Liaison gigabit de 3 km sur des modems laser

TL; DR L'article décrit notre expérience dans la construction d'une connexion sans fil à une distance de 3 kilomètres en utilisant des modems laser Lantastica TZR sans utiliser de radio. Conclusion: cela fonctionne vraiment, la largeur réelle du canal est de ~ 950Mbit / s en duplex avec des retards <1ms.

Habituellement, des ponts radio classiques comme ubiquiti et mikrotik sont utilisés pour de telles tâches, et peu imaginent que la radio n'est pas le seul moyen disponible. Il s'avère que les modems laser existent dans les performances civiles, sont vendus ouvertement et ne nécessitent même pas de licence.

En pratique, nous passerons par toutes les étapes pour configurer la liaison laser: de l'installation de l'équipement sur le toit à la configuration et au test de la bande passante et des retards.

Les principales caractéristiques du modem laser:

• N'utilise pas de radiofréquences - les données sont transmises à l'aide d'un faisceau laser dans la plage invisible de 780 ~ 850 nm. Ne crée pas d'interférences radio, ne nécessite pas l'autorisation d'utiliser les fréquences radio
• De faibles retards - par rapport aux équipements WiFi, les modems laser ont des retards comparables aux connexions par câble.
• L'interception est plus difficile - les ponts radio sont faciles à écouter sans interrompre le signal. Il est presque impossible d'intercepter le trafic du pont laser sans interrompre la connexion.
• Furtif - la liaison laser est difficile à détecter en raison du faisceau étroit. La liaison radio est facile à détecter même à une distance considérable des antennes.

Théorie

^{Représentation schématique du principe du modem laser}

Comment cela fonctionne dans la pratique: Chaque modem a un émetteur sur une diode laser et un récepteur sur une photodiode. Les modems "brillent" les uns dans les autres avec un laser d'une longueur d'onde de 780 ou 850 nanomètres. Le modem laser est exigeant sur la précision de la visée, de sorte que les moteurs intégrés ajustent automatiquement la position de l'émetteur et des objectifs pour le coup le plus précis. La luminosité du laser et la divergence du faisceau sont également ajustées automatiquement, en fonction des conditions météorologiques.

À la sortie, l'appareil est connecté à un réseau Ethernet ordinaire via un câble à paire torsadée ou optique.

Restrictions météorologiques

La transmission des données nécessitant une visibilité directe, les précipitations sous forme de neige, pluie, brouillard rendent la transmission des données difficile. En cas de détérioration de la visibilité, les appareils augmentent la luminosité et réduisent la taille angulaire du faisceau lumineux. En outre, l'appareil peut réduire le taux de transfert de données, pour une meilleure immunité au bruit.

Le fabricant affirme que l'appareil fonctionne avec succès jusqu'à 99% du temps par an dans les conditions météorologiques du centre de la Russie. Lorsque les conditions météorologiques s'aggravent, le modem passe en mode basse vitesse de 200 Mbits / s. Pour augmenter la fiabilité de la liaison, il est proposé d'utiliser la duplication des canaux à l'aide d'un pont radio, qui peut être activé automatiquement par commande du modem laser en cas de perte complète de communication sur la liaison laser.

Tableau de disponibilité des liaisons laser au cours de l'année selon la déclaration du constructeur du modem:

Spécifications techniques

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Les modems ressemblent à une caméra CCTV dans un boîtier métallique en acier inoxydable. Monté sur un trépied avec support pivotant. -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ---------

• Vitesse Full Duplex: à une distance de 3 km - 1 Gbit / s (98% du temps en un an) + 100Mbit / s (1,5%); à 5 km - 1 Gbit / s (95%) + 100 Mbit / s (3%).
  ^{Souvent, les fabricants d'équipements sans fil indiquent la vitesse totale dans les deux sens, par exemple, à TX 50Mbit / s et RX 50Mbit / s, la vitesse est de 100Mbit / s. Par conséquent, il est important de faire attention au paramètre duplex.}
• Port SFP, deux ports Ethernet (un avec sortie PoE)
• Chauffage d'hiver intégré
• La consommation maximale de 15 watts pendant la saison chaude; 65 watts par temps froid
• Températures de fonctionnement: de -50 ° C à + 50 ° C, protection IP65.

^{Panneau arrière du modem Lantastica TZR}

L'installation

Nous devions relier deux bâtiments de l'autre côté de la rivière à une distance d'environ 3 km. L'affaire se déroule près de Saint-Pétersbourg. Faire passer une ligne optique à travers la Neva est une tâche très réelle, mais le coût d'un tel projet est des dizaines, voire des centaines de fois plus cher que n'importe quelle option de pont sans fil.

Tout d'abord, nous effectuons une reconnaissance de la zone, nous assurons qu'il y a une visibilité directe entre les toits des maisons, et nous considérons la distance approximative entre les points à l'aide d'une carte.


^{La distance entre les deux bâtiments sur lesquels les modems seront installés}

On voit que le point souhaité est en ligne de mire directe et n'est pas bloqué par les arbres. Il est important de considérer que les arbres peuvent pousser en quelques années.


^{Emplacement du deuxième modem}

Tout d'abord, le support est monté sur le trépied à l'aide d'ancrages. Il doit résister aux charges du vent et ne pas vibrer.



Pour le pointage initial vers le modem distant, un viseur optique est utilisé, à un moment donné les installateurs deviennent comme des tireurs d'élite.

Positionnement du support primaire avec viseur optique



Vous pouvez maintenant installer le modem. Il est important de se rappeler que le rayonnement laser est dangereux pour les yeux et de suivre les précautions de sécurité. Ne regardez pas dans la vitre d'un modem qui fonctionne.





Pour accéder aux contacts, le capot arrière de l'appareil est retiré.



Connexion d'alimentation



La vue finale du modem après l'installation et le retrait des films de protection



Installation du deuxième point et du reste de la photo sous le becquet:

Personnalisation

En option, une caméra peut être installée dans le modem qui tire dans la plage infrarouge, elle sert à évaluer visuellement les conditions de travail, à vérifier la contamination du verre, etc. Le flux vidéo de la caméra peut être obtenu au format RTSP habituel et intégré au système de vidéosurveillance.

Il s'agit de l'image de la caméra à l'intérieur du modem installé sur notre deuxième point. Le faisceau du modem opposé est visible dans l'image sous la forme d'un point irisé brillant.

Vidéo de la caméra à l'intérieur du modem. La tache lumineuse du modem opposé est visible

Interface Telnet

Les appareils sont configurés via la console telnet. Considérez les étapes de la configuration initiale étape par étape. Pour vous connecter à la console du modem, vous pouvez utiliser le client telnet intégré à Windows ou le mastic.

Le fabricant utilise une terminologie spéciale pour les commandes de la console: les menus interactifs sont appelés scripts , les actions à l'intérieur d'un script sont appelées commandes .

Les modems sont équipés de moteurs de guidage automatique, qui sortent d'usine en mode parking. Pour démarrer la configuration, vous devez retirer les moteurs du parking: soit à l'aide du bouton du modem, soit par une commande dans la console.
Pour ce faire, exécutez le script trk et exécutez-y la commande .go / z

telnet ip_ #   

Do APP>trk #    track
trk>.go /z #          

. . .

>setup
setup>.dist 3000 #     
setup> .modem #     
setup> .use #  

, , , , , , , 3059 .

>m #    

^,
:

Divergence — (), 1.96 1.74 .
Gain — .
CINR — (Carrier to Interference + Noise Ratio) .
FSO Speed — , , 1000 .

: .

^:

, . jperf, iperf3 Windows. 950 , . .



^{() .}
, WiFi nv2 Mikrotik, 2. , , <1. ping, , .

, . . , . -, . 170 . , . AirFiber 110. .

.