Три года назад мы с интересом изучали первый AirFiber, весьма прогрессивное для того времени решение Ubiquiti. Первые модели имели хорошую ёмкость, но встроенные антенны ограничивали максимальную дальность связи.
Второе поколение, AirFiber X, выпущенное позднее, позволяло работать на практически любых антеннах, но имело существенно меньшую ёмкость и не поддерживало FDD-режим.
Сегодня Ubiquiti предлагает совместить преимущества обеих систем и возможность собрать подходящий именно Вам AirFiber из набора кирпичиков; при этом появляется возможность и использовать крупногабаритные антенны, и получить гигабитные ёмкости одновременно. Интересно?
Классическим решением при недостатке ёмкости канала и невозможности перейти на более ёмкую технологию является агрегирование каналов — соединение ёмкости нескольких доступных каналов в агрегированный канал высокой ёмкости. Но тут есть проблемы – несколько больших антенн не на каждой мачте можно разместить.
В классических РРЛ в таких ситуациях используется технология XPIC: установка двух радиоблоков на одну антенну в различных поляризациях.
Новое решение AirFiber NxN, на первый взгляд, реализует схожую идеологию, и даже на сайте указывается поддержка MIMO 4x4 и 8x8.
К сожалению, существует лишь две по-настоящему независимые поляризации, поэтому при построении агрегированного канала на практике требуется по отдельной частоте для каждого канала.
Практическим доказательством сложности работы систем MIMO высоких порядков на больших дистанциях можно считать практическое отсутствие действительно рабочих решений широкополосного радиодоступа с формулой сложнее 2х2, хотя трехканальные радиомодули 802.11 появились уже лет 8 назад.
Поэтому AirFiber NxN нельзя считать решением MIMO высокого порядка: независимые радиоустройства в адаптере не переиспользуют частоту, а работают в различных номиналах, то есть спектральная эффективность, (Мбит ёмкости)/(МГц эфира), не повышается.
Впрочем, GPS-синхронизация и строгая спектральная маска AirFiber X позволяет использовать частоты без защитного интервала, то есть система 4x4 может использовать соседние частоты, например, 5180, 5200, 5220 и 5240 при ширине полос 20 МГц. И это большой плюс.
Два AirFiber 5x c 20 МГц полосами без защитных интервалов.
А вот среди недостатков стоит отметить потери в антенном делителе. Общее негативное влияние на канал связи составит до 8 дБ для 2-портового устройства и до 14 дБ для 4-портового устройства (под портом я понимаю слот для AirFiber 5x).
А ещё AirFiber X не поддерживает агрегации каналов самостоятельно, это надо делать на внешнем коммутаторе. Что, впрочем, не сложно. На эту роль у Ubiquiti хорошо подходят устройства серии EdgePoint – всепогодные роутеры и коммутаторы с возможностью питания подключённых устройств.
Применение EdgePoint позволяет прокладывать на вышку всего один кабель, причём, при наличии питания, это может быть оптоволокно.
Нюансом при агрегировании каналов можно считать необходимость равенства пропускной способности агрегируемых каналов, так как OSPF и LAG, доступные на EdgePoint не могут балансировать нагрузку между каналами с разной пропускной способностью, общая ёмкость в такой ситуации будет равна ёмкости наименее ёмкого канала умноженной на количество каналов в шасси.
Соответственно, каждый AirFiber должен работать в одинаковой полосе частот и с одинаковой модуляцией, или ёмкость 4 -канальной системы составит 4 ёмкости наиболее узкого канала.
С точки зрения частотной регуляции использования эфира, корзина AirFiber воспринимается как набор каналов «точка-точка», на каждый из которых нужно получать частотное присвоение. Здесь могут быть вопросы – координаты всех каналов будут одинаковыми.
С точки зрения резервирования каналов, тоже не всё гладко: решение о переключении на резервный канал должно принимать внешнее устройство, при переключении может наблюдаться некоторая потеря трафика.
Наиболее перспективные протоколы по резервированию в данном случае: LACP с функционалом резервных членов пула или динамическая маршрутизация с увеличенной метрикой резервного канала.
В обоих случаях, к сожалению, в отличие от релейных станций, основной и резервные каналы требуют независимых частот.
То есть это — не вполне полноценная технология hot spare в одном частотном номинале (при установке 2 AirFiber в один номинал, даже при отсутствии пользовательского трафика, сигнальный трафик резервного канала создаст помехи для основного канала).
Рассмотрим эффективность использования системы NxN в двух ситуациях: ограниченный и неограниченный частотный ресурс.
Первая ситуация — легализация использования канала связи, выбор между одним устройством с полосой 40 МГц и 2 с полосой 20 МГЦ. Параметры устройств при работе в более узких полосах частот лучше, но добавляется потеря уровня сигнала в сплиттере.
Энергетика системы (чувствительность, плюс мощность, плюс усиление антенн) по модуляциям в варианте одно устройство и два устройства с сплиттером, 34 дБ антенна
Видим, что потери в сплиттере практически нивелировали выигрыш энергетики от двух устройств — одиночное устройство выигрывает по энергетике канала 6 ДБ, что позволяет в ряде случаев, при низком уровне сигнала, работать на модуляцию выше, обеспечивая большую производительность канала связи.
Фактический смысл в данной конфигурации может достигаться за счёт резервирования: при выходе из строя одного устройства канал останется работоспособным, пусть и с вдвое меньшей производительностью.
Правда, приоритезировать трафик, чтобы выбрать, что передавать в сузившийся канал, маркировку и лимитинг трафика придётся осуществлять на внешнем устройстве.
Зависимость очереди обработки данных от маркировки трафика.
Изменить её или настроить трафик лимитеры нельзя.
Вторая ситуация — получение максимальной емкости, невзирая на полосы частот.
То есть мы рассматриваем вариант 1 устройства в полосе 50 МГЦ против 4х50 МГЦ полос с сплиттером и 2х50 МГц полос AirFiber 5.
Энергетика системы (чувствительность, плюс мощность, плюс усиление антенн) по модуляциям в варианте одно устройство и четыре устройства с сплиттером 34 дБ антенной.
Ещё более ярко проявилась ориентированность решения на короткие пролёты: x4 на 1 устройстве имеет лучшую энергетику, чем x1 на 4, а ведь ёмкости при этом одинаковые.
Здесь ситуация однозначна.
Проигрыш по энергетике канала из-за сплиттера компенсируется количеством каналов передачи данных, даже если многоканальная система будет работать на 1 модуляцию медленнее — суммарная ёмкость получается выше.
Перейдём от теории к практике, рассмотрим опыт зарубежных коллег, имевших задачу обеспечить высокопроизводительный канал связи на расстояние 8 км.
Классическое решение- AirFiber 24 обеспечило хорошую производительность, но ёмкость канала существенно снижалась в дожди (о чём мы предупреждали при появлении AirFiber 24), соответственно, требовалось передать трафик более 200 Мбит дуплекса.
Суммарный трафик на агрегированном канале связи (спады — влияние дождя на 24 ГГц канал)
Параметры составляющих каналов
community.ubnt.com/t5/airFiber-Stories/4x4-NXN-saves-my-bacon/cns-p/1511295
Выводы
AirFiber NxN не является MIMO-системой высокого порядка, поскольку не переиспользует поляризации, а лишь добавляет новые частотные полосы и новые устройства.
Из-за больших потерь в комбайнере система имеет смысл на радиоканалах малой и средней дальности.
Система не обладает встроенными средствами резервирования и агрегирования каналов, реализовывать данный функционал придётся на сторонних устройствах.
Однако AirFiber NxN здорово экономит место на башне, а также позволяет использовать старые антенны.
Старая антенна обретает новую жизнь с AirFiber NxN
