La mia casa automatizzata: Nigel Giddings-Installazione della banda larga in un luogo rurale

nella funzione “My Automated Home”, Nigel Giddings ci mostra il suo ingegnoso allestimento che prende un segnale 3G da un angolo del suo idillio rurale, Lo trasmette a 300 metri di ritorno a casa sua e lo ridistribuisce alla famiglia. Se sei in campagna e la tradizionale ADSL o la banda larga via cavo non è disponibile, allora c’è ancora speranza. Controllato per tutte le foto e i dettagli.

Presentazione di: Nigel Giddings – Per dieci anni i clienti nazionali hanno avuto un rapido accesso al Web tramite “banda larga” fornita da ADSL. Sono sicuro che la stragrande maggioranza delle persone che leggono questo avrà una connessione ADSL domestica con velocità superiori a 1 MBS sul download, alcuni potrebbero persino avere “banda larga” fornita da altre tecniche con alcune persone fortunate sufficienti da avere fibre in esecuzione a 50 MB! Suggerirei che è impossibile per le persone con questo tipo di connettività immaginare come sarebbe mandare di nuovo ai secoli bui (alla fine degli anni ’90) quando le velocità erano determinate in kilobit piuttosto che megabit …

La mia famiglia e recentemente ho deciso di avere una modifica dello stile di vita, avendo vissuto tutta la nostra vita a 20 miglia da Londra, abbiamo deciso di “emigrare” in Cornovaglia. Abbiamo deciso di trasferirci in una parte rurale della contea, nessuna vita di città o villaggio per noi. Da aprile vivevamo a Bodmin Moor, molti di voi avranno sentito parlare di Bodmin Moor e della bestia che dovrebbe essere online qui, in verità siamo a pochi chilometri dalla frazione di Bolventor che è il luogo di Jamaica Inn Restituito da Dauphine Du Maurier nel suo libro con lo stesso identico nome.

Lo svantaggio di un posto così eccellente è che l’innovazione l’ha superata. Abbiamo elettricità di rete e acqua, anche se alcuni dei nostri vicini non hanno nemmeno quello … abbiamo un servizio telefonico sebbene la lunghezza del cavo sia doppio di quella che può supportare ADSL, mi è stato anche detto che anche il dial-up lotte a causa dell’attenuazione sulla linea.

Una vista dal “giardino posteriore”

Off Program Ho ispezionato tutto questo prima di trasferirci, tuttavia non ci ha fermato. Con lo sforzo sufficiente, la maggior parte delle cose può essere superata e il posto era anche bello da passare. Le scelte per la banda larga includevano satellite o ADSL fornite a un altro posto e prolungate dal punto WiFi punto a punto. La banda larga mobile (wireless) non era una scelta poiché l’unica protezione localmente è stata fornita da Vodafone e solo come GPRS (2,5 g).

Usando i dati di 2,5 g – dopo essere trasferito a casa nell’aprile 2010 e poiché gran parte del mio tempo è stato preso con il lavoro in Medio Oriente, non avevo fatto alcuna sviluppo con una soluzione a banda larga e la famiglia sono stati ridotti a utilizzare 2,5 g con Dongle USB e telefoni GSM che erano molto meno che adeguati. L’e-mail avrebbe gocciolato e la navigazione è stata estremamente colpita oltre a Miss, non adatta quando si cerca di iniziare una nuova attività. Tuttavia, anche a queste basse velocità di dati (circa 50 kbs) la famiglia utilizzava normalmente tra 4 e 5 GB di dati al mese.

Una soluzione rapida sarebbe stata quella di impostare un collegamento satellitare. Tuttavia, a £ 1.000 istituiti e un addebito mensile di £ 30 più non era un’opzione conveniente. Questa potrebbe essere stata la soluzione, tuttavia anche a £ 30 al mese, sei in cima al download di 3 GB che non soddisferebbe le nostre esigenze in base al nostro utilizzo attuale quando limitato a 2,5 g. In precedenza, quando avevamo “banda larga” tramite ADSL avremmo preso 40 ~ 50 GB al mese.

Un barlume di speranza – una recente sede di un buon amico ha riaperto la discussione su quale soluzione usare. Il mio buon amico e la sua altra metà utilizzano una serie di gadget mobili con diverse reti mobili, in specifico la sua altra metà utilizza una SIM “3” per i dati. Il mio amico, che era più ottimista sulla protezione mobile in Cornovaglia di quanto mi abbia suggerito di fare una passeggiata per vedere cosa era disponibile. Sono stato un po ‘sorpreso di vedere che avevamo una protezione 3G ai margini del nostro sito su un pezzo di altura. Soprattutto quando si è rivisto i siti di servizio sul sito Web OFCOM qualche tempo prima, ha suggerito che tutti i siti regionali utilizzati dai diversi operatori erano solo 2G!

Trama della copertura che mostra la protezione della rete “3” a livello locale. La stella rossa mostra dove siamo stati in grado di ottenere un segnale. Devo congratularmi con “3” per la loro previsione s/w. Gli spettacoli di stelle blu dove sono vivo

Un po ‘di ulteriori test hanno mostrato che era possibile ottenere un segnale da 3,5 g (HSDPA) con un download massimo teorico di 7,2 MBS. giorni felici!

Cosa fare adesso? – Quindi, avendo stabilito che la “banda larga mobile” era offerta nell’area, ora c’era il problema di come collegarlo a casa. Sebbene il segnale fosse ancora sul nostro sito, era a 300 metri dalla casa. Il limite per Ethernet su Cat5 (E) è di 100 metri. Ho incontrato questo limite quando prima nella mia casa precedente, tuttavia, sono stato in grado di creare un semplice interruttore di 100 m a metà strada per agire come ripetitore, sono stato fortunato perché avevo un giardino con POsono tornato a casa il mezzo metodo di interruttore lungo il percorso. Questo è stato installato come soluzione temporanea (è durato un paio d’anni e ho tagliato il cavo due volte accidentalmente durante quel periodo mentre tagliava l’erba!). Il link ha sperimentato un paio di fulmini in quel momento, nonché qualsiasi tipo di soluzione “permanente” richiederebbe una protezione, sia gli arretratori di fulmini che addirittura un upgrade alla fibra. Questa volta è stato di 300 metri senza scelte di alimentazione lungo il percorso e mentre non taglio l’erba, le pecore lo fanno, cercando di proteggere un cavo delicato su quella distanza con terreno accidentato con ruminanti in roaming sarebbe difficile.

Con l’avvento della “banda larga mobile” alcuni affascinanti gadget sono stati sviluppati. Uno è il MIFI, un modem da 3G schiena contro schiena con un WAP (accesso wireless WiFi al punto), tuttavia questi sono pensati per l’utilizzo personale con batterie autonome e uscite a bassa potenza. Un’altra scelta è un gateway 3G, l’Huawei B970 ha un ricetrasmettitore 3G con modem compatibile con HSDPA (download massimo teorico da 3,5 g di 7,2 Mbps), uno switch Ethernet a 4 porte 10/100, nonché sviluppato in WiFi. Allo stesso modo puoi collegare una linea telefonica analogica e è alimentata da un lead USB.

Un Huawei B970 seduto sulle macchine e sul sedile del camion mentre era parcheggiato in cima alla collina collegata all’accendino di sigaretta con un piombo USB che mostra potenza, segnale, segnale e connessione (blu = 3G) LED

La cosa ovvia da fare era utilizzare un gateway 3G sulla collina e poi avere un collegamento WiFi puntuale alla casa. L’alimentazione sarebbe inizialmente fornita da una batteria per il tempo libero con un convertitore USB fino a quando non si potrebbe fornire una fornitura più appropriata a 230 V. (Questa è un’altra storia …)

Huawei B970 non è progettato per l’utilizzo esterno, quindi deve essere assicurato dal tempo. Poiché la velocità archiviata sulla connessione 3G dipende dalla resistenza del segnale, ha anche senso installare il gateway il più alto possibile in quella che era un’area del segnale marginale. È stato quindi deciso di installare il sistema nella parte superiore di un palo di 20 piedi.

Il gateway si trova in una scatola in cima al palo di 20 piedi sulla “collina” che guarda verso
la casa di 300 m in lontananza. Un cavo di alimentazione viene registrato al palo e connesso
a una batteria per il tempo libero da 85ah a terra

Una vista all’interno della scatola con un convertitore USB 5V più chiaro di sigaretta – USB – USB

Bridging il divario di 300 metri – con il gateway 20 piedi in aria, su una collina, in una scatola a prova di condizione meteorologica (plastica) e puntando approssimativamente verso la casa, con quasi rimuovere la linea del sito, non c’era un segnale WiFi sufficiente per Raggiungi la casa a circa 300 metri di distanza. La perdita di area libera per 2,4 GHz oltre 300 metri è di circa 90 dB.

Si può presumere che i livelli di sistema siano:

Potenza di uscita gateway 20dbm

Perdita di area gratuita -90db

Risultato -70dbm

RX Sensibilità -80dbm

Una vista del percorso WiFi da 300 m, gli alberi nella metà destra del
L’immagine interferisce leggermente con LOS (Line of Sight)

Aggiungendo tutte queste cifre insieme otteniamo un “margine” teorico di 10 dB a nostro favore, cioè affermare che il ricevitore ottiene -70dbm quando necessita solo di -80dbm. Tuttavia, nel mondo autentico, il link non ha funzionato senza un’antenna a guadagno extra. Ciò è molto probabile poiché l’uscita WiFi del gateway sarebbe più vicina a 14 o 16 dBm, le perdite innescate racchiudendo il gateway in una scatola di plastica (nessuna antenna esterna) decollane un altro 2 o 3DB, nonché l’impatto di alcuni alberi Nella linea di vista…. Come vedi che le cose funzionano rapidamente contro di te.

Sfortunatamente il gateway non ha una disposizione per un’antenna wifi esterna (anche se puoi collegare un’antenna 3G esterna). Quindi l’unico metodo per ottenere più guadagno nel sistema era impostare un’antenna wifi direzionale a casa.

Ci sono molti fornitori diversi di antenne ad alto guadagno WiFi e sono stato attento ad alcune delle cifre di guadagno citate. Avendo studiato le perdite e ha acquisito alcuni concetti di poteri di output, sensibilità al ricevitore, perdita del percorso, dissolvenza della pioggia, fattore di violino, ho indovinato che avevo bisogno di qualcosa come 10 dB o più guadagno extra. DB (Decibels) è una scala logaritmica e guadagno 10 dB significa davvero una moltiplicazione di 10 volte. Per metterlo in un altro modo, se si inserisce 100 MW nell’antenna, un’antenna con guadagno da 10 dB irradia 100 MW x 10 = 1.000 mW (1 watt). Si noti che il limite di potenza del Regno Unito è di 100 MW (20 dbm) e si riferisce all’energia irradiata dall’antenna, incluso qualsiasi tipo di guadagno del sistema di antenna.

Ho scelto un venditore da e-bay che offre un’antenna a pannello piatto con un guadagno quotato di 16DBI per £ 25 inc P&P, che è potenzialmente 4W EIRP (potenza irradiata isotropica efficace) per ingresso da 100 MW … o per metterlo un altro metodo un guadagno di 40 volte . Anche se l’antenna è 16DBI, avrai perdite extra a causa di connettori e cavo (fino a 2 ~ 3 dB). Il cavo in dotazione era di 500 mm, il che è buono, vedi alcune antenne in vendita con cavi di un numero di metri e qualsiasi tipo di guadagno nell’antennaPotrebbe essere perso in coassiale di alta qualità. Stai molto meglio mantenere le code dell’antenna il più breve possibile anche se questo significa installare il ricetrasmettitore all’esterno. Non ho alcun metodo per misurare accuratamente i guadagni e le perdite nel sistema, quindi è impossibile verificare qualsiasi tipo di cifre.

Il client WiFi e l’antenna a pannello piatto montato in una scatola a prova di condizioni meteorologiche sul balcone di casa

Una visione migliore del client WiFi che mostra più chiaramente l’antenna del pannello piatto

Il WAP viene utilizzato in precedenza prima che fosse installato come client WiFi nella scatola resistente all’acqua.
L’antenna nella foto può essere eliminata e l’antenna esterna collegata
al connettore RP-SMA (SMA inverso)

Il WAP utilizzato nella casa può essere configurato come modalità client e è configurato lo stesso metodo che si configura WiFi in un laptop. Il collegamento che opera nella banda a 2,4 GHz è stato impostato su un canale per non interferire con il segnale WiFi domestico. Sebbene ci siano 11 canali nella banda a 2,4 GHz si sovrappongono, così come si suggerisce di utilizzare i canali 1, 5 e 11 per prevenire l’interferenza del co-channel. Siamo “fortunati” proprio qui in quanto non c’è altro wifi nell’area, quindi gestiamo il nostro piano di riutilizzo di frequenza, in un’area sviluppata è più gratis per tutti. È possibile utilizzare invece 5 GHz, il che è una band molto più silenziosa, tuttavia i dispositivi per questo non sono così facilmente offerti, quindi vado per il principio del bacio.

Configurazione del sistema: questo è abbastanza semplice, se hai configurato WiFi nella propria casa, questo è conforme agli stessi identici principi. Ci sono un paio di cose a cui pensare in quanto questo è un collegamento punto a punto e non il tipico punto al multi-punto utilizzato in una tipica installazione WiFi.

Sicurezza. Questo è sempre un problema. Una domanda minima di sicurezza è quella di utilizzare un qualche tipo di crittografia, la maggior parte dei gadget supporta WPA con un PSK (chiave predivisata). Molti gadget consentono il filtro MAC; Ciò limita quali gadget possono collegarsi solo ai gadget che sono stati elencati nel filtro, in questa situazione i dispositivi all’altra estremità del collegamento possono stabilire una connessione. SSID Broadcasting, questo può essere disattivato per garantire che i tuoi dispositivi non trasmettano la sua esistenza e quindi altri dispositivi non tentano di collegare e non si presentano se le persone scansionano (War Drive) mentre si trova nell’area di copertura .

Guadagno dell’antenna. È molto meglio non esagerare con l’uovo nel sistema. Quello che vedi come un forte segnale costante è l’interferenza per gli altri e potrebbe produrre un’escalation di potenza nell’area che serve per sollevare il “rumore fiore” lavorando contro tutti. Uno svantaggio più di alto potere è che il numero di persone in varietà del sistema aumenta e potrebbe aumentare la minaccia di una violazione della sicurezza.

Impostazioni IP. Come puoi vedere dal diagramma sotto il collegamento utilizza la varietà IP personale 192.168.x.x, nonché è diversa dalla varietà IP LAN primaria (che per me è solo un’estensione del WAN). La mia LAN è protetta da un firewall Server ISA. Mettere un router hardware proprio qui sostituirebbe il modem/router ADSL in una rete ADSL e fornirebbe una protezione simile. Il router 3G può fornire DHCP, tuttavia, questo è normalmente disattivato poiché i gadget hanno indirizzi statici e tutto il traffico Web IP dovrebbe originare sulla LAN e essere diretto tramite il firewall. Significa, tuttavia, se si configura un gadget WiFi con le impostazioni del gateway 3G (e si configura il filtro MAC) che è possibile stabilire una connessione diretta al gateway 3G per il test e connessioni Web temporanee.

Fare clic su Pic per VERSON FULLE – Panoramica delle impostazioni IP

I risultati: il collegamento è in servizio da poco più di una settimana. Il miglioramento del guadagno Web Accesso è enorme. L’utilizzo di 2,5 g (banda stretta) significava che abbiamo sperimentato molti timeout in attesa di pagine a tonnellate (Facebook era quasi sempre inutilizzabile) oltre a scaricare aggiornamenti / applicazioni, oltre a mantenere il database antivirus tanto quanto la data era un problema.

Ora abbiamo accesso a servizi come YouTube, BBC Iplayer e altri servizi di tipo streaming, qualcosa che non funzionava prima. Sto ancora guardando esattamente quanti dati acquisiamo come il pacchetto mobile a banda larga che abbiamo è limitato a 15 GB al mese e ora abbiamo una media di 400 MB al giorno, il che aumenterà in modo significativo se utilizziamo questi servizi di tipo multimediale.

Come puoi vedere dai risultati SpeedTest.net, stiamo ottenendo un caricamento salutare e velocità di download, sebbene le cifre di latenza siano molto più alte di quanto ti aspetteresti di ottenere da un servizio “cablato” equivalente. Questi risultati sono diversi con la giornata