колеги, які використовують аналогічне обладнання, запевнили нас у тому, що жодних проблем зі стійкістю зв’язку немає.
- З урахуванням вартості подібного обладнання і часу його розгортання перспективи його застосування в реальних проєктах виглядають більш ніж очевидно.
- Однак, існує особливий правовий аспект. Відповідно до законодавства України використання WiFi обладнання поза приміщеннями вимагає наявність відповідних дозволів (рішення НКРЗ 25.02.2014 №116, щоправда, скасоване, але, можливо, існують й інші), а надання доступу третім особам (телекомунікаційних послуг) – відповідного ліцензування. Що з цим робити кожен вирішує для себе сам