Альтернативный интернет. Среда передачи
Originally posted by far_world at Альтернативный интернет. Среда передачи
На данный момент технология wifi является наиболее предпочтительной средой передачи для децентрализованной сети.
На уже существующем оборудовании (тех wifi-устройствах, что есть у населения) можно запустить ее прямо сейчас, и эта сеть сразу охватит все населенные пункты (как мегаполисы, так и самые маленькие деревни).
Проводные каналы останутся только для передачи информации между населенными пунктами, если они удалены друг от друга на десятки км, или между ними нет прямой видимости. Не верите? Давайте посчитаем:
Существует распространенное мнение, будто wifi-сигнал передается только на 100-200 метров - это неправда. Через 100-200 метров сигнал затухает между приемо-передатчиками с ненаправленными антеннами - например, между ноутбуками, сотовыми телефонами, или wifi-роутерами со стандартными антеннами - например такими.
Коэффициент усиления таких антенн составляет порядка 2 dB, она излучает сигнал равномерно в горизонтальной плоскости на все 360°, и где-то на 120° (от -60° до +60°) по вертикали, в результате чего вся мощность сигнала равномерно излучается почти во все стороны (кроме +/- 30° от оси), затухая в лучшем случае через 200 метров.
3-мерна диаграмма направленности стандартной штыревой антенны.
Но никто не мешает нам вместо ненаправленной комнатной антенны подключить через кабель направленную уличную, например такую:
Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости такой антенны составляет 180°, в вертикальной плоскости 18°.
На диаграмме направленности красным цветом - горизонтальная плоскость, синим - вертикальная:
Сейчас мы мысленно «нарисуем» эту диаграмму направленности:
Угловой размер пальца вытянутой руки имеет угловой размер порядка 2-х угловых градусов (2°).
Соответственно 5 пальцев - 10°.
Вытяните руки перед собой, сложив пальцы вместе и повернув ладонями перпендикулярно к себе (пальцы параллельно земле). Разместите ладони одна над другой - 10 пальцев в высоту как раз составят 20°.
Теперь выйдите на балкон / выгляните в окно, и держа перед собой сложенные ладони на вытянутых руках «прочертите» полукруг, повернувшись справа налево (или слева направо) на 180° - ваши ладони очертят примерно ту область, куда будет распространяться сигнал антенны такой направленности.
Мощность, излучаемая этой антенной будет та же самая, что и у комнатной - 100 мВт, но излучаться она будет не во все стороны, а только куда нам надо - в направлении соседних домов. Благодаря этому радиус действия такой антенны составит уже не 150 м, как у комнатной, а порядка 350 м - вы охватите все соседние дома в зоне видимости.
Если рядом с вами находятся высокие дома, и 18° вам мало - можете подобрать антенну с диаграммой направленности 30° по вертикали, или 45° - существуют антенны практически с любой диаграммой направленности.
Если ваш дом расположен вдоль улицы, можете поставить следующую антенну:
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости 30°, в вертикальной плоскости 20° (или наоборот - смотря, как повернуть).
Благодаря такому узкому лучу, радиус действия такой антенны, составит уже порядка 750 метров.
Если улица идет в 2 стороны, можно подключить к роутеры 2 такие антенны - одну направьте в одну сторону, другую - в другую. Мощность сигнала для каждой антенны поделится пополам, радиус распространения сигнала в корень квадратный из 2 раз - в 1.4 раза. Получите примерно по 500 метров в каждую сторону.
Хотите, чтобы сигнал распространился еще дальше? Возьмите антенну с еще более узкой диаграммой направленности, например такую:
Диаграмма направленности 8° по горизонтали, 5° по вертикали (опять же, можно развернуть на 90° - будет 5° по горизонтали и 8° по вертикали).
Радиус распространения сигнала составит уже не менее 3 км (3 000 метров).
Если ваш дом стоит вдоль улицы - направьте одну такую антенну в одну сторону, другую такую же антенну - в другую сторону, а посередине поставьте полукруговую секторную антенну (180° по горизонтали, 18° по вертикали).
Мощность каждой антенны составит 1/3 от суммарной мощности роутера (100 мВт), радиус действия упадет в корень квадратный из 3 раз (1.7 раза).
Получим: примерно 1.5 - 2 км в каждую сторону - в сумме 3 - 4 км, плюс на 250-300 метров распространится сигнал на все близлежащие дома (которые не покроют узконаправленные антенны).
Думаете, это предельное расстояние для распространения сигнала? Вовсе нет! Мы в наших расчетах исходили из того, что на другом конце линии у абонента будет ненаправленная антенна. В случае, если у него стоит направленная антенна, коэффициенты усиления антенн складываются.
В таблице ниже приведены расчеты расстояний для устойчивого распространения широкополосного (десятки мегабит/с) сигнала для различных типов антенн у 2-х абонентов (при расчетах я немного уменьшал расстояния, учитывая неизбежные помехи):
Зона охвата, °
(верт., гориз.)
Ненаправленная
(180°, 360°)
180°, 30°
30°, 20°
5°, 8°
Ненаправленная
(180°, 360°)
100 м
350 м
750 м
3 000 м
180°, 30°
350 м
1 200 м
3 000 м
10 000 м
30°, 20°
750 м
3 000 м
8 000 м
30 000 м
5°, 8°
3 000 м
10 000 м
30 000 м
80 000 м
Как видите, максимальное расстояние устойчивой передачи сигнала ограничено только пределами прямой видимости - при расстоянии на десятки километров нам уже будет мешать искривление земной поверхности и увеличение первой зоны Френеля (расстояние от оси распространения сигнала, в пределах которого не должно быть непрозрачных для радиоволн предметов) - порядка 20 метров при 80 км между абонентами.
Но в условиях плотной городской застройки это неактуально - если у абонента, который попадает в поле действия вашей узконаправленной антенны стоит хотя бы секторная антенна 180° на 30°, вы можете поймать его устойчивый сигнал даже через 10 км. Так что, если видите на горизонте дома какого-нибудь района - смело направляйте туда параболическую антенну.
А теперь попробуйте подсчитать, сколько окон жилых помещений (неважно, кухня это, или комната) попадает в зону уверенного приема / передачи, включая окна, которые смотрят параллельно вашим (например другие окна вашего дома) - ведь никто не мешает прикрепить антенну на балконе, или стене здания, так, чтобы она находилась в зоне прямой видимости других антенн (даже, если не видно окна квартиры того абонента - главное, чтобы было видно его антенну).
Число окон будет примерно равно числу жителей вашего города / деревни, с которыми вы сможете установить связь.
Например, для Москвы, в случае, если каждый сотый человек подключится к такой сети, мы получим порядка 100 человек на квадратный километр. При среднем радиусе действия антенны в 500 метров (антенна 180° на 18°), с учетом плотной городской застройки, когда в пределах нашей видимости окажется только 1 из 20 абонентов, каждый пользователь сети установит связь в среднем с 5 абонентами. А это уже будет сверх устойчивая топология сети. Даже если большая часть абонентов будет недоступна, такая сеть продолжит функционировать, и функционировать отлично.
Что касается стоимости необходимого оборудования, то учитывая, что программное обеспечения netsukuku ставится на обычный роутер, при стоимости роутера в 3 000 - 5 000 рублей, стоимости антенны с кабелями в 2 000 - 5 000 рублей, все оборудование обойдется нам в 5 000 - 10 000 рублей. Если же у вас уже есть wifi-роутер, работающий на linux - еще меньше.
А учитывая, что народ активно собирает самодельные антенны, которые прекрасно работают - например такие:
Или такие:
То подключиться к сети можно и вовсе бесплатно.
На данный момент технология wifi является наиболее предпочтительной средой передачи для децентрализованной сети.
На уже существующем оборудовании (тех wifi-устройствах, что есть у населения) можно запустить ее прямо сейчас, и эта сеть сразу охватит все населенные пункты (как мегаполисы, так и самые маленькие деревни).
Проводные каналы останутся только для передачи информации между населенными пунктами, если они удалены друг от друга на десятки км, или между ними нет прямой видимости. Не верите? Давайте посчитаем:
Существует распространенное мнение, будто wifi-сигнал передается только на 100-200 метров - это неправда. Через 100-200 метров сигнал затухает между приемо-передатчиками с ненаправленными антеннами - например, между ноутбуками, сотовыми телефонами, или wifi-роутерами со стандартными антеннами - например такими.
Коэффициент усиления таких антенн составляет порядка 2 dB, она излучает сигнал равномерно в горизонтальной плоскости на все 360°, и где-то на 120° (от -60° до +60°) по вертикали, в результате чего вся мощность сигнала равномерно излучается почти во все стороны (кроме +/- 30° от оси), затухая в лучшем случае через 200 метров.
3-мерна диаграмма направленности стандартной штыревой антенны.
Но никто не мешает нам вместо ненаправленной комнатной антенны подключить через кабель направленную уличную, например такую:
Ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости такой антенны составляет 180°, в вертикальной плоскости 18°.
На диаграмме направленности красным цветом - горизонтальная плоскость, синим - вертикальная:
Сейчас мы мысленно «нарисуем» эту диаграмму направленности:
Угловой размер пальца вытянутой руки имеет угловой размер порядка 2-х угловых градусов (2°).
Соответственно 5 пальцев - 10°.
Вытяните руки перед собой, сложив пальцы вместе и повернув ладонями перпендикулярно к себе (пальцы параллельно земле). Разместите ладони одна над другой - 10 пальцев в высоту как раз составят 20°.
Теперь выйдите на балкон / выгляните в окно, и держа перед собой сложенные ладони на вытянутых руках «прочертите» полукруг, повернувшись справа налево (или слева направо) на 180° - ваши ладони очертят примерно ту область, куда будет распространяться сигнал антенны такой направленности.
Мощность, излучаемая этой антенной будет та же самая, что и у комнатной - 100 мВт, но излучаться она будет не во все стороны, а только куда нам надо - в направлении соседних домов. Благодаря этому радиус действия такой антенны составит уже не 150 м, как у комнатной, а порядка 350 м - вы охватите все соседние дома в зоне видимости.
Если рядом с вами находятся высокие дома, и 18° вам мало - можете подобрать антенну с диаграммой направленности 30° по вертикали, или 45° - существуют антенны практически с любой диаграммой направленности.
Если ваш дом расположен вдоль улицы, можете поставить следующую антенну:
Диаграмма направленности в горизонтальной плоскости 30°, в вертикальной плоскости 20° (или наоборот - смотря, как повернуть).
Благодаря такому узкому лучу, радиус действия такой антенны, составит уже порядка 750 метров.
Если улица идет в 2 стороны, можно подключить к роутеры 2 такие антенны - одну направьте в одну сторону, другую - в другую. Мощность сигнала для каждой антенны поделится пополам, радиус распространения сигнала в корень квадратный из 2 раз - в 1.4 раза. Получите примерно по 500 метров в каждую сторону.
Хотите, чтобы сигнал распространился еще дальше? Возьмите антенну с еще более узкой диаграммой направленности, например такую:
Диаграмма направленности 8° по горизонтали, 5° по вертикали (опять же, можно развернуть на 90° - будет 5° по горизонтали и 8° по вертикали).
Радиус распространения сигнала составит уже не менее 3 км (3 000 метров).
Если ваш дом стоит вдоль улицы - направьте одну такую антенну в одну сторону, другую такую же антенну - в другую сторону, а посередине поставьте полукруговую секторную антенну (180° по горизонтали, 18° по вертикали).
Мощность каждой антенны составит 1/3 от суммарной мощности роутера (100 мВт), радиус действия упадет в корень квадратный из 3 раз (1.7 раза).
Получим: примерно 1.5 - 2 км в каждую сторону - в сумме 3 - 4 км, плюс на 250-300 метров распространится сигнал на все близлежащие дома (которые не покроют узконаправленные антенны).
Думаете, это предельное расстояние для распространения сигнала? Вовсе нет! Мы в наших расчетах исходили из того, что на другом конце линии у абонента будет ненаправленная антенна. В случае, если у него стоит направленная антенна, коэффициенты усиления антенн складываются.
В таблице ниже приведены расчеты расстояний для устойчивого распространения широкополосного (десятки мегабит/с) сигнала для различных типов антенн у 2-х абонентов (при расчетах я немного уменьшал расстояния, учитывая неизбежные помехи):
Зона охвата, °
(верт., гориз.)
Ненаправленная
(180°, 360°)
180°, 30°
30°, 20°
5°, 8°
Ненаправленная
(180°, 360°)
100 м
350 м
750 м
3 000 м
180°, 30°
350 м
1 200 м
3 000 м
10 000 м
30°, 20°
750 м
3 000 м
8 000 м
30 000 м
5°, 8°
3 000 м
10 000 м
30 000 м
80 000 м
Как видите, максимальное расстояние устойчивой передачи сигнала ограничено только пределами прямой видимости - при расстоянии на десятки километров нам уже будет мешать искривление земной поверхности и увеличение первой зоны Френеля (расстояние от оси распространения сигнала, в пределах которого не должно быть непрозрачных для радиоволн предметов) - порядка 20 метров при 80 км между абонентами.
Но в условиях плотной городской застройки это неактуально - если у абонента, который попадает в поле действия вашей узконаправленной антенны стоит хотя бы секторная антенна 180° на 30°, вы можете поймать его устойчивый сигнал даже через 10 км. Так что, если видите на горизонте дома какого-нибудь района - смело направляйте туда параболическую антенну.
А теперь попробуйте подсчитать, сколько окон жилых помещений (неважно, кухня это, или комната) попадает в зону уверенного приема / передачи, включая окна, которые смотрят параллельно вашим (например другие окна вашего дома) - ведь никто не мешает прикрепить антенну на балконе, или стене здания, так, чтобы она находилась в зоне прямой видимости других антенн (даже, если не видно окна квартиры того абонента - главное, чтобы было видно его антенну).
Число окон будет примерно равно числу жителей вашего города / деревни, с которыми вы сможете установить связь.
Например, для Москвы, в случае, если каждый сотый человек подключится к такой сети, мы получим порядка 100 человек на квадратный километр. При среднем радиусе действия антенны в 500 метров (антенна 180° на 18°), с учетом плотной городской застройки, когда в пределах нашей видимости окажется только 1 из 20 абонентов, каждый пользователь сети установит связь в среднем с 5 абонентами. А это уже будет сверх устойчивая топология сети. Даже если большая часть абонентов будет недоступна, такая сеть продолжит функционировать, и функционировать отлично.
Что касается стоимости необходимого оборудования, то учитывая, что программное обеспечения netsukuku ставится на обычный роутер, при стоимости роутера в 3 000 - 5 000 рублей, стоимости антенны с кабелями в 2 000 - 5 000 рублей, все оборудование обойдется нам в 5 000 - 10 000 рублей. Если же у вас уже есть wifi-роутер, работающий на linux - еще меньше.
А учитывая, что народ активно собирает самодельные антенны, которые прекрасно работают - например такие:
Или такие:
То подключиться к сети можно и вовсе бесплатно.