Здравствуйте, уважаемые друзья. Продолжаем.
В первой части статьи мы коротко рассмотрели общие вопросы построения радиомостов. Сегодня мы рассмотрим схемы применения подобных систем и проблемы, которые могут возникнуть при их построении. Рассматривать указанные выше вопросы мы будем с точки зрения обычного рядового пользователя.
И так, первый вопрос, который возникает при построении радиомостов - какое оборудование вам необходимо. Второй, не менее важный вопрос заключается в стоимости этого самого оборудования. Третий, не менее важный вопрос - откуда взять интернет-канал, чтобы пропустив его через радиомост получить этот самый вожделенный интернет на даче/в загородном доме/удаленном офисе?
Ставим задачу-минимум: получить стабильный интернет-канал на скорости не менее 50 Мбит/с, задержкой в канале не более 5-7 мс, с ежемесячной оплатой не более 600 рублей.
Задача-максимум: получить стабильный интернет-канал на скорости 100 Мбит/с или более, с задержкой в канале 5-7 мс, из "хотелок" добавляем IPTV и телефонию. Стоимость абонентской платы не более 1000 рублей в месяц.
Как это не странно, но решать наши задачи и отвечать мы начнем с конца. Откуда берется интернет вообще? Не вникая в технические подробности технологий, мы все знаем, что есть масса провайдеров, предоставляющих услуги интернета в крупных и мелких населенных пунктах нашей необъятной Родины. По этой причине в первую очередь нужно понять, с какого объекта в городе мы можем взять канал. Давайте придумаем объект, который необходимо обеспечить связью. Я очень люблю свой город и область, а потому эксперименты мы будем ставить именно на картах Ростовской области. Для этого откроем Яндекс.Карты. Работать мы будем на реальных картах с реальными адресами, за исключением названий провайдеров (что бы не создавать рекламы), и наши объекты (дачи/загородные дома или фермы) будут располагаться в случайных местах. Ниже мы видим схематическую карту Ростова-на-Дону и части Ростовской области (рис.1):
Для нормальной работы нам с вами понадобится переключиться в режим "Гибрид", делается это в правом верхнем углу на панели выбора слоёв карты (рис. 2):
В результате карта придет к такому виду (рис.3):
Вы можете задать вопрос - почему мы пользуемся именно Яндекс-картами, а, например, не Google Maps (либо аналогами) или сразу не используем программу "Google Earth" (Планета Земля), установленную на компьютере? Ответ достаточно прост - точность карт и адресов. Яндекс-карты, применительно к территории России имеют бОльшую точность в плане определения адресов зданий и объектов в населенных пунктах. Забегая вперед, скажу, что мы в дальнейшем будем использовать как онлайн-сервисы (Яндекс-карты, Google Maps, карты Bing), так и программное обеспечение, установленное на ПК (Google Earth Pro и 2GIS). Для чего нам понадобится такое количество картографических источников я расскажу чуть позже.
Сейчас нам необходимо сориентироваться по карте и понять, где находится наш с вами объект, который нужно обеспечить связью. Допустим, пусть он находится в этой точке с координатами 47.161995, 39.297713. Открыв карту, можно увидеть, что к нашей виртуальной ферме ближайшими крупными населенными пунктами являются Азов, Ростов-на-Дону, Таганрог (через залив) и ряд более мелких населенных пунктов: Рогожкино (через рукав Каланча), Дугино, Обуховка, Казачий Ерик (в порядке удаления от нашей фермы). Прочие населенные пункты мы не будем брать в расчёт ввиду их размеров и малого количества проживающих людей, как следствие в этих населённых пунктах мы врядли сможем найти подходящий для наших целей интернет-канал (если там вообще будет присутствовать интернет как таковой). Так же понятно, что в городах с бОльшим количеством населения мы сможем с бОльшей вероятностью найти подходящего интернет-провайдера.
Начнем решать задачу-минимум. Нам нужен стабильный канал связи с минимальными задержками на скорости до 50 Мбит/с. Ближайшим крупным населенным пунктом к нам будет город Азов. Для построения сети нам понадобится комплект оборудования (пока не имеет значения, какой именно) - так называемая базовая станция (в дальнейшем для краткости назовем БС), которая устанавливается на многоэтажном доме (или достаточно высокой мачте) в том месте, где есть подключение у какого-либо интернет-провайдера и приёмная часть (её ещё называют CPE), которая устанавливается у нас на ферме в качестве приёмной части нашего радиомоста. Впрочем, такое деление условно, так как и БС и CPE - в нашем конкретном случае абсолютно одинаковое оборудование. Позже поясню, почему они не отличаются.
Учитывая, что БС нужно куда-то поставить и желательно это сделать на многоэтажном доме (там с бОльшей вероятностью будет присутствовать нужный нам интернет-провайдер) - смотрим на карту и определяемся со строением или несколькими, которые находятся ближе всего к нам (а лучше - вообще на окраине города). На нашей карте в городе Азове это может быть группа домов, обведенных кружком с домами 4, 6 и 13 (рис. 4):
Кликнув по ссылке с адресами выше и уменьшив масштаб карты, займемся измерением расстояния между многоэтажным домом (этот дом ближе к нашей ферме) и нашей фермой, для этого на панели Яндекс-карт включим линейку и построим прямую между фермой и многоэтажкой (рис. 5):
Мы получили расстояние 9.28 км, будем считать для ровного счёта 10. Вот теперь нам и понадобятся остальные инструменты, такие, как Google Earth и 2GIS, о которых я писал выше. При помощи чудесного отечественного инструмента 2GIS мы достаточно точно можем определить, какие провайдеры предоставляют услуги доступа к сети интернет, заодно можно выяснить уже на сайте провайдера, какие еще услуги мы можем от него получить. Запускаем 2GIS и находим нужный нам адрес, кликаем по нему мышкой и выбираем закладку "Здание обслуживают" (рис. 6):
Перед нами откроется список организаций, которые присутствуют и обслуживают наш дом, заодно узнаем точную этажность здания (рис. 7):
Количество этажей, которое мы узнали при помощи программы 2GIS играет важную роль, о чем я расскажу ниже, описывая работу с программой Google Earth Pro. Сейчас же, нажав на "+", становится ясно, что в данном доме присутствует очень известный по всей России интернет-провайдер, который предоставляет интернет на скоростях до 200 Мбит/с в Ростове-на-Дону, в Азове же эту информацию лучше уточнить у самого провайдера, позвонив непосредственно к ним в офис. Так же известно, что указанный провайдер предоставляет ТВ и телефонию. Однако тут есть нюанс - хотя на сайте провайдера и заявлено, что они предоставляют цифровое ТВ, однако выясняется, что для его использования необходима приставка, т.е. через наш радиомост передать ТВ не получится (почему так - будет описано в последующих статьях, касающихся сетевых технологий). Однако совершенно точно известно, что телефония у данного провайдера построена на базе VoIP - Voice over IP (голос поверх IP), а значит, для получения услуги "Домашний телефон" кроме витой пары, приходящей из ящика провайдера ничего больше нам не понадобится, т.е. голосовые данные и вся телефонная связь идет по тому же каналу, что и интернет. Осталось немного - последняя проверка программой Google Earth.
При помощи Google Earth мы будем определять перепад высот между "домиком в деревне" или условной фермой и точкой установки БС на кровле многоэтажки. Для чего это нужно? Дело в том, что для обеспечения связи и вообще работоспособности нашего радиомоста должны быть соблюдены определённые условия и одно из них - прямая видимость между БС и CPE, то есть, на трассе между базовой станцией и антенной у нас на ферме не должно быть абсолютно ничего. Даже так называемая "зеленка" - кроны деревьев, может создавать препятствие для прохождения радиосигнала на тех частотах, на которых работает радиомост (напомню, это как правило 2.4 ГГц, 5 ГГц или еще более высокая частота). Законы физики неумолимы - чем выше частота, тем хуже радиоволны проходят препятствия. Мы не станем углубляться в физику распространения радиоволн, но факт остаётся фактом. Так же есть так называемая зона Френеля (рис. 6):
По ссылке выше есть подробности, можно при необходимости изучить. Нам же, для простоты понимания процесса просто достаточно запомнить, что никаких препятствий на пути радиосигнала быть не должно, либо эти препятствия как минимум не должны находиться в зоне Френеля. Именно по этой причине мы запускаем Google Earth и займемся проверками перепада высот.
И так, у нас уже есть GPS-координаты нашей фермы, и мы знаем по карте, откуда мы будем брать канал интернет. В рабочем окне программы выполняем ряд действий (рис. 7):
1. Вводим координаты нашей фермы в строку поиска, жмем "Поиск".
2. От найденной точки при помощи инструмента "Линейка" строим прямую до пятиэтажного дома в городе Азове.
3. В появившемся окошке жмем "Сохранить".
В появившемся окне вводим название созданного пути (1) и жмём "Ок" (2):
На рисунке 9 в левой средней части окна видна закладка сохраненного пути:
Кликаем по сохраненному пути правой кнопкой мышки, в выпадающем меню выбираем "Показать профиль рельефа", наблюдаем красивую анимацию и в результате получаем такой вид рабочего окна (рис. 10):
В нижней части окна можно видеть, что перепад высот составляет 11 метров - от -1 метра над уровнем моря на нашей ферме до +10 метров над уровнем моря в точке, где будет стоять наша базовая станция. С учётом высоты 5-ти этажного дома перепад будет ещё бОльшим, можно смело прибавлять еще 12 -13 метров. В итоге получаем перепад приблизительно 23 метра. Так же на рельефе видно, что на пути радиосигнала находятся какие-то невысокие препятствия (рис. 11):
Как правило, в случае возникновения подобных проблем (неизвестные препятствия на карте рельефа) необходимо выехать на место установки CPE с биноклем и убедиться в наличии прямой видимости кровли здания, куда будет устанавливаться наша базовая станция. Однако, в нашем случае, с учетом установки БС на кровле пятиэтажного строения, а так же того, что приёмная часть должна находиться на мачте (либо кровле дома), можно считать, что задача по построению нашего виртуального радиомоста для нашей виртуальной фермы будет успешно решена в режиме "золотая середина" - скорость от провайдера мы получим не более 100 Мбит/с, но и не менее 50 Мбит/с (всё же мы берем канал связи в достаточно крупном городе), есть возможность подключить домашний телефон с городским номером, однако отсутствует возможность получить доступ к цифровому ТВ от этого провайдера. Стоимость доступа в интернет на скорости 100 Мбит/с у найденного провайдера составляет около 550 рублей/месяц. Прибавляем сюда стоимость телефонии (в разных городах нашей области она может быть разной, так же, как и в вашем регионе), получаем что-то в районе 1000 рублей в месяц.
С учётом относительно небольшого расстояния, ~ 10 километров между точками установки конечных радиоустройств, можно рассчитывать на весьма малую задержку (у любителей онлайн-игр так называемый PING) в районе 3-5 мс между концами радиомоста, что, кстати, положительно скажется на телефонии, так как IP-телефония (VoIP в частности) очень чувствительна именно к задержкам в канале и джиттеру ("прыгающий PING").
В следующей статье мы закончим рассмотрение вопросов картографии при расчёте и проработке систем радиосетей, приступим к определению и выбору оптимального радиооборудования для постройки нашего радиомоста.
На сегодня это всё, благодарю за внимание и интерес. Если вам понравилось, подписывайтесь на мой канал. Есть вопросы и пожелания - пишите, с удовольствием отвечу.
Вопросы, набравшие наибольшее количество + будут оформлены в виде отдельных статей, будем работать в интерактивном режиме.
До встречи, друзья.