Точка многоточка что это
Точка-многоточка
По состоянию на 2003 год соединения point-to-multipoint наиболее часто использовались для беспроводного доступа к интернету и предоставления услуг IP-телефонии посредством радиосвязи на гигагерцовых радиочастотах. Системы point-to-multipoint разработаны как одно- и двунаправленные. В них центральная антенна или массив антенн передаёт сигнал на несколько других антенн, и система использует множественный доступ с разделением по времени для получения трафика по каналу обратной связи.
Связанные понятия
Сетевой уровень (англ. Network layer) — 3-й уровень сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
В телекоммуникации и информатике под последовательной передачей данных понимают процесс передачи данных по одному биту за один промежуток времени, последовательно один за одним по одному коммуникационному каналу или компьютерной шине, в отличие от параллельной передачи данных, при которой несколько бит пересылаются одновременно по линии связи из нескольких параллельных каналов. Последовательная передача всегда используется при связи на дальние расстояния и в большинстве компьютерных сетей, так как.
В информационных технологиях и связи, мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала, то есть передача нескольких потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу.
Топология типа общая ши́на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
MikroTik: настройка беспроводного моста точка-точка (PtP) и точка-многоточка (PtMP)
Главная страница » Оборудование » Маршрутизаторы » MikroTik » MikroTik: настройка беспроводного моста точка-точка (PtP) и точка-многоточка (PtMP)
Преамбула
В результате падения дерева была оборвана линия связи между заводскими цехами. В результате аварии без связи остался один цех (интернет, IP-телефония) и пропал доступ к нескольким камерам видеонаблюдения.
Освоить MikroTik Вы можете с помощью онлайн-куса «Настройка оборудования MikroTik». Курс содержит все темы, которые изучаются на официальном курсе MTCNA. Автор курса – официальный тренер MikroTik. Подходит и тем, кто уже давно работает с микротиками, и тем, кто еще их не держал в руках. В курс входит 162 видеоурока, 45 лабораторных работ, вопросы для самопроверки и конспект.
В качестве временного решения был поднят радиомост из того что было под рукой (TP-Link). Одновременно были заказаны микротики.
И вот они пришли, приступаем к настройке.
Настройка
Подопытные: MikroTik SXT SA5 ac (RBSXTG-5HPacD-SA), актуальная версия RouterOS на момент написания статьи 6.45.9 (long-term).
В первую очередь обновляем версию RouterOS до актуальной и сбрасываем все настройки. Как это делать описывать не буду, если кто не знает можете прочитать в одной и моих предыдущих записей.
Так же не буду описывать как сменить пароль администратора и тому подобные базовые вещи, приступим сразу к настройке радиомоста и начнём с точки, которая будет выполнять функции базовой станции (BS).
Все настройки рекомендую производить в своём кабинете и на место уже устанавливать полностью настроенными.
Настройка базовой станции
Изначально Wireless Protocol я настраиваю как nv2 nstreme 802.11, затем после установки на месте я на базовой станции переключаюсь между nv2 и 802.11 и смотрю какой из них лучше себя ведёт в плане скорости и устойчивости. Если 802.11 показывает себя быстрее, то оставляю его и наблюдаю в течении некоторого времени на предмет срабатывания DFS (Dynamic Frequency Selection). Если в логах появляется запись вроде такой
то переключаю BS на nv2 и забываю об этой проблеме.
Ещё один момент на который стоит обратить внимание. При работе по протоколу nv2, Security Profiles не используется. На вкладке с настройкой NV2 устанавливается свой PSK.
Antenna Gain берём из документации на устройство на сайте MikroTik. Вообще данный параметр указывает на сколько нужно понизить выдаваемую мощность передатчика, которая компенсируется коэффициентом усиления антенны что бы не нарушать законодательство страны.
Band, Channel Width и Frequency выбираем по радиообстановке на месте.
Mode для базовой станции устанавливаем ap bridge.
Настройка клиентской точки
Настройка клиентской точки по сути ничем не отличается от настройки базовой станции кроме двух пунктов.
В настройках wlan1 Mode выбираем station bridge и Adaptive Noise Immunity выбираем client mode.
Отличия точка-точка (P2P) и точка-многоточка (P2MP)
С точки зрения настроек отличие только одно – на базовой станции Mode устанавливается или bridge или ap bridge.
В первом случае работаем точка-точка, во втором точка-многоточка.
Так же если на точке выполняющей роль базовой станции установлена лицензия level 3, то работа в режиме ap bridge невозможна. Ну или работать будет по принципу кто первый сел, тот и съел )) Хотя последнее не проверял, у меня нет точек с такой лицензией.
Выбор устройства для беспроводного моста
Собственно то, с чего следовало начать данную статью ))
Есть официальные рекомендации от MikroTik по выбору устройств в зависимости от расстояния и режима работы, остаётся только привести их здесь и следовать рекомендациям ))
Установка на месте
В моём конкретном случае антенны никак не юстировал, устанавливал на “глазок”. Небольшое расстояние плюс секторная антенна на 90 градусов позволяли это сделать. А вообще есть встроенная утилита для настройки направления антенны. Для её использования на базовой станции устанавливается Mode alignment only и на клиентской станции запускается утилита Align из меню настроек wlan.
Так как сам ею не пользовался, а переписывать чужое не в моих правилах, то и описание пока опущу. Как только воспользуюсь так сразу восполню данный пробел.
А пока просто приведу скриншот вкладки статус подключения.
Освоить MikroTik Вы можете с помощью онлайн-куса «Настройка оборудования MikroTik». Курс содержит все темы, которые изучаются на официальном курсе MTCNA. Автор курса – официальный тренер MikroTik. Подходит и тем, кто уже давно работает с микротиками, и тем, кто еще их не держал в руках. В курс входит 162 видеоурока, 45 лабораторных работ, вопросы для самопроверки и конспект.
Там, где Wi-Fi не справляется. Применение проприетарных беспроводных технологий в промышленности и не только
Вдохновившись интересом к моему посту по проводным промышленным сетям, хочу продолжить свои изыскания и рассказать о беспроводных технологиях. Существует множество сценариев беспроводных подключений, где самые распространённые технологии – Wi-Fi и LTE не вполне справляются. В этих случаях стоит обратиться к проприетарным беспроводным технологиям. Одним из таких решений под названием Ultra-Reliable Wireless Backhaul недавно обзавелась компания Cisco. Предлагаю в нем разобраться, посмотреть где такие решения применяются – вместо или вместе с стандартными технологиями, и как там устроена передача данных.
Для чего это нужно?
Решение Cisco Ultra-Reliable Wireless Backhaul выросло из продуктов приобретённого компанией Cisco производителя FluidMesh. Оно призвано обеспечить высокоскоростную беспроводную передачу данных на большие расстояния на стационарных и движущихся объектах.
Несмотря на наличие в названии слова Wireless, важно не путать его с привычным Wi-Fi. В сетях Wi-Fi у нас есть точки доступа и стандартизованные клиентские устройства – ноутбуки, смартфоны, планшеты. Бывает, что вместо клиентского устройства подключается ещё одна точка доступа – получается Wi-Fi-мост, из мостов можно составить Mesh-сеть, но это не совсем то, для чего Wi-Fi придуман и не то, где он проявляет себя лучше всего.
В случае с Ultra-Reliable Wireless Backhaul клиентских устройств у нас нет. Есть только устройства, которые умеют принимать и передавать данные по специальной проприетарной технологии. Для того, чтобы подключить клиентское устройство, необходимо использовать Ethernet-коммутатор и/или точку доступа Wi-Fi, подключив их к устройству Ultra-Reliable Wireless Backhaul кабелем.
Проще всего представить, что нам нужно соединить некие локации высокоскоростным кабелем, но протягивать его дорого, сложно или, в случае с подвижными объектами, невозможно. Поэтому мы ставим приёмопередатчики и делаем этот «кабель» беспроводным. Получается опорная сеть, в англоязычной терминологии — Wireless Backhaul.
Примеры использования
Стационарное соединение «точка-точка»
Самый простой пример всё тот же: вам нужно подключить новое здание на территории, скажем, завода к общей сети, а оптику туда прокладывать дорого и долго. Мост, построенный на оборудовании Cisco, позволит быстро и дёшево обеспечить подключение до 500Мбит/с. Если необходимо, можно поставить две пары устройств и получить 1Гбит/с.
Точно также решается задача подключения к сети строительных площадок. Здесь протягивать оптику смысла, как правило, вообще нет, в том числе и потому, что её скорее всего порвут.
Стационарное соединение «точка-многоточка»
Здесь хороший пример – подключение камер видеонаблюдения на территории вокруг основного здания – управления завода, торгового центра и т.п. Камеры чаще всего устанавливаются на фонарные столбы, где электропитание уже подведено ради самих фонарей, а вот с подведением Ethernet-кабеля возникает вопрос. Чтобы этого избежать – можно ставить вместе с камерами простейшие устройства Ultra-Reliable Wireless Backhaul и с каждого столба передавать данные на устройства, установленные на здание.
Транспортные средства и другие мобильные объекты
Особенности технологии Cisco Unified Wireless Backhaul, о которых пойдёт речь чуть ниже, позволяют обеспечивать очень высокое качество связи с подвижными объектами.
— На предприятиях, добывающих полезные ископаемые открытым способом с её помощью организуется связь для сбора данных телеметрии и местоположения с карьерной техники. По периметру карьера устанавливаются стационарные устройства Cisco Unified Wireless Backhaul с антеннами, направленными внутрь карьера, а на технике – мобильные с всенаправленными антеннами. Пропускной способности при этом хватает даже для передачи видео с камер, установленных на машинах.
— В шахтах Ultra Reliable Wireless Backhaul может быть использован для организации связи с машинами или поездами, ходящими внутри. Схема аналогичная: ряд стационарных устройств ставится в тоннеле для обеспечения покрытия, а мобильные устойства – на технике. Для шахт могут быть интересны и варианты стационарного использования: раздача Wi-Fi для работников, использующих планшеты, телефоны, радиометки, сбор данных и управление автоматикой – вентиляция, устройства SCADA и т.д.
— Связь между «землёй» и обычным пассажирским поездом: для раздачи Wi-Fi и сбора данных видеонаблюдения в последнем.
— Внутри железнодорожного состава Wireless Backhaul может быть использован для обеспечения связи между вагонами: два устройства устанавливаются в разных вагонах со специальными антеннами, направленными друг на друга.
— Приём и передача данных в лифты в высотных зданиях для обеспечения работы видеонаблюдения, Wi-Fi и передачи контента на мониторы, расположенные в лифтовых кабинах. Для таких целей традиционно используются специальные дорогие и сложные в установке кабели. Беспроводное решение может оказаться надёжнее и дешевле.
Зачем нужно проприетарное решение?
Кажется, что все описанные выше задачи можно решить с помощью обычного Wi-Fi, а для ситуаций, где необходима передача данных на большие расстояния – LTE. Однако возникает целый ряд проблем:
Как устроено?
Решение Ultra-Reliable Wireless Backhaul не единственное в своём роде в том смысле, что и другие производители предлагают реализации опорных сетей на базе проприетарных протоколов беспроводной передачи данных. В чём особенность Wireless Backhaul?
“Физика” от Wi-Fi
Физический уровень передачи данных реализован на чипах, полностью аналогичных тем, что используются в устройствах Wi-Fi последнего поколения (IEEE 802.11ax). Это значит, что и частоты, и каналы передачи данных используются те же самые, а значит, с точки зрения регулирующих органов, установка устройства FluidMesh выглядит также, как установка точки доступа, вещающей в нелицензируемом диапазоне 5ГГц.
В отличие от обычного Wi-Fi, физика Ultra-Reliable Wireless Backhaul даже на очень больших расстояниях способна обеспечивать MIMO.
«Логика» от операторских сетей связи
На канальном и сетевом уровнях в решении Ultra-Reliable Wireless Bakchaul используется протокол под названием PRODIGY 2.0, основанный на MPLS. MPLS – это технология передачи данных в сетях операторов связи, обеспечивающая высокую производительность и хорошую управляемость таких сетей. Использование такого протокола позволяет обеспечить качество обработки трафика – прежде всего, предсказуемую задержку передачи, которая так важна для аудио, видео и телеметрии реального времени. Для приоритетных приложений обеспечивается задержка меньше 0.3мс.
Пропускная способность
Доступная пропускная способность соединения «точка-точка» — до 500Мбит/с. Устройства Ultra-Reliable Wireless Backhaul умеют выбирать DataRate так, чтобы он не менялся непредсказуемо при изменении расстояния или хендовере, как это происходит в Wi-Fi-сетях.
Действительно бесшовный хендовер
Протокол PRODIGY 2.0 имеет продвинутые механизмы хендовера – переключения с одной базовой станции на другую. В обычном Wi-Fi переключение происходит следующим образом: при падении соотношения шум/сигнал ниже порогового значения клиентское устройство переключается на другую доступную точку доступа с максимальным соотношением шум/сигнал. При этом это клиентское устройство ничего не знает о том, насколько хорошо будет работать связь с новой точкой. Кроме того, как уже говорилось выше, чтобы переключиться на новую точку ему необходимо сначала разорвать соединение с предыдущей, то есть существует промежуток времени, хоть и короткий, в течение которого данные передаваться не могут. Даже при так называемом «бесшовном» хендовере. В протоколе PRODIGY 2.0 на устройствах Ultra-Reliable Wireless Backhaul переключение реализовано иначе: обмениваясь данными с текущей базовой станцией, устройство ищет вторую доступную, устанавливает с ней соединение, тестирует его и только потом переключает в него поток данных.
Перестроение Mesh-сети при отказе
Mesh-сети строятся из некоторого количества беспроводных точек доступа или базовых станций, передающих данные от одной к другой. В случае отказа одного из устройств, его соседи должны оперативно перестроить передачу данных через другие доступные, если это возможно. Сеть Ultra-Reliable Wireless перестраивается менее чем за 500мс.
Безопасность
Здесь всё просто: помимо встроенных механизмов шифрования трафика с помощью AES, передача данных с использованием проприетарного протокола остаётся невидимой для анализаторов Wi-Fi. Подменить базовую станцию, чтобы подключиться к вашей сети, у злоумышленника тоже не получится – от этого защищает механизм аутентификации.
От попыток заглушить сеть шумами защищает механизм автоматической смены частот (Frequency Hopping).
Поддержка PROFINET
Ultra Reliable Wireless Backhaul умеет правильно передавать пакеты, относящиеся к работе распространённого протокола промышленной автоматизации PROFINET. Применение технологии допускается и в сетях PROFINET Conformance Class B.
Структура сети
С простыми случаями, вроде соединений «точка-точка» всё понятно. Структуру же большой сети Ultra Reliable Wireless Backhaul, проще всего понять по аналогии с Wi-Fi.
Сама сеть строится из базовых станций – это аналоги точек доступа.
Шлюзы (Gateway) выполняют агрегацию MPLS трафика и являются его точкой выхода в сеть предприятия. Шлюзы не обязательная составляющая решения, поскольку они не являются беспроводным контроллером в понимании Wi-Fi решений. Каждая базовая станция может выполнять роль шлюза, но ограничена пропускной способностью в 500 Мбит/с. Если необходима суммарная пропускная способность выше 500 Мбит/с, тогда нужна установка шлюза. Шлюзы доступны для пропускной способности 1 Гбит/с и 10 Гбит/с.
Дополнительно ко всему этому прилагается система мониторинга FM-Monitor и система управления RACER – аналог в Wi-Fi – Cisco Prime Infrastructure или DNA Center.
Здесь аналогия с Wi-Fi-заканчивается. В плане взаимодействия точек доступа между собой сеть больше похожа на проводные Ethernet-сети:
Создание линков точка-многоточка на оборудовании Ubiquiti Networks.
Операторские беспроводные сети точка-многоточка в последнее время получили большое распространение. Это вполне логично, так как во многих ситуациях нерентабельно протягивать до абонентов километровые кабельные трассы. Особенно остро подобная проблема встает при развертывании клиентской сети в сельской местности, где множество абонентов рассеянны по большой площади, а также на территориях, где вследствие различных причин затруднена прокладка линии.
При развертывании операторской беспроводной сети создается базовая станция, производительность которой подбирается в зависимости от необходимой зоны покрытия и количества абонентов.
Для подключения к ней используются специальные клиентские устройства, в роли которых обычно выступают младшие модели профессиональных точек доступа.
Оборудование для создания WiFi сетей провайдерского уровня выпускают разные производители, однако самым популярным из них по праву является Ubiquiti Networks. Начав свою деятельность в 2005 году, Ubiquiti Networks сходу взорвала рынок, выпустив первую всепогодную точку доступа стоимостью порядка ста долларов, что для своего времени было революционно низкой ценой для оборудования такого класса. Благодаря неизменному качеству продукции и доступным ценам, из небольшой фирмы Ubiquiti Networks превратилась в гиганта рынка с капитализацией более 3 млрд долларов.
Сегодня в ассортименте Ubiquiti Networks присутствует самое разнообразное беспроводное оборудование – от бытовых роутеров до профессиональных радиорелейных станций собственной разработки, запатентован ряд уникальных технологий.
Для развертывания базовых станций инженерами компании разработано несколько серий оборудования, которое использует частоты от 900 МГц до 5 ГГц. Выбор частоты зависит от того, где вы собираетесь использовать оборудование, так как каждый диапазон имеет свои преимущества и недостатки.
Наиболее распространенный диапазон 2.4 ГГц (точки доступа M2) имеет хорошую проникающую способность и обеспечивает высокую скорость передачи данных. Кроме того, его поддерживают все существующие WiFi устройства, и базовая станция позволяет подключаться к ней на небольшом расстоянии даже маломощным устройствам, например, смартфонам или ноутбукам. Обратной стороной популярности является сильнейшая зашумленность данного диапазона, поэтому его использование оправданно в местности, где невелика загрузка эфира – например, за городом.
Диапазон 5 ГГц (точки доступа M5) имеет несколько худшую проникающую способность, но обеспечивает рекордную скорость передачи данных, так как новейший стандарт WiFi 802.11 ac использует именно эти частоты. Кроме того, диапазон 5 ГГц реже используется и не так зашумлен.
Диапазон 900 МГц (точки доступа M900) является нестандартным и имеет более низкие скорости передачи данных, однако его главным преимуществом является возможность работы при частичном отсутствии прямой видимости за счет большей длины волны.
Диапазон 3 ГГц, предлагаемый Ubiquiti Networks (точки M3) по свойствам не сильно отличается от 2.4 ГГц, однако практически не зашумлен.
Следует отметить, что оборудование Ubiquiti Networks, работающее в нестандартных диапазонах, использует фирменный протокол AirMAX, который превосходит WiFi по качеству связи благодаря примененной схеме TDMA поллинга с выделением каждому клиенту персонального тайм-слота отправки данных, что исключает возникновение коллизий.
В стандартных диапазонах у оборудования серии AirMax возможен выбор между протоколами.
Для создания небольших по мощности базовых станций при малом количестве подключенных клиентов хорошо подойдут точки доступа серии Bullet.
Эти устройства, чем-то напоминающие пулю, имеют миниатюрные размеры. Длина цилиндрического корпуса составляет всего лишь 15 см при диаметре в 3.1 см. Точки доступа не имеют встроенных WiFi антенн, но благодаря малому весу и размерам крепятся непосредственно к антенному разъему, что позволяет не использовать фидерный кабель. Несмотря на свой размер, мощность Bullet достигает 28 dBm. Максимальная канальная скорость передачи данных для серии составляет 150 мб/сек.
В случае, когда необходимо обеспечить более высокие скорости, для подключения группы из нескольких абонентов можно использовать точки доступа серии NanoStation.
Благодаря наличию встроенной секторной антенны, NanoStation более эффективно используют мощность встроенного радиомодуля, позволяя сконцентрировать всю излучаемую энергию в области нахождения абонентов. Использованная антенная конфигурация mimo 2×2 обеспечивает канальную скорость до 300 мб/сек.
При подключении большого количества абонентов и высокой сетевой нагрузки следует использовать точки доступа Rocket, которые обладают наибольшей производительностью и пропускной способностью.
В зависимости от выбранной модели, Rocket могут быть изготовлены в корпусе повышенной прочности из авиационного сплава (серия Titanium), поддерживать GPS синхронизацию передачи данных. Также следует отметить, что в серию входят устройства с поддержкой стандарта WiFi 802.11 ac, которые обеспечивают скорость передачи данных более 450 мб/сек. Встроенных WiFi антенн Rocket не имеют, для совместного использования с точками доступа хорошо подойдут фирменные WiFi антенны AirMax Sector и AirMax Omni, имеющие высокий коэффициент усиления. AirMax Sector также могут использоваться при создании базовых станций из нескольких точек доступа с разделением по секторам.
Естественно, после развертывания базовой станции возникает вопрос о выборе клиентского оборудования. Оптимальным здесь будет использование NanoStation Loco.
При довольно низкой стоимости, эти точки доступа обладают высокой мощностью и оснащены встроенной секторной антенной. В случае большого удаления клиента от базовой станции для подключения можно использовать младшие версии радиомостов NanoBeam и PowerBeam, так как эти модели имеют узконаправленные антенны с очень высоким коэффициентом усиления.
Развертывая беспроводную сеть точка-многоточка не следует забывать, что все устройства WiFi работают в высокочастотном диапазоне, специфика которого заключается в необходимости прямой видимости между станциями для успешной установки связи.