РЭС «РАПИРА» - система, относящаяся к классу pre-WiMAX, предназначенная для создания территориально-распределенных широкополосных сетей беспроводного абонентского доступа к ресурсам Интернет, телефонии и других сетей общего пользования, а также создания корпоративных и ведомственных сетей с интеграцией голоса, видео, телеметрии и т.д.

Функциональный состав серии


Серия устройств, входящих в РЭС «РАПИРА»:

 

Клиентские устройства

R1-CPE-F1

1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц

R1-CPE-F2

1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц, 63мВт

R1-CPE-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, радио 400мВт, 4.9ГГц - 6.0 ГГц

R1-CPE-F2325-PA1000

1 Ethernet PoE, радио 1000мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

R1-CPE-F2324-PA1000-FILTER

1 Ethernet PoE, радио 1000мВт CCK, 500мВт OFDM, ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР 2.30ГГц - 2.39ГГц ОТ ПОМЕХ

 

Базовые станции

R1-AP1-F1

1 Ethernet PoE, 1 радио, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц

R1-AP1-F2

1 Ethernet PoE, 1 радио, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц

R1-AP1-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт, 5.7ГГц - 6.0 ГГц

R1-AP1-F2325-PA1000

1 Ethernet PoE, 1 радио 1000мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

R1-CPE-F2324-PA1000-FILTER

1 Ethernet PoE, 1 радио 1000мВт CCK, 500мВт OFDM, ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР 2.30ГГц - 2.39ГГц ОТ ПОМЕХ

R1-AP2-F2

1 Ethernet PoE, 2 радио, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц

 

Дополнительные опции для базовых станций и клиентов

Arctic Система термостатирования в диапазоне -50°... 55° C

HP Процессорная платформа повышенной производительности для базовых станций и каналов точка - точка

E1 Интерфес для передачи потока E1 G.703

COM Консольный интерфейс COM 38400

 

В зависимости от функционального назначения и рассчитанных параметров линии радиомаршрутизатор может комплектоваться секторной антенной (антеннами) для базовой станции или направленными – для абонентской станции или канала точка- точка.


Поддерживаемые топологии

РЭС «РАПИРА» позволяет строить простые и разветвленные сети произвольной конфигурации. Оборудование может быть использовано для создания магистральных скоростных каналов «точка-точка», протяженных линий связи с ретрансляцией, или сотовых сетей «точка-многоточка» с базовыми станциями и множеством клиентов.

РЭС Рапира   РЭС Рапира

РЭС Рапира

 

Краткое описание системы

Радиомаршрутизатор «РАПИРА» имеет всепогодное исполнение, что дает возможность размещать его в непосредственной близости от антенны и использовать для соединения ВЧ кабель кратчайшей длины.

Оборудование предназначено для работы в частотных диапазонах 2.3 - 2.5 ГГц, 4.9 – 6.1 ГГцРЭС Рапира

Максимальная скорость передачи в канале до 108 Мбит/с. Эффективная пропускная способность до 30 Мбит/с. Максимальная дальность для каналов точка-точка - 50 км (при использовании параболических антенн 32 dB на скорости 6 Мбит/с). Предусмотрен специальный режим работы XR на пониженных скоростях (3 – 0.25 Мбит/c), увеличивающий чувствительность устройства на 10-13dB в случае резкого снижения уровня сигнала. В качестве БС РЭС «РАПИРА» позволяет организовать одновременную работу до 128 клиентов на сектор.

Радиомаршрутизатор РЭС «РАПИРА» имеет встроенные функции маршрутизатора, брандмауэра и сервера VPN, что позволяет сэкономить на этих устройствах и снизить стоимость инсталляции для каждого конечного клиента при использовании в качестве абонентской станции АС.

 

Типовые значения дальности и скорости

Типовые значения дальности работы оборудования рассчитаны для доступности канала 0,9995 (ITU 530-8). Запас в энергетике радиолинка 25dB. Диапазон 5ГГц.

Указанные дальности обеспечиваются при наличии прямой видимости, отсутствии помех в рабочей полосе частот, качественном монтаже разъемов, длине кабеля СВЧ марки 8D-FB не более 1метра и правильной юстировке антенн.

Таблица 1. Максимальная длина канала "точка-точка"

Применяются параболические антенны диаметром 0.9м с коэффициентом усиления 30 dB.

Скорость:

54 Мбит/c

36 Мбит/с

24 Мбит/с

18 Мбит/с

6 Мбит/с

Стандарт. версия, 50 мВт

6 Км

14 Км

22 Км

32 Км

50 Км

Версия PA400400 мВт

15 Км

30 Км

48 Км

56 Км

80 Км

Таблица 2. Организация связи между базовой станцией и абонентом

Применяются параболические антенны с коэффициентом усиления 30 dB со стороны абонентов и секторная антенна (16dB, 7° x 60°) со стороны базовой станции. Примерный расчет скоростей по направлениям (к абоненту / от абонента).

Расстояния, км

1 км

2 км

3 км

4 км

5 км

7 км

9 км

30 км  

БС400 мВт,
Абонент: 50 мВт

54 / 48

54-36 /
36-24

48-24/
24-18

36-24/
18-12

36-18/
18-9

24-18/
12-6

24 - 12 /
9- 6

0.5 XR /
0.25 XR

Близкие абоненты в условии городской застройки могут работать при отсутствии прямой видимости (NLOS), возможность такой работы для конкретного абонента должна определяться экспериментально.

РЭС "РАПИРА" реализует функциональность сразу нескольких устройств:


• 
беспроводного модема с развитыми средствами наблюдения за трафиком,
• маршрутизатора с поддержкой протоколов динамичсекой маршрутизации rip, ospf и bgp, а также QoS на уровне TCP/IP,
• межсетевого экрана с возможностью анализа и фильтрации трафика вплоть до уровня 7 модели OSI,
• сервера доступа, обеспечивающего создание туннелей VPN, PPtP шифрованных MPPE и авторизацию пользователей по протоколам PAP, CHAP, MS-CHAP

 

  Подавляющее большинство представленных на рынке беспроводных устройств, предназначенных для построения городских и территориально-распределенных беспроводных сетей, представляют собой простые бриджи, то есть устройства, работающие на канальном (MAC) уровне модели OSI и осуществляющие передачу кадров Ethernet из проводной среды в беспроводную и наоборот.

Проблема многолучевого распространения
Распространение сигналов в радиоэфире сопровождается возникновением всякого рода помех, источником которых служат сами распространяемые сигналы. Классический пример — эффект многолучевой интерференции сигналов. Вследствие многократного отражения сигнала от естественных преград один и тот же сигнал может попадать в приемник различными путями, имеющими разные длины. Следовательно, в точке приема результирующий сигнал представляет собой суперпозицию (интерференцию) многих сигналов.
Следствием многолучевой интерференции является искажение принимаемого сигнала. Особенно негативно многолучевая интерференция сказывается на широкополосных сигналах. Дело в том, что при использовании широкополосного сигнала в результате интерференции определенные частоты складываются синфазно, что приводит к увеличению сигнала, а некоторые, наоборот, — противофазно, вызывая ослабление сигнала на данной частоте. Говоря о многолучевой интерференции, возникающей при передаче сигналов, различают два крайних случая. В первом случае максимальная задержка между различными сигналами не превосходит времени длительности одного символа и интерференция возникает в пределах одного передаваемого символа. Во втором случае максимальная задержка между различными сигналами больше длительности одного символа, а в результате интерференции складываются сигналы, представляющие разные символы, и возникает так называемая межсимвольная интерференция (Inter Symbol Interference, ISI).
Наиболее отрицательно на искажение сигнала влияет межсимвольная интерференция. Поскольку символ — это дискретное состояние сигнала, характеризующееся значениями частоты несущей, амплитуды и фазы, то для различных символов меняются амплитуда и фаза сигнала, поэтому восстановить исходный сигнал крайне сложно. Чтобы избежать, а точнее, частично компенсировать эффект многолучевого распространения, используются частотные эквалайзеры, однако по мере роста скорости передачи данных либо за счет увеличения символьной скорости, либо из-за усложнения схемы кодирования, эффективность использования эквалайзеров падает.
В стандарте 802.11b с максимальной скоростью передачи 11 Мбит/с при использовании CCK-кодов схемы компенсации межсимвольной интерференции вполне успешно справляются с возложенной на них задачей, но при более высоких скоростях такой подход становится неприемлемым. Поэтому при более высоких скоростях передачи применяется принципиально иной метод кодирования данных – ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM).

Как устроен OFDM

Идея данного метода заключается в том, что поток передаваемых данных распределяется по множеству частотных подканалов и передача ведется параллельно на всех этих подканалах. При этом высокая скорость передачи достигается именно за счет одновременной передачи данных по всем каналам, а скорость передачи в отдельном подканале может быть и невысокой.
Поскольку в каждом из частотных подканалов скорость передачи данных можно сделать не слишком высокой, это создает предпосылки для эффективного подавления межсимвольной интерференции. При частотном разделении каналов необходимо, чтобы ширина отдельного канала была, с одной стороны, достаточно узкой для минимизации искажения сигнала в пределах отдельного канала, а с другой — достаточно широкой для обеспечения требуемой скорости передачи. Кроме того, для экономного использования всей полосы канала, разделяемого на подканалы, желательно как можно более плотно расположить частотные подканалы, но при этом избежать межканальной интерференции, чтобы обеспечить полную независимость каналов друг от друга. Частотные каналы, удовлетворяющие перечисленным требованиям, называются ортогональными. Несущие сигналы всех частотных подканалов (а точнее, функции, описывающие эти сигналы) ортогональны друг другу.
Важно, что хотя сами частотные подканалы могут частично перекрывать друг друга, ортогональность несущих сигналов гарантирует частотную независимость каналов друг от друга, а, следовательно, и отсутствие межканальной интерференции (рис. 1).

 

 

 

 

Рассмотренный способ деления широкополосного канала на ортогональные частотные подканалы называется ортогональным частотным разделением с мультиплексированием (OFDM). Для его реализации в передающих устройствах используется обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT), переводящее предварительно мультиплексированный на N-каналов сигнал из временного представления в частотное  (рис. 2).  

 

В протоколах 802.11a/g используется обратное преобразование Фурье с окном в 64 частотных подканала. Поскольку ширина каждого из 12 каналов, определяемых в стандарте 802.11а, имеет ширину 20 МГц, получаем, что каждый ортогональный частотный подканал имеет ширину 20 МГц: 64=312,5 кГц. Однако из 64 ортогональных подканалов используются только 52, причем 48 подканалов используются для передачи данных (Data Tones), а остальные - для передачи служебной информации (Pilot Тones).

Как OFDM борется с помехами
Одним из ключевых преимуществ метода OFDM является сочетание высокой скорости передачи с эффективным противостоянием многолучевому распространению. Если говорить точнее, то сама по себе технология OFDM не устраняет многолучевого распространения, но создает предпосылки для устранения эффекта межсимвольной интерференции. Дело в том, что неотъемлемой частью технологии OFDM является охранный интервал (Guard Interval, GI) — циклическое повторение окончания символа, пристраиваемое в начале символа (рис. 3)


 
Рис. 3. Охранный интервал GI.

 

Охранный интервал является избыточной информацией и в этом смысле снижает полезную (информационную) скорость передачи, но именно он служит защитой от возникновения межсимвольной интерференции. Эта избыточная информация добавляется к передаваемому символу в передатчике и отбрасывается при приеме символа в приемнике. Наличие охранного интервала создает временные паузы между отдельными символами, и если длительность охранного интервала превышает максимальное время задержки сигнала в результате многолучевого распространения, то межсимвольной интерференции не возникает (рис. 4).
  
Рис. 4. Избежание межсимвольной интерференции за счет использования охранных интервалов.

При использовании технологии OFDM длительность охранного интервала составляет одну четвертую длительности самого символа. При этом сам символ имеет длительность 3,2 мкс, а охранный интервал — 0,8 мкс. Таким образом, длительность символа вместе с охранным интервалом составляет 4 мкс.

Значения скоростей

Таблица 1: режим OFDM

Скорость передачи, Мбит/c

Тип модуляции

Скорость сверточного кодирования

Количество битов на символ в одном подканале

Общее количество битов в OFDM символе (48 подканалов)

Количество битов данных в OFDM символе

6

 BPSK

 1/2

 1

 48

 24

9

 BPSK

 3/4

 1

 48

 36

12

 QPSK

 1/2

 2

 96

 48

18

 QPSK

 3/4

 2

 96

 72

24

 16-QAM

 1/2

 4

 192

 96

36

 16-QAM

 3/4

 4

 192

 144

48

 64-QAM

 2/3

 6

 288

 192

54

 64-QAM

 3/4

 6

 288

 216

 Проблема падения производительности с ростом нагрузки


Другая, не менее важная проблема – резкое падение эффективности беспроводной сети при увеличении числа одновременно работающих станций и нагрузки на них. Эти два фактора неизбежно вызывают рост числа коллизий и приводят к дополнительным затратам времени на их разрешение. Как показывают опыт и результаты моделирования, эффективность беспроводной среды начинает резко снижаться при росте числа одновременно работающих станций выше 10 штук.
 

 


 


 

Тише едешь - дальше будешь


Чувствительность приемного тракта всех широкополосных средств возрастает при снижении скорости передачи. Для устройств IEEE 802.11a/g минимальная скорость работы составляет 6 Мбит/с. Дальнейшего снижения скорости стандарт не предусматривает. Таким образом, максимальный порог чувствительности для всех устройств составляет порядка -90dB.

В РЭС «РАПИРА» предусмотрен специальный режим XR, переход в который осуществляется автоматически при ухудшении уровня сигнала на приеме ниже пороговых -90dBm. В этом режиме устройство способно работать со скоростями 3Мбит/с; 2 Мбит/с; 1 Мбит/с; 0.5 Мбит/с; 0.25Мбит/с, что позволяет «выиграть» недостающие 10-16dB и во многих случаях сохранить связь ценой снижения скорости.

 

RAPIRA

 

Клиентские устройства

 

 

R1-CPE-F1

"1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц"

$704

 

 

R1-CPE-F2

"1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц, 63мВт"

$915

 

 

R1-CPE-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, радио 400мВт, 4.9ГГц - 6.0ГГц

$1 065

 

 

R1-CPE-F2325-PA400

1 Ethernet PoE, радио 400мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

$1 135

 

 

R1-CPE-F2324-PA400-FILTER

1 Ethernet PoE, радио 400мВт CCK, 500мВт OFDM, ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР 2.30ГГц - 2.39ГГц ОТ ПОМЕХ

$1 395

 

Базовые станции

 

 

R1-AP1-F1

"1 Ethernet PoE, 1 радио, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц, -35°... 55° C"

$1 282

 

 

R1-AP1-F2

"1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц, 63мВт"

$1 465

 

 

R1-AP1-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт, 4.9ГГц - 6.0ГГц

$1 715

 

 

R1-AP1-F2325-PA400

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

$1 828

 

 

R1-AP1-F2324-PA400-FILTER

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт CCK, 500мВт OFDM, ПОЛОСОВОЙ ФИЛЬТР 2.30ГГц - 2.39ГГц ОТ ПОМЕХ

$2 323

 

 

R1-AP2-F2

"1 Ethernet PoE, 2 радио, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц"

$1 748

 

Клиентские устройства с системой термостатирования Arctic ( -60°... 55° C)

 

 

R1-CPE-F1

"1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц"

$998

 

 

R1-CPE-F2

"1 Ethernet PoE, радио 63мВт, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц, 63мВт"

$1 165

 

 

R1-CPE-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, радио 400мВт, 4.9ГГц - 5.4ГГц

$1 332

 

 

R1-CPE-F2325-PA400

1 Ethernet PoE, радио 400мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

$1 398

 

Базовые станции с системой термостатирования Arctic ( -60°... 55° C)

 

 

R1-AP1-F1

"1 Ethernet PoE, 1 радио, 2.4 - 2.5ГГц; 5.15-5.35ГГц; 5.47-5.85ГГц"

$1 498

 

 

R1-AP1-F2

"1 Ethernet PoE, 1 радио, 2.3 - 2.5ГГц; 4.9 - 6.1ГГц"

$1 832

 

 

R1-AP1-F4960-PA400

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт, 4.9ГГц - 5.4ГГц

$2 082

 

 

R1-AP1-F2325-PA400

1 Ethernet PoE, 1 радио 400мВт, 2.3ГГц - 2.5ГГц

$2 198

 

 

COM

Консольный интерфейс COM 38400

47,2

 

 Но WiMax дорог. Лучше и тоже самое на типовых картах WiFi.  Режим Ad Hoc. Приятной неожиданностью для многих из вас будет то, что простая Ad - Hoc сеть может включать сразу несколько компьютеров, которые можно без проблем связать между собой в одноранговой сети со случайной конфигурацией и обеспечить простой выход в Интернет. www.intr.ru/contentid-6.html

Простые объяснения настроек тут http://www.ixbt.com/comm/prac-small-lan2.shtml

 В обратном канале запросов можно использовать разное оборудование стандарта 802.1х   100-1000mW (так как везде в сельских школах действуе новые правила ГКРЧ - 4 категория населенных пунктов, можно мощность иметь 1Ватт!),  20-100$. Есть антенны 15dB коллинеарные, например GP24. И паралельно ей направленные на 27dB чтобы пробивать 2-5 трасс на 10-30км до соседних деревень. Включаем режим Ad Hoc и получаем WiFi однораговую сеть где каждый абонент может быть ретранслятором, маршрутизатором и шлюзом Интернета. Куда уж проще.

www.demarctech.com/products/reliawave-rwu/reliawave-rwu-400mw-atheros-802.11a-mini-pci-to-pci-card.html

 

Альтернатива в очень дальние уголки:

 

Конроллер пакетной связи SPIRIT-2 (TNC2-совместимый). 

Протоколы АХ25/Х25 с режимами:

TAPR (канальный с ретрансляций на 8 шагов за горизонт) с переходом в KISS-интелектуальный буфер для создания шлюзов АХ25/Интернет,

TheNet (сетевой с маршрутизацией по алгоритмам  DAMA-канал по требованию) 

ROSE-чистый протокол Х25.  

Модем GMSK (G3RUH с полиномом скремблера 17 порядка) без перемежения и турбосвертки BER=13dB при вероятности ошибки 10е-5.

Модификации по скоростям: 9600, 9600/19200, 9600/38400, 38400/57600 Бит/с

Стоимось 269$ 

 

 

 

 

Подробности   http://www.paccomm.com/spirit.html  К ним надо любую рацию на 144МГц или на 27МГц (в безлицензионном участке частот) с соотвествующей полосой пропускания в основной немодулированной полосе низких звуковых частот. 269$ плюс рация (усилитель на 10-25 Ватт 50$ со встроенной однокристальным трансивером MLХ90121 5$ например) и плюс коллинеарная антенна 80$ будет не более ~ 400$

Однокристальные усилители радиочастотные до 1-1300МГц до 20 ватт http://www.platan.ru/pdf/00835.pdf Цены не более 20$

 Дороговато, но на 3% от 46 тыс на 144МГц пойдет, потому что огибает рельеф. Дистанция до 70-90км. При средней высоте антенн 20 метров. Антенны лучше колинеарные на 9-11dB. Проще установка.

Радиомодем 1090€ - (Трансивер 144-145MHz, 25W, TNC2  AX25, GMSK модем без перемежения и турбосвертки на 153 kbps BER=13dB 10e-5) Режимы TAPR/KISS, TheNet, ROSE.
Радиомодем 936€  - (Трансивер 25W, 430-440MHz, TNC2 AX25, модем GMSK без перемежения и турбосвертки на 153 kbps, BER=13dB 10e-5)  Режимы TAPR/KISS, TheNet, ROSE.

 

http://www.symek.com/g/trx.html  Кстати, на этом же сайте представлены классические TNC2 и модем GMSK от 9600 ряд  до  614.4 kbps всего 120$ !!! без пермежения и турбосвертки BER=13dB 10e-5. 

 

Интеграл400 Рация 5-40W 430Мгц, модем FX589 19200Бит/с (BER=13dB). Порт RS232. 3 пакетныых протокола. 800$ www.modemradio.ru

 

 Чудо пакетной беспроводной связи из Чехии от фирмы РАКОМ!!! Шляпу снять перед ними надо. Но можно в 10 раз скорость поднять при той же полосе в эфире. Дать на этой же железке 250кБит/с в полосе эфира 25кГц с BER=0-3dB при вероятности ошибки 10е-5, и спектральной эффективности 10bps/Hz эфира. Весь софт под Linux. Racom, а у вас нет ли  желания улучшить свою продукцию и расширить рынок сбыта?  

 

MR160 фирмы Racom. Рация 5-25W 144-430МГц, модем GFSK 21.68кБит/с в полосе эфира 25кГц, режим 9 каналов по 25 кгц с автоматическим перераспределением нагрузки,  (BER=13dB), контроллер пакетирования (70 протоколов), 2RS232, порт Ethernet, цена 160$ 

MW160, MX160 (full duplex) 192кБит/с в полосе 200кГц. 5-25W. (А моглобы быть 2МБит/секунду. Жаль...)
Каждый комплект что на рисунке (пакетный контроллер + модем +рация) работает по умолчанию как ретранслятор.

 
http://www.racom.cz/eng/www/products/mr400.html?PHPSESSID=97c1c6c5e7fbfda70786860b98cdeb1f

Следует учитывать, что контроллер пакетной связи может быть и программным  типа TFPCX, L2, звуковая карта компа она и модем, но  рация всегда аппаратная. Например на RS232 (сети по RS232 двупроводный вариант). Программа LanCom на 26 абонентов. Поэтому, наиболее низкая цена в системах

http://www.symek.com/g/preise.html