Тополь, Тополь – я Береза. Проверка связи.

Организуем канал связи по Wi-Fi на 13 км.

12 Фев Тополь, Тополь – я Береза. Проверка связи.

Очень часто у наших клиентов возникают задачи обеспечения связи для систем сбора данных и управления, между объектами, расположенными относительно близко друг от друга, на удалении от нескольких сотен метров до нескольких километров, такими как: трансформаторные подстанции, насосные, КПП и пр.

Конечно, есть множество решений: от прокладки отдельных коммуникаций до организации VPN каналов поверх сетей местных кабельных провайдеров или беспроводного интернета, из всех вариантов необходимо выбрать самый рациональный. Прокладка новых коммуникаций на километры, даже «воздушкой», потребует существенных финансовых вложений. На пути обязательно окажутся препятствия, какие-нибудь дороги или рельсы, объект будет находиться в поле, или на ведомственной территории вдали от цивилизации, где не будет связи, а заказчика не обрадует перспектива годами платить за интернет.

Очень хорошим вариантом, в таком случае, будет рассмотреть возможность организации связи по Wi-Fi. К нам постоянно обращаются наши заказчики с просьбами посоветовать какое-нибудь проверенное решение. Когда у интегратора вдруг возникает такая задача и дело доходит до коммерческого предложения, как правило нет времени на эксперименты, а хотелось бы быть уверенным в том, что предлагаемое решение заработает на практике. В интернете продается множество всевозможных направленных антенн, усилителей сигналов и специализированных устройств для построения беспроводных мостов (PTP, Wi-Fi, wireless bridge и т.п.) Чтобы не быть голословными, мы решили проверить на что способно это оборудование.

Оборудование

Для нашего теста мы взяли хорошо известный Ubiquiti NanoBridge M5 (www.ubnt.com), одного из лидеров на рынке в этом сегменте. Для организации моста (связи типа точка-точка) понадобится два полукомплекта (приемопередатчика). Так же можно связать несколько комплектов по топологии звезда. Сами устройства чрезвычайно просты и удобны при монтаже и настройке.

Характеристики

В интернете есть множество статей, где люди делятся своим опытом работы с этими устройствами, подробно описывая их технические характеристики, мы лишь подчеркнем основные особенности.

NanoBridge M5 – специализированное устройство, работающее в частотном диапазоне 5 ГГц, одновременно сочетающее в себе трансивер с мощностью передатчика 200 мВт и антенну с коэффициентом усиления 22 dBi, позволяющие установить связь на дистанциях до 20 км.

Такая компоновка исключает необходимость применение громоздких радиочастотных кабелей и потерю мощности на переходниках, и разъемах. Устройство имеет сравнительно небольшие габариты (D=360 мм, 1.5 кг), подключается всего одним кабелем UTP с питанием по PoE от инжектора (в комплекте), конструкция корпуса обеспечивает необходимую защиту от влияния погодных явлений, так же есть удобное крепление для трубостойки.

Подробнее с характеристиками можно ознакомиться тут. Точка доступа конфигурируется через web-интерфейс. Примерная цена одного полукомплекта в Украине 80 – 100$.

Выбор места

Тестирование проводилось в г. Днепр, в пределах города, на дистанции 12,5 км. Один полукомплект был установлен на верхнем этаже многоэтажного жилого дома в центре города, другой в поселке Любимовка, на крыше одного из домов.



Как известно, наилучшие условия для распространения радиоволн обеспечиваются при прямой видимости между приемопередатчиками, в случае ее отсутствия, имеющиеся препятствия вызывают значительное ослабление сигнала, что может сократить дистанцию связи в разы. При оценке профиля местности, на больших расстояниях, так же необходимо учитывать изгиб земной поверхности и так называемую зону Френеля.

Можно воспользоваться одним из специализированных сайтов и сразу понять условия, с которыми предстоит столкнуться на местности (конечно это не отменяет обследование объекта, т.к. ни одна программа не учитывает факторы застройки, растительность и пр.)

В нашем случае профиль оказался почти идеальный, в реальных условиях не всегда придется иметь дело с такими исходными данными, но для первого опыта – то что нужно!

Конфигурирование

Процесс подготовки к работе занял буквально несколько минут. Мы подготовились значительно лучше, чем потребовалось.

Наш наблюдательный пункт был расположен в квартире в г. Днепр. Антенна направлена в нужную сторону.

Антенна на одном из домов в поселке Любимовка.

Мы не знали на сколько точно нужно будет настраивать антенну и готовились к худшему варианту. В действительности оказалось достаточным повернуть ее в нужную сторону и немного подстроить глядя на светодиодные индикаторы на ней. Линк поднялся сразу и уровень сигнала был в зеленой зоне.

Встроенные средства диагностики позволяют наглядно оценить качество связи.

Скорость передачи данных в канале составила 50-70 Mbit/с, при отклике 4 – 12 мс, что показалось нам вполне приемлемым.

Конечным оборудованием в нашем эксперименте выступали модуль ввода-вывода Synapse (8 DI, 8 DO) и WebHMI. Благодаря интерфейсу Ethernet, организовать связь с модулем Synapse по Wi-Fi оказалось проще простого.


Структурная схема получившейся системы:

 

Synapse в интерфейсе WebHMI. Время опроса его через Wi-Fi-мост составляет в среднем 8 мс.

Результаты

  1. Прежде всего нас интересовала принципиальная возможность осуществления связи на дальние дистанции. С учетом того, что все заработало с первого раза и без каких-либо «танцев с бубном» – результат превзошел наши ожидания! Конечно же, мы видели статьи на эту тему и раньше, но теперь мы получили свой собственный опыт.
  2. Мы не проверяли насколько устойчивой получилась связь и как на нее влияют различные факторы, например, дождь или туман. Вся наша «лабораторная работа» заняла не больше получаса и в это время связь была стабильной, однако наши коллеги, использующие аналогичное оборудование, заверили нас в том, что никаких проблем с устойчивостью связи нет.
  3. С учетом стоимости подобного оборудования и времени его развёртывания перспективы его применения в реальных проектах выглядят более чем очевидно.
  4. Однако, существует особый правовой аспект. В соответствии с законодательством Украины использование WiFi оборудования вне помещений требует наличие соответствующих разрешений (решение НКРЗ 25.02.2014 №116, правда отмененное, но возможно существуют и другие), а предоставления доступа третьим лицам (телекоммуникационных услуг) соответствующего лицензирования. Что с этим делать каждые решает для себя сам.