Макар Степной – wi-fi на максималках как поднять связь на 50 км. На микротик (страница 3)

Диапазон частот

Частоты – это как полосы движения на радиоавтостраде. У нас есть два основных шоссе для Wi-Fi: 2.4 ГГц и 5 ГГц (а в некоторых регионах добавляется 3 ГГц). У каждого свои особенности. Полоса 2.4 ГГц – это старая, загруженная трасса. На ней ездит все подряд: домашние Wi-Fi, Bluetooth-устройства, беспроводные мыши, даже микроволновки создают помехи. Зато эта «трасса» широкая и спокойная для путешествий на дальние расстояния – радиоволны 2.4 ГГц легче огибают препятствия, меньше ослабляются в дождливую погоду. Полоса 5 ГГц – это новая скоростная магистраль. На ней свободнее, каналов больше, но правила строже – волны короче, хуже огибают препятствия и сильнее поглощаются дождем. Зато на этой магистрали можно перевозить гораздо больше данных (выше пропускная способность). Для 50 километров в чистом поле часто выбирают 5 ГГц, если нужна скорость. Если на пути есть леса или неровности, а скорость не критична, может выручить 2.4 ГГц. Это всегда компромисс.

Подумайте на минутку о своем самом масштабном проекте, о котором вы мечтали. Возможно, это мост до далекого поселка или связь между двумя холмами на вашей собственной земле. Какое чувство у вас вызывает мысль о том, что теперь вы понимаете, из каких кирпичиков строится эта связь? Вы уже не просто смотрите на странные циферки в спецификациях, а видите за ними силу крика, остроту слуха, фокусирующий луч и коварные кабели-пожиратели. Это понимание – и есть ваш первый настоящий инструмент, более важный, чем любая отвертка или клеммник. Дальше мы соберем эти кирпичики вместе и научимся считать, хватит ли нашей системы, чтобы докричаться через те самые 50 километров.

Законы и нормативы использования радиочастот

Представьте себе эфир, который нас окружает, как огромное многополосное шоссе. По нему одновременно мчатся тысячи сигналов: это и сотовые телефоны общаются с вышками, и телевидение вещает свои каналы, и спутники шлют на землю данные, и даже ваш автомобильный брелок отпирает дверь. Чтобы все эти участники движения не сталкивались и не создавали друг другу помех, существуют строгие правила дорожного движения, только для радио. Эти правила и называются законами и нормативами использования радиочастотного спектра. Игнорировать их – все равно что выехать на встречную полосу в час пик: авария неизбежна, а последствия могут быть весьма серьезными, вплоть до крупных штрафов и конфискации оборудования.

Давайте сразу проясним главное: бесплатного сыра не бывает. Радиочастотный спектр – это ценный национальный ресурс, такой же, как нефть или газ. Его распределением и контролем занимается государство в лице специального уполномоченного органа. В России это Роскомнадзор. Именно он выдает разрешения на использование тех или иных частот, следит за чистотой эфира и наказывает нарушителей. Поэтому перед тем как запустить в небо свой мощный сигнал, нужно понять, в какие «ворота» нам разрешено забивать гол.

Почему нельзя вещать на чем попало

Помимо юридических, есть и чисто физические причины. Радиоволны разных частот ведут себя по-разному. Низкие частоты (например, те, на которых работает FM-радио) хорошо огибают препятствия, но для них нужны огромные антенны. Высокие частоты (как в нашем Wi-Fi) летят почти строго прямолинейно, как луч лазерной указки, зато позволяют упаковать в сигнал много данных. Государство, выделяя диапазоны для разных нужд, старается минимизировать взаимные помехи. Ваша мощная точка доступа на 5 ГГц, если поставить ее на запрещенной частоте, может заглушить не абстрактного соседа, а, скажем, оборудование аэропорта или военных. Согласитесь, не самая лучшая идея для хобби или бизнеса.

Диапазоны ISM – наша песочница

К счастью, для нас, простых смертных и инженеров, существуют так называемые ISM-диапазоны (Industrial, Scientific, Medical – промышленный, научный, медицинский). Это частотные участки, выделенные для свободного, безлицензионного использования оборудованием малой мощности. Именно в этих диапазонах работает весь наш бытовой Wi-Fi, Bluetooth, радиотелефоны и даже микроволновые печи. Для построения длинных линий связи нас интересуют в основном два из них: 2.4 ГГц и 5 ГГц. Их ключевая особенность – можно использовать оборудование без получения индивидуальной лицензии, но с жестким ограничением по выходной мощности передатчика и, что очень важно, по эквивалентной изотропно излучаемой мощности (EIRP). EIRP – это совокупная мощность, которую излучает ваша антенна с учетом усиления самой антенны. Проще говоря, нельзя просто взять слабенький передатчик и прикрутить к нему огромную антенну-тарелку – результирующая мощность «пучка» может превысить лимит. Ограничения по EIRP отличаются в разных странах, и их нужно обязательно проверять.

В России, например, для диапазона 2.4 ГГц (2400–2483.5 МГц) предельное значение EIRP составляет 100 милливатт (0.1 Вт), а для 5 ГГц (5150–5350 МГц и 5650–5850 МГц) – 1 Ватт (1000 милливатт) для стационарного outdoor-оборудования. Это уже серьезная заявка на дальность. Но помните, что эти лимиты – не рекомендация, а закон. MikroTik в своих устройствах, как правило, позволяет программно ограничивать мощность, чтобы не выйти за рамки дозволенного. Наша задача – правильно это настроить.

А что на счет 3 ГГц, 6 ГГц и других?

Читая форумы, вы наверняка встречали упоминания о диапазонах 3.4–3.8 ГГц, 6 ГГц и других. Здесь все сложнее и интереснее. В некоторых странах эти частоты также открыты для безлицензионного использования с высокими мощностями. В России ситуация иная. Например, диапазон 3.4–3.8 ГГц требует получения лицензии. Этот процесс не быстрый и не бесплатный, он подразумевает подачу заявки в Роскомнадзор, обоснование нужд, оплату госпошлины и, часто, проведение экспертизы электромагнитной совместимости. Это удел крупных операторов связи. Однако, для закрытых, изолированных корпоративных сетей на охраняемых территориях (например, между цехами гигантского завода) иногда удается получить разрешение. Для большинства же наших проектов на 50 км это не самый простой путь.

Диапазон 6 ГГц (5925–6425 МГц) – новая и перспективная «целина», которая в ряде стран уже открыта для Wi-Fi 6E и сулит огромные каналы без помех. В России на момент написания книги он еще регулируется. Мир радиочастотного регулирования не статичен, он меняется. Поэтому золотое правило: прежде чем закупать оборудование под конкретный диапазон, зайдите на сайт Роскомнадзора или проконсультируйтесь с юристом, чтобы понять актуальную ситуацию. Запуск несертифицированного в России оборудования или работа на закрытой частоте – это билет в мир больших проблем.

Сертификация оборудования – штамп в паспорте

Мало выбрать правильную частоту. Нужно также убедиться, что само радиооборудование имеет сертификат соответствия требованиям Технических регламентов Таможенного союза (знаки EAC или РСТ). Этот сертификат подтверждает, что устройство не создает чрезмерных помех и безопасно для использования. Если вы покупаете «серый» MikroTik, привезенный из-за рубежа, у него может не быть такого сертификата. В случае проверки (а они иногда случаются, особенно если ваша мощная линка создаст помехи чьим-то законным службам) это может стать дополнительной головной болью. Выбор всегда за вами: сэкономить здесь и сейчас или спать спокойно, зная, что ваш мост легален во всех отношениях.

Подумайте на минутку о всех беспроводных устройствах вокруг вас. О той невидимой паутине сигналов, которая позволяет вам читать эти строки, если вы делаете это с ноутбука по Wi-Fi. Эта паутина держится на хрупком согласии всех участников соблюдать правила. Ваш будущий 50-километровый мост станет частью этой системы. Сделайте его не только мощным и стабильным, но и законопослушным гражданином радиоэфира. Это основа, на которой стоит все остальное. Без этого понимания можно потратить месяцы на настройку идеальной линии, а потом увидеть, как ее «гасят» по решению суда. А нам это совсем не нужно. Мы строим на века, ну или по крайней мере, на долгие годы безотказной работы.

Оценка и планирование проекта

Представьте, что вы собираетесь построить дом. Вы же не начнете рыть котлован на первом же попавшемся пустыре, верно? Сначала вы изучите грунт, нарисуете план, посчитаете количество кирпичей и только потом возьметесь за лопату. Построение беспроводного моста на 50 километров – это тот же самый дом, только цифровой. И фундамент этого дома закладывается не бетоном, а тщательным планированием. Пропустите этот этап – и ваша конструкция рухнет при первом же серьезном дожде или тумане, оставив вас с парой дорогих железок, печально мигающих индикаторами в полной тишине.

Итак, с чего начать? С самого главного вопроса: а нужно ли это вообще? Звучит грубо, но это первая и самая важная проверка. Представьте, что у вас есть две точки: ваша дача на холме и дом родственника в соседней деревне, еле видной на горизонте. Между ними – 30 километров леса и поле. Желание получить общий интернет велико, но прежде чем скупать оборудование, задайтесь честными вопросами. Есть ли вообще прямая видимость? Что находится между точками? Не планируется ли там через год вырасти десятиэтажной новостройке или могучему дубу? Можно ли проложить кабель или воспользоваться услугами местного сотового оператора, даже если они дороги? Иногда холодный расчет показывает, что проще и дешевле договориться с соседом о разделении трафика по 4G-модему, чем строить свою магистраль. Но если расчет говорит, что ваш проект – единственный и верный путь, тогда мы идем к вам.