Построение уличной WiFi сети
Доброго времени суток. Не нашел необходимой темы (во всех есть только куски), поэтому решил написать отдельным постом.
Меня интересует построение «уличной» городской сети WiFi, как в своё время её строил GoldenTelecom, только у них был непосредственный доступ к сети и собственное ШПД. Поскольку провайдеров на рынке достаточно, то можно арендовать или просто покупать трафик. Исходя из этого:
— Сеть будет строится на доступе к «оптоволокну/меди» провайдера;
— Раздача трафика будет проводиться с WiFi модема/ов.
Под «уличной» сетью я понимаю подключение аппаратуры (естественно промышленного оборудования) и раздачу трафика непосредственно на улицы (со зданий).
Вопросы, которые ещё не покрыты:
1) Более детальная схема построения подобной сети
Теоретически я представляю это себе так:
— Кабель (отходящий от оптоволокна провайдера) — подключенный дом
— Подключенное к нему оборудование (роутры)
— Купленный трафик
Но есть нюансы, связанные с построением сети: когда входишь в дом и устанавливаешь подобное оборудование, необходимо ставить «свичи», которые замыкают сеть. Необходимо ли это? Или же это необходимо для отдельно взятого подключения?
Подскажите, пожалуйста, более детальное построение такой сети: необходимое оборудование
2) Покрытие
Поскольку оборудование промышленное, то естественно будет сделана ставка на оборудование с высокой возможностью покрытия, при сохранении необходимой скорости для клиентов (т.е. если покрывается 3 км, то развеивание сигнала будет наблюдаться где-то уже через 1,5 км) на уровне 8 Мб. Т.е. полезное покрытие будет около 1,5 км со скоростью 8 Мб. Ситуация гипотетическая, но если поправите меня, буду очень признателен.
Если учитывать что оборудование будет стоять не выше чем на 1-2 этаже, какие проблемы могут возникнуть с технической стороны? Чистота сигнала/прерываемость/поддержание постоянной скорости?
Рассматривается «круговое» покрытие, т.е. так, чтобы в диаметре, заявленному на оборудовании было минимум 1,5 км полезного разброса сигнала, при 3 км «прописанного на бумагах»
Проблемы, такие как, «кража оборудования», «повреждение», «установка» — эти проблемы рассматриваются отдельно, важнее техническая сторона.
Какое оборудование следует использовать для построение данной сети? Насколько мне известно, помимо построения стандартной сети, необходимо подключать к ней усилители, которые могут раздавать необходимую мощность сигнала на большое расстояние. Что лучше всего для этого подойдет? Тарелки или др.?
На примете некоторые китайские производители, но пока много вопросов чем ответов.
4) Проникновение сигнала
Как известно, можно столкнуться с тем, что сигнал от WiFi может просто не «пробиться» через стены и из-за этого потеряется его полезная часть. Как можно усилить сигнал, чтобы он не терялся, отражаясь от стен?
Необходимо поставить недорогое оборудование, которое может раздавать интернет на 1 улицу (примерная длина — 1 км).
Важное отступление: также сигнал должен проходить в глубину здания как минимум на 20-30 метров, а не отражаться от стен или окон.
Читал ранее посты о том, что при раздаче сигнала, можно столкнуться с законной стороной вопроса: раздачи частот и проч. Насколько я понимаю это относится только к сетям WiFi, которые строятся так, чтобы ловить сигнал на антенны и далее передавать их внутрь дома. Здесь же стоит другая задача: как это работает при раздаче из-вне.
6) Схема программирования контроля модемов и трафика
Читал пост про построение 2 типов сетей, где есть 2 вида управления сетью. Который из них может подойти для таких нужд? Как можно запрограммировать модемы чтобы они автоматически перераспределяли трафик пользователям и нужно было 0 контроля со стороны провайдера?
Возможно есть нюансы, пожалуйста, расскажите.
7) Программирование модема
Возможно ли перепрограммировать модемы так, чтобы первой страницей при выходе в интернет была бы 1 постоянная, как у Билайна? Сложно ли данное ПО для модема для реализации?
Для раздачи необходима определенный объем трафика или ширина канала. Современное оборудование может обеспечить ширину канала в 100 Мб. Исходя из этого, думаю можно ставить 1 модем и усилители к нему, и этого будет достаточно. Возможно я не прав, скажите.
9) Безопасность операций через сеть WiFi
Несмотря на то, что сеть будет открытой для всех, рассматривается построение «схемы» безопасности для проводимых операций (так, чтобы люди могли бы заходить в сеть, вводить необходимую информацию чтобы получить доступ к интернету, а далее, вводить личную информацию в соц сети или свои банковские данные (номера карт), или же просто оплачивать что-либо, не боясь, что их данные будут утеряны или украдены (уровень безопасности — офисная сеть).
Это не все вопросы, но был бы рад услышать от профессионалов рекомендации или критические замечания.
Построение сети GPON
В зависимости от условий использования различают несколько конфигураций FTTx:
- FTTB – Fiber To The Building (прокладка ОВ до здания);
- FTTH – Fiber To The Home (прокладка ОВ до квартиры).
Рассмотрим технологию FTTH. Технология подразумевает прокладку ОВ непосредственно до квартиры или частного дома абонента. Существуют два варианта для организации таких сетей: на базе PON и на базе Ethernet. Второй вариант не стал массовым из-за его недостатков: малая возможность масштабирования такой сети и рост емкости оптических кабелей сверх разумных пределов.
Именно сети FTTH/PON получили широкое распространение и на сегодняшний день активно развиваются.
Сети xPON
PON (от англ. Passive Optical Network) — пассивная оптическая сеть. Это распределительная сеть с пассивными оптическими делителями (сплиттерами), которые не требуют дополнительного обслуживания и какого-либо питания. Такая сеть имеет древовидную структуру, имеет возможность наращивания точек подключения в зависимости от будущих или уже подключенных абонентов.
Для передачи и приема информации используется одно ОВ (рис 1.). Прямой поток от центрального узла (Optical Line Terminal — OLT) к абонентским узлам (Optical Network Terminal — ONT) распространяется на длине волны λ=1490 нм. Обратный поток от ONT распространяется на длине волны λ=1310 нм.
На один порт OLT, то есть на 1 магистральное ОВ возможно подключить до 128 абонентов (ONT). При разъединении одного, либо нескольких ONT, это не повлияет на работу остальных абонентских узлов, так как все ONT — терминальные, и работают вне зависимости друг от друга.
Рис 1. Архитектура сети PON
APON, BPON и GPON
Первые стандарты семейства PON (APON, BPON) имели скорости передачи 155–622 Мб/с. Наиболее распространенным стандартом этой технологии стал ITU-T G.984.x, или GPON — Gigabit PON. Скорость передачи сети выросла и составила: downstream — 2488,32 Мб/с, upstream — 1 244,16 Мб/с. Стандарт xPON эволюционирует и сегодня — см. рис. 2:
Делители (сплиттеры) FTB и PLC
По типу изготовления сплиттеров (от англ. split — разделять) различают два основных вида: плоские (планарные) и сплавные.
Сплиттер типа PLC (Planar Lightwave Circuit) — плоский (планарный) волноводный делитель. Используется для равномерного разделения/объединения световых лучей (мод). Максимальный коэффициент разделения до 1:64.
Сплиттер типа FBT (Fused Biconical Taper) — сплавной биконический разветвитель. Основан на традиционной технологии сварки ОВ. Коэффициенты разветвления таких сплиттеров могут быть настроены, в отличие от PLC делителей. Коэффициент разделения — 1:2.
Топология сетей GPON
Топология сети — это геометрическая форма и физическое расположение оборудования по отношению друг к другу. Существует несколько различных топологий:
На рис. 3 представлен тип топологии «Дерево». После OLT размещается первый сплиттер, который входом подключается непосредственно к OLT, а выходы к оптическому кабелю, это и есть «ствол» дерева. По востребованности «ствол» отрезается: от него ответвляют одно ОВ, из которого начинает расти «ветвь». К «ветви» подключается второй сплиттер, к которому подсоединяются абоненты.
Следующая топология «Звезда» (рис. 4) – классика построения GPON сетей. Отличие от «Дерева» к выходам первого делителя (сплиттера) сразу подключаются абоненты.
Достоинства топологии «Звезда» выявляются только в случае, когда требуется обеспечить одновременный доступ к инфраструктуре нескольким провайдерам. В других случаях практичнее применять «Дерево» или «Шину».
Топология «Шина» организуется на одном ОВ с использованием каскада сплавных сплиттеров (FBT) с процентным соотношением мощности выходных сигналов. Вход первого сплиттера подключается к OLT, а его выход с меньшим затуханием соединяется с магистралью, к выходу с большим затуханием — абоненты. Есть возможность к выходу сплиттера с большим затуханием подключить вход PLC, в данном случае шина будет комбинированной с различными сплиттерами PLC, FBT. «Шинная» топология используется в основном в небольших сетях сельских провайдеров.
Измерение параметров сетей PON
На этапе строительства сети измерения очень важны. Если от центрального узла (OLT) к абоненту (ONT) придёт крайне низкий уровень сигнала, то терминал будет работать с ошибками, либо вовсе не заработает. Для проведения корректных измерений необходимы: оптический рефлектометр (OTDR) и связка источник оптического излучения и измеритель оптической мощности. Вся сеть PON условно делится на два участка. Первый измеряется оптическим рефлектометром, второй участок от распределительного шкафа до абонентского кросса — связкой источник оптического излучения и измеритель оптической мощности. Деление происходит из-за сплиттеров и коротких расстояний на втором условном участке.
В измерениях, на уже работающей сети, при её эксплуатации для поиска повреждений отличным помощником будет оптический рефлектометр с оптическим модулем, работающим на длине волны λ=1625, 1650 нм с фильтром. Это даёт возможность поиска места обрыва ОВ без отключения потока с OLT. В этом случае измерения производятся со стороны абонентского узла (ONT).
Отличным помощником при измерениях может стать курс Учебного центра ВОЛС.Эксперт по измерениям параметров сетей PON как в рамках строительства, так и для эксплуатации уже построенной сети.
Смотрите обзоры рефлектометров на канале ВОЛС.Эксперт в Ютубе