Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с High speed multimedia )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Высокоскоростное мультимедийное радио ( HSMM ) - это реализация высокоскоростных беспроводных сетей передачи данных TCP / IP по распределению любительских радиочастот с использованием коммерческого готового оборудования (COTS), такого как точки доступа Wi-Fi 802.11 . Это возможно, потому что нелицензированные диапазоны частот 802.11 частично перекрываются с любительскими радиодиапазонами и диапазонами ISM во многих странах. Только лицензированные радиолюбители могут на законных основаниях использовать усилители и антенны с высоким коэффициентом усиления на любительских радиочастотах для увеличения мощности. и охват сигнала 802.11.

Типичное оборудование, используемое для HSMM ( Linksys WRT54G )

Основы [ править ]

Идея этой реализации состоит в том, чтобы модифицировать коммерческое оборудование 802.11 для использования на лицензированных любительских радиочастотах. Основные полосы частот, используемые для этих сетей: 900 МГц (33 см) , 2,4 ГГц (13 см) , 3,4 ГГц (9 см) и 5,8 ГГц (5 см) . [1] [2] [3] [4] [5] [6] Поскольку нелицензированные полосы частот 802.11 или Wi-Fi перекрываются с любительскими частотами, для доступа к этим лицензированным частотам требуется только специальная прошивка. Такие сети могут использоваться для экстренной связи при операциях по оказанию помощи при бедствиях, а также в повседневной радиолюбительской работе. коммуникации (хобби / общение).

Возможности [ править ]

HSMM может поддерживать большую часть трафика, который в настоящее время выполняет Интернет, включая видеочат, голосовую связь , обмен мгновенными сообщениями , электронную почту, Интернет ( HTTP ), передачу файлов ( FTP ) и форумы . Единственное отличие состоит в том, что с HSMM такие сервисы реализуются сообществом, а не коммерчески и в основном беспроводные. HSMM может даже быть подключен к Интернету и использоваться для веб-серфинга, хотя из-за правил FCC в отношении разрешенного контента это делается только при прямом использовании для радиолюбительских мероприятий (в соответствии с частью 97). Используя направленные антенны и усилители с высоким коэффициентом усиления, возможны надежные беспроводные соединения на большие расстояния на многие километры, которые ограничиваются только распространением.и радиогоризонта .

Пропускная способность и скорость [ править ]

В сетях HSMM чаще всего используется профессиональное оборудование с более узкой полосой пропускания канала, например 5 или 10 МГц, для увеличения диапазона. Обычно в сетях используется канал -2 с полосой пропускания 5 МГц. Для линий дальнего действия, выходящих за пределы мегаполисов, можно использовать модуляцию 802.11b DSSS или оборудование 802.11ah (900 МГц), что дополнительно увеличивает дальность за счет скорости.

Частоты и каналы США / Федеральной комиссии по связи [ править ]

Ниже приведен список каналов 802.11, которые перекрываются в любительском радиодиапазоне в соответствии с FCC в США . Обратите внимание, что любительский диапазон 5 см простирается от 5,65 до 5,925 ГГц, так что существует много частот за пределами блока ISM / UNII Части 15, используемого для 802.11a. Многие точки доступа 802.11a коммерческого уровня могут также работать между обычными каналами, используя разнос каналов 5 МГц вместо стандартного разноса каналов 20 МГц. Каналы 132, 136 и 140 802.11a доступны только для нелицензионного использования в регионах ETSI . Каналы и частоты, отмеченные красным , использовать нельзя.

Следующие изображения показывают перекрывающиеся отношения нелицензионных диапазонов Part 15 и лицензионных диапазонов Part 97. Изображения не в масштабе.

3,4 ГГц 802.11b / g

5,8 ГГц 802.11a

Используемые сокращения : ( любительское радио ) ( ISM ) ( радар )

Каналы и мощность [ править ]

FCC / США [ править ]

802.11a [ править ]

Радиолюбительский диапазон 802.11a состоит из 30 перекрывающихся каналов в диапазоне 5,650–5,925 ГГц (5 см). Стандарт 802.11a использует OFDM или « мультиплексирование с ортогональным частотным разделением » для передачи данных и поэтому не классифицируется как расширение спектра . Из-за этого на оборудование 802.11a не распространяются правила питания, указанные в § 97.311 части 97 Федеральной комиссии по связи, а максимальная допустимая выходная мощность составляет 1500 Вт (Вт) в режиме PEP .

802.11b [ править ]

Радиолюбительский диапазон 802.11b состоит из 8 перекрывающихся каналов в диапазоне 2,390–2,450 ГГц (13 см). Спецификация 802.11b использует расширенный спектр прямой последовательности (DSSS) для передачи данных и подчиняется правилам FCC Part 97 § 97.311 . Следовательно, максимально допустимая выходная мощность в США составляет 10 Вт PEP .

802.11g [ править ]

Радиолюбительский диапазон 802.11g состоит из 8 перекрывающихся каналов в диапазоне 2,4 ГГц (13 см). Стандарт 802.11g использует OFDM или « мультиплексирование с ортогональным частотным разделением » для передачи данных и поэтому не классифицируется как расширение спектра . Из-за этого на оборудование 802.11g не распространяются правила питания, указанные в § 97.311 части 97 Федеральной комиссии по связи, а максимальная допустимая выходная мощность составляет 1500 Вт PEP .

802.11n [ править ]

Радиолюбительский диапазон 802.11n состоит из 8 перекрывающихся каналов в диапазоне 2,4 ГГц (13 см). Стандарт 802.11n использует OFDM или « мультиплексирование с ортогональным частотным разделением » для передачи данных и поэтому не классифицируется как расширение спектра . Из-за этого на оборудование 802.11n не распространяются правила питания, указанные в § 97.311 части 97 Федеральной комиссии по связи, а максимальная допустимая выходная мощность составляет 1500 Вт PEP .

802.11y [ править ]

Радиолюбительский диапазон 802.11y состоит из 24 перекрывающихся каналов в диапазоне 3,4 ГГц (9 см). Стандарт 802.11y использует OFDM или « мультиплексирование с ортогональным частотным разделением » для передачи данных и поэтому не классифицируется как расширение спектра . Из-за этого на оборудование 802.11y не распространяются правила питания, указанные в § 97.311 части 97 Федеральной комиссии по связи, а максимальная допустимая выходная мощность составляет 1500 Вт PEP .

Совместное использование частот [ править ]

FCC / США [ править ]

802.11a [ править ]

Полоса 5 см используется совместно фиксированной спутниковой службой в Районе 1 МСЭ и радиолокационной службой. В Регионе 2 МСЭ (США) основным пользователем является военная радиолокация, в частности военно-морской радар. Радиолюбители имеют второстепенные привилегии перед Федеральной радиолокационной службой во всем диапазоне и не могут создавать помех этим пользователям. Операторам-любителям, распределенным в этой полосе, на совместной вторичной основе с ISM.приборы и космические исследования. Любители, операторы космических исследований и операторы ISM имеют «право работать». Из-за отсутствия большого количества пользователей Части 15 (по сравнению с 2,4 ГГц) уровень шума, как правило, ниже во многих частях США, но может быть довольно перегруженным в городских центрах и на горных вершинах. Как правило, следует избегать частот 5,6–5,65 ГГц (канал 132), чтобы не создавать помех для метеорологических радиолокационных станций TDWR .

802.11b / g / n [ редактировать ]

Полоса частот 13 см используется пользователями Части 15, а также Федеральной радиолокационной службой и устройствами ISM (промышленными, научными, медицинскими). Радиолюбители имеют второстепенные привилегии перед Федеральной радиолокационной службой во всем диапазоне и не могут создавать помех этим пользователям. Радиолюбители имеют первичные привилегии для устройств ISM в диапазоне 2.390–2.417 ГГц и вторичные привилегии в диапазоне 2.417–2.450 ГГц. Из-за большого количества пользователей Части 15 уровень шума в этой полосе имеет тенденцию быть довольно высоким.

802.11y [ править ]

Полоса частот 9 см используется совместно с фиксированными службами и связью космос-Земля. Радиолюбители, использующие этот диапазон, не могут создавать помех другим лицензированным пользователям, включая правительственные радиолокационные станции. Небольшое количество пользователей делает эту полосу тихой.

Идентификация [ править ]

Как и в любом любительском режиме радиосвязи, станции должны идентифицироваться не реже одного раза в 10 минут. Один приемлемый способ для этого заключается в передаче своего позывного внутри эхо - запроса (обычно известный как пинг ). Если точка доступа установлена ​​на «ведущую», то позывной пользователя может быть установлен как « SSID », и поэтому он будет передаваться через регулярные интервалы.

Также можно использовать «push» запрос DDNS для автоматической отправки любительского позывного в виде обычного текста ( ASCII ) каждые 10 минут. Для этого необходимо, чтобы в качестве имени хоста компьютера был установлен позывной оператора-любителя, а время аренды DHCP- серверов было установлено меньше или равным 10 минутам. При использовании этого метода компьютер будет отправлять DNS-запрос "push", который включает имя хоста локального компьютера каждый раз, когда аренда DHCP продлевается. Этот метод поддерживается всеми современными операционными системами, включая, помимо прочего, Windows , Mac OS X , BSD и Linux .

Аппаратное обеспечение 802.11 может передавать и принимать все время, пока оно включено, даже если пользователь не отправляет данные.

Безопасность [ править ]

Поскольку значение любительских передач не может быть скрыто, меры безопасности, которые применяются, должны быть опубликованы. Это не обязательно ограничивает схемы аутентификации или входа в систему, но ограничивает полностью зашифрованную связь. Это делает связь уязвимой для различных атак после завершения аутентификации. Это очень затрудняет предотвращение доступа неавторизованных пользователей к сетям HSMM, хотя случайных перехватчиков можно эффективно сдерживать. Текущие схемы включают использование фильтрации MAC-адресов , WEP и WPA / WPA2.. Фильтрацию MAC-адресов и WEP можно взломать с помощью свободно доступного программного обеспечения из Интернета, что делает их менее безопасными. Согласно правилам FCC, сами ключи шифрования должны быть опубликованы в общедоступном месте при использовании WEP, WPA / WPA2 или любого другого шифрования [ необходима цитата ] , тем самым подрывая безопасность их реализации. Однако такие меры эффективны против случайных или случайных вторжений в беспроводную сеть.

Используя профессиональное или модифицированное оборудование, можно работать на каналах 802.11a, которые находятся за пределами разрешенных FCC диапазонов Части 15, но все еще находятся в пределах любительских радиодиапазонов 5,8 ГГц (5 см) или 2,4 ГГц (13 см). Трансвертеры или «преобразователи частоты» также могут использоваться для перемещения операций HSMM 802.11b / g / n из диапазона 2,4 ГГц (13 см) в диапазон любительского радио 3,4 ГГц (9 см). Такое перемещение обеспечивает определенную степень безопасности за счет работы за пределами каналов, доступных нелицензированным (часть 15) устройствам 802.11.

Пользовательские частоты [ править ]

Использование частот только для радиолюбителей обеспечивает лучшую безопасность и помехоустойчивость операторам радиолюбителей. Раньше было легко использовать модифицированное оборудование потребительского уровня для работы 802.11 на каналах, которые выходят за рамки обычных частот, выделенных FCC для нелицензированных пользователей, но все еще находятся в любительском радиодиапазоне. Однако озабоченность регулирующих органов несанкционированным использованием частот лицензированных диапазонов усложняет задачу. Новые драйверы Linux реализуют настраиваемую нормативную базу данных, которая предотвращает работу случайного пользователя за пределами рабочих диапазонов, определенных для данной страны. Это требует использования радиопередатчиков, основанных на использовании технологии Transverter (или преобразователя частоты).

420 МГц [ править ]

Doodle Labs - это частная производственная компания со штаб-квартирой в Сингапуре, которая разрабатывает и производит линейку беспроводных приемопередатчиков данных большого радиуса действия.

DL-435 - это адаптер mini-PCI на базе беспроводного чипсета Atheros.

XAGYL Communications - канадский дистрибьютор сверхскоростного беспроводного оборудования на большие расстояния.

XAGYL Communications XC420M - это адаптер mini-PCI, основанный на беспроводном чипсете Atheros.

Способность набора микросхем Atheros использовать полосу передачи 5 МГц может позволить Part 97 работать в поддиапазоне 420–430 МГц ATV. (Обратите внимание, что работа на частоте 420–430 МГц не разрешена вблизи границы между Канадой и США. См. Правило «линии A».)

900 МГц [ править ]

Трансвертеры, а также использование более старого оборудования 802.11, такого как оригинальные модемы NRC WaveLan или FHSS производства Aerocomm и FreeWave, позволяют работать в этом диапазоне. Ubiquiti серии M9 также предоставляет оборудование, поддерживающее этот диапазон. Помните, что минимальный уровень шума в этом диапазоне в крупных городах обычно очень высок, что серьезно ограничивает характеристики приемника.

Пользовательские частоты 2,4 ГГц [ править ]

Используя оборудование профессионального уровня или модифицированное оборудование потребительского уровня, можно работать на оборудовании 802.11b / g на каналах, которые являются эффективными: «-1» на 2,402 ГГц и «-2» на 2,397 ГГц. Использование этих каналов позволяет операторам-любителям уйти от нелицензированных операторов Части 15, но может создавать помехи для нисходящих каналов любительской спутниковой радиосвязи на частотах около 2,400 ГГц и 2,401 ГГц.

3,3–3,8 ГГц [ править ]

Преобразование частоты предполагает использование трансвертеров, которые полностью преобразуют рабочую частоту устройства 802.11b / g из диапазона 2,4 ГГц в другой диапазон. Трансвертер - это технический термин, который редко используется для описания продуктов, более известных как преобразователи частоты , повышающие / понижающие преобразователи и просто преобразователи . Имеющиеся в продаже преобразователи могут преобразовывать сигнал 802.11b / g 2,4 ГГц в полосу частот 3,4 ГГц (9 см), что не разрешено для нелицензированных пользователей Части 15.

Ubiquiti Networks имеет четыре радиостанции на базе чипсетов Atheros с трансвертерами на борту для этой группы. PowerBridge M3 и M365 на 3,5 ГГц и 3,65 ГГц соответственно для эстетически низкопрофильных соединений PtP (точка-точка). Nanostation M3 и M365 заключены в литой атмосферостойкий корпус с антеннами с двойной поляризацией 13,7 дБи. Rocket M3, M365 и M365 GPS находятся в прочном корпусе с использованием мощного, очень линейного радиомодуля MIMO 2x2 с двумя разъемами RP-SMA (водонепроницаемый). Наконец, NanoBridge M3 и M365 для соединений PtP на большие расстояния. Эти устройства используют наборы микросхем Atheros в режиме N вместе с протоколом Ubiquiti airMax TDMA для решения проблемы скрытого узла, которая обычно является проблемой при использовании беспроводной сети ptmp вне помещений. В настоящее время UBNT не разрешает продажу радиолюбителей из США и продает эти радиостанции только по лицензии FCC.Это может быть связано с запретными зонами у побережья и с объектами ВМС США. Полоса 3,5 ГГц в настоящее время используется для работы радаров Министерства обороны или ВМС США (корабельных и наземных) и охватывает 60 процентов населения США. Однако это может измениться в связи с недавним FCC.NPRM и порядок .

Пользовательские частоты 5,8 ГГц [ править ]

Используя оборудование профессионального уровня или модифицированное оборудование потребительского уровня, можно работать на каналах 802.11a 116–140 (5,57–5,71 ГГц) и каналах выше 165 (> 5,835 ГГц). Эти частоты находятся за пределами выделенного FCC нелицензируемого диапазона Части 15, но все еще находятся в пределах любительского радиодиапазона 5,8 ГГц (5 см). Модификация потребительского оборудования для работы на этих расширенных каналах часто включает в себя установку прошивки после выхода на рынок и / или изменение настройки «кода страны» беспроводной карты. При покупке оборудования профессионального уровня многие компании разрешают использование этих расширенных частот за небольшую дополнительную плату.

Кастомная прошивка [ править ]

Один из популярных способов доступа только к любительским частотам - это модифицировать стандартную точку доступа с помощью специальной прошивки . Эта кастомная прошивка находится в свободном доступе в Интернете от таких проектов, как DD-WRT и OpenWrt . Проект AREDN поддерживает готовую прошивку, которая поддерживает только частоты Part-97 на оборудовании Ubiquiti и TP-Link. [11] Популярным модифицируемым оборудованием является Linksys WRT54GL из-за широкой доступности как оборудования, так и прошивки сторонних производителей , однако оборудование Linksys не гибко по частоте из-за закрытого характера драйверов Linksys.

См. Также [ править ]

  • Карта узлов HSMM сети AREDN
  • Радиолюбительская экстренная связь
  • Распределение радиолюбительских частот
  • AMPRNet
  • DD-WRT
  • Городская сеть
  • Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов
  • Пакетное радио
  • Расширенный спектр
  • Прошивка Tomato
  • Сверхширокополосный
  • Беспроводная система распределения
  • Беспроводная сеть
  • Список узлов HSMM

Ссылки [ править ]

  1. ^ https://www.arednmesh.org/
  2. ^ http://www.broadband-hamnet.org/
  3. ^ http://www.arrl.org/shop/High-Speed-Multimedia-for-Amateur-Radio
  4. ^ http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/QST_Jul_2006_p84.pdf
  5. ^ http://www.arrl.org/using-ieee-802-11b-operating-under-part-97-of-the-fcc-rules
  6. ^ http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/QEX_Nov_2004_p3-18.pdf
  7. ^ https://www.electronics-notes.com/articles/connectivity/wifi-ieee-802-11/802-11ah-sub-ghz-wifi.php
  8. ^ https://www.electronics-notes.com/articles/connectivity/wifi-ieee-802-11/802-11ah-sub-ghz-wifi.php
  9. ^ https://www.electronics-notes.com/articles/connectivity/wifi-ieee-802-11/802-11ah-sub-ghz-wifi.php
  10. ^ https://apps.fcc.gov/kdb/GetAttachment.html?id=1K3EcgPRatUcWMwkA%2BuROw%3D%3D&desc=905462%20D06%20802%2011%20Channel%20Plans%20%20New202_v02
  11. ^ "Радиолюбительская сеть передачи данных в чрезвычайных ситуациях" . AREDNmesh.org .

Внешние ссылки [ править ]

  • Правила FCC, часть 97
  • Правила FCC, часть 15
  • Отказ FCC от OFDM как от расширенного спектра
  • Использование беспроводных устройств Ethernet, часть 15, для любительского радио
  • Каналы и частоты 5,0 ГГц (802.11a / h)
  • BROADBAND-HAMNET.ORG Wireless Mesh : отмеченный наградами Broadband-Hamnet - проект стартовал в Остине, штат Техас, но стал всемирным стандартом Ham Broadband для создания ячеистых сетей со скоростью широкополосного доступа (> 1 Мбит / с) для использования Ham Radio. .
  • AREDN - Сеть радиолюбительских аварийных данных : этот проект продолжает работу с того места, где уходит Broadband-Hamnet, и продвигает программное обеспечение с открытым исходным кодом на широко доступные коммерческие устройства и расширяет технологию за пределы 2,4 ГГц до диапазонов частот 900 МГц, 3,4 ГГц и 5,7 ГГц для радиолюбителей.
  • Обеспечение инновационного использования малых сот в диапазоне 3,5 ГГц NPRM и заказ