Технические решения для беспроводных сетей сельских районов России

В 2004 году были разработаны технические решения для беспроводных сетей сельских районов России. Работа выполнялась коллективом, имеющим отлаженный комплекс решений для построения экономически-эффективных сетей в условиях городской застройки. Для переноса этого опыта в условия сельской местности были выполнены следующие работы:

Изучена специфика сельской местности с точки зрения построения компьютерных сетей.
Она состоит в следующем: большие расстояния между подключаемыми к сети объектами; отсутствие мест для установки магистрального оборудования; ненадежность и низкое качество электропитания.
Выбран набор решений для построения сельской сети:
- использование для передачи данных технологии RadioEthernet (IEEE 802.11, WiFi), а при отсутствии прямой видимости между объектами - одномодовых волоконно-оптических линий связи (укладка в траншею или подвеска на столбы)
- монтирование магистрального оборудования в термоизолированных, вандало-устойчивых контейнерах, размещаемых на стандартных бетонных осветительных столбах. На тех же столбах монтируются антенны, что обеспечивает прямую видимость между соседними магистральными узлами, необходимую для работы RadioEthernet на больших расстояниях;
- в качестве абонентского комплекта оборудования предложено использовать мосты RadioEthernet с удешевленной антенно-фидерной системой.
Проведено изучение текущего состояния рынка, выбраны следующие компоненты для построения магистральных узлов и абонентских комплектов:
- оборудование магистрального узла строится на основе ПК-маршрутизатора с процессором Pentium III. Разработана конструкция ПК-маршрутизатора с низким энергопотреблением, что позволило исключить из конструкции ненадежные механические элементы (вентиляторы охлаждения), а также снизить требования к системе электропитания узла;
- в качестве радиоинтерфейсов магистрального узла предложено использовать сетевые адаптеры с интерфейсом PCI на основе чипсета Atheros AR5212, выпускаемые несколькими фирмами (D-Link, Planet);
- в качестве радиооборудования в абонентском комплекте решено использовать устройства D-Link 900AP+, 2000AP+, Linksys WRT54G.
Разработана система электропитания магистрального узла, обеспечивающая работоспособность ПК-маршрутизатора при напряжении питающей сети от 100 до 300 в, и автономное (от аккумулятора) питание магистрального узла в течение не менее 8 часов.
Разработана конструкция термоизолированного, вандалоустойчивого контейнера с внешними размерами 600x400x450мм. Контейнер разделен на две части горизонтальной внутренней перегородкой. Верхняя часть термоизолирована, в ней размещается ПК-маршрутизатор и другое оборудование, не способное работать при отрицательных температурах. В нижней части размещается аккумулятор и один из двух блоков системы электропитания. Для обогрева верхней камеры предусмотрен подогреватель, для охлаждения - вентилятор, обеспечивающий воздухообмен между верхней и нижней камерами. Температурный режим и влажность в верхней камере поддерживается термоконтроллером на базе микроконтроллера Atmel ATtiny26, специально разработанного для данного проекта.
Разработан практический метод выбора наилучших точек для установки столбов (мачт) для обеспечения прямой видимости между антеннами. Используется гелиевый аэростат яркой расцветки объемом 3 куб. м., и автовышка, обеспечивающая подъем наблюдателя на высоту до 18 м.

Реализован пилотный сегмент сельской сети, содержащий три магистральных узла, два волоконнооптических сегмента, два столба, одну мачту собственной разработки (высота 11 м). Сегмент используется в том числе и в интересах образования и обслуживает семь абонентов, среди которых международный детский компьютерный центр (местечко Кухмарь), школа в с. Купанское, музей железнодорожной техники в д. Талицы Переславского района Ярославской области.

Полученные результаты по разработке технических решений для беспроводных сетей сельских районов могут быть применены при построении сельских компьютерных сетей в других регионах России.