[Главная страница] [ Общие принципы ] [ Аппаратные решения ] [ Решения для беспроводных сельских сетей ] [ Разработки прошлых лет ]

Рис. 1

Проблема создания сельских сетей является фундаментальной проблемой для России в силу протяженности территории, большого числа сельского населения и отсутствия инфраструктуры связи в сельских районах. Компьютерные сети в селе позволяют убить многих зайцев: закрепить молодёжь, повысив качество жизни, решить проблему массовой телефонизации за счет IP-телефонии и многие другие проблемы. Отметим, что исследования в этой области были поручены ИПС как проект нашего отделения Академии наук. За 2004 год были не только разработаны все необходимые технологические решения, но для их отладки и проверки реализован пилотный сегмент сельской компьютерной сети, обслуживающей 6 населенных пунктов Переславского района (рис. 1).

Основные особенности построения компьютерных сетей в сельской местности

Прежде всего, это большие расстояния, как между населенными пунктами, так и между отдельными абонентами. Другое важная особенность состоит в том, что в селе отсутствуют отапливаемые помещения общего пользования, в которых можно установить оборудование. Установка аппаратуры в частных домах нежелательна, так как ремонтникам нужен свободный доступ к ней, при этом мы можем потревожить хозяев, поэтому требуется выполнить размещение оборудования на улице.

Общая структура компьютерной сети в сельской местности. Основные компоненты

В рамках выполненной исследовательской работы нами был проведен анализ решений, пригодных для создания сельских компьютерных сетей. На основе анализа мы получили следующую структуру для компьютерных сетей сельских районов России, изображенную на рис. 2, где отражены основные компоненты этой сети:

1. магистральные линии, созданные по технологии беспроводной связи (позиции 1 на рис. 2), магистральные узлы системы;
2. радиосоты (позиции 2 на рис. 2), магистральные узлы системы с поддержкой функции базовой станции (узла беспроводного доступа к сети абонентов );
3. магистральные волоконнооптические линии связи (позиции 3 на рис. 2);
4. абонентский комплект беспроводного доступа (позиции 4 на рис. 2);
5. абонентский комплект доступа по технологии Ethernet (позиции 5 на рис. 2).

Рис. 2

Одной из основных задач при реализации описанной схемы является задача безопасного размещения оборудования вне помещений, которая была решена путем создания собственного термобокса (рис. 3) - влаго/термоизолированного металлического вандалоустойчивого контейнера с поддержкой управляемого обогрева и охлаждения.

Рис. 3

Термобокс приспособлен для монтажа на высотных сооружениях (мачты, столбы, здания). Контейнер состоит из двух секций: термоизолированной, где расположено оборудование и термонеизолированной, где располагается аккумулятор и блок питания. При этом при температуре от -10 до плюс 25, что свойственно для средней полосы России, никакого обогревателя и вентилятора включаться не будет. Для реализации магистральных узлов и базовых станций в термобоксе размещают бескорпусной ПК-маршрутизатор с адаптерами IEEE 802.11*. В зависимости от условий применения к адаптерам подключают те или иные антенны для диапазона 2.4 Ghz. Для реализации абонентских комплектов использованы изделия D-Link DWL-900AP+ в режиме client.

Высотные сооружения для беспроводных линий связи

Самой большой проблемой для беспроводных технологий является требование наличия прямой (оптической) видимости между двумя антеннами на концах линии связи. Если не удается использовать какие-либо высотные строения или особенности местности и за счет этого выполнить условие обеспечения прямой видимости, то приходится прибегать к установке вышек для размещения антенн радиооборудования. Однако организация таких вышек связана с дорогостоящими конструкциями и строительными работами. Тем самым, если не удается избежать строительства таких вышек, то дешевизна организации беспроводной линии сводится на нет.

В рамках проведения данного проекта мы устанавливали обыкновенные бетонные осветительные столбы вместо применения дорогостоящих вышек. В некоторых случаях для обеспечения необходимой высоты столб наращивался специальной конструкцией, для закрепления антенн (рис. 4). Столбы также использовались для размещения контейнеров с оборудованием связи.

Рис. 4

При организации беспроводных компьютерных сетей очень важным является определение условий прямой видимости между магистральными узлами системы. Как правило, такие работы выполняются в виде заказа в определенные организации. Такие заказы приводят к временным задержкам в проектировании и дополнительным расходам. Заказ профиля в ГСПИ выполняется в течение месяца (для районов, удаленных от крупных городов) и стоит 3-5 тыс. рублей в зависимости от длины и сложности участка. При массовом строительстве компьютерных сельских сетей, размещение внешних заказов на проектирование может стать серьезным тормозом на пути реализации проекта. Поэтому для оценки наличия прямой видимости нами был применен простой метод, позволяющий самостоятельно выполнять все необходимые работы. Для оценки наличия прямой видимости и определения высот размещения антенн для магистральных беспроводных линий связи и антенн радиосот беспроводного доступа был закуплен шар метеорологический с чехлом яркой расцветки. Для определения необходимой высоты установки антенн над поверхностью земли производился подъем шара в точке <А> предполагаемой установки первой антенны и велось наблюдение в точке <Б> установки второй антенны.

Резюмируя выше сказанное, можно констатировать, что 10 лет эксплуатации региональных сетей в городских условиях, построенных с использованием описанных программно-аппаратных средств, на практике доказали высокую надежность и отличные технические показатели сети при низкой стоимости. Построенный пилотный сегмент в сельской местности также позволяет сделать вывод о том, что разработанные технологические решения могут успешно использоваться и при построении сельских компьютерных сетей. Накопленный опыт по производству и внедрению разработанных решений позволяет рассчитывать на широкое распространение подобных сетей, что, несомненно, даст возможность большому количеству людей идти в ногу со временем, пользуясь самыми современными технологиями.

Последняя редакция 18.03.2013