Поллинг в беспроводном оборудовании Ubiquiti Networks

    Здравствуйте, дорогие жители Сети. Сегодня мы расскажем о поллинге – одной из основных технологий для построения нормальных беспроводных сетей.

    Все вы знаете Wi-Fi и многократно с ним сталкивались. Всем хороша технология, и шустрая (до 300 Мбит/с заявляют) и дешевая. А вот почему-то эту замечательную технологию не используют операторы для построения городских сетей. Наверное, что им мешает, чего-то наш любимый Wi-Fi (а точнее группа стандартов IEEE 802.11 a/b/g/n) – не умеет.
    Алгоритм общения устройств согласно 802.11 выглядит в общих чертах так:
    Перед тем как что-либо передать, абонент Wi-Fi слушает эфир – не занят ли он. Если эфир свободен – абонент начинает передачу. И пока он передает, остальные абоненты ждут. Это называется CSMA/CA (carrier sense multiply access with collision avoidance, множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий). Вроде технология прекрасная и никаких коллизий не может случиться. И это так, пока все абоненты одной базы «слышат» друг друга. В внутриофисных и домашних сетях Wi-Fi это именно так. Но как только мы начинаем строить сеть за пределами помещений и наши абоненты расположены не в нескольких метрах, а в километрах от базы – все меняется. Для работы на больших расстояниях мы используем направленные антенны.


    image

    А это значит, что абонент понятия не имеет, передает его сосед или нет, он слышит только базу. А свободна ли база или она сейчас принимает данные от другого абонента – он не знает. И механизм избегания коллизий перестает работать. Что же делать?

    Единственным нормальным выходом из этой ситуации является жесткий арбитраж со стороны базы. То есть решать, кто из абонентов должен сейчас передавать, должна именно база. Так появился поллинг.
    Поллинг, он же неколлизионный доступ, он же – маркерный доступ. Применяется в сетях беспроводного доступа с 1990-х годов. В отличие от Wi-Fi – не стандартизован, то есть каждый производитель придумывает и пишет свой вариант, и железо разных вендоров друг с дружкой в режиме поллинга не работает.

    Основные достоинства поллинга:
    • гарантированность доступа к базе;
    • управление полосой для каждого абонента. Абоненты могут делить производительность базы либо поровну, либо каждому можно дать свою полосу. Можно полосу динамически перераспределять (динамический поллинг) – как для абонента, так и для каждого класса трафика внутри абонента;
    • Коллизий нет и быть не может;
    • Даже дальние абоненты со слабым сигналом нормально работают. Решается проблема «скрытого узла».

    Конечно, есть и недостатки:
    • Поллинг требует современных и мощных процессоров. Если платформа «слабая» — ощутимо снижается производительность базы;
    • Реализация поллинга – вещь нетривиальная, и не у всех производителей беспроводного железа получается хорошо.

    Теперь давайте посмотрим на реализацию поллинга у серии AirMAX от Ubiquiti Networks. Если кто не знает, Ubiquiti – довольно молодая американская компания с креативным и незашоренным взглядом на рынок. И замечательно разбирающаяся в тонкостях беспроводного мира, «железа» и софта для него. Начинали они с производства радиомодулей, но вскоре удивили мир, выпустив outdoor Wi-Fi CPE за $100. В пять раз дешевле самого дешевого всепогодного абонента на тот момент. И взорвали рынок. В прошлом году они снова всех удивили, выпустив новое поколение не только с поддержкой 802.11n, но и с собственной системой поллинга, которую назвали AirMAX. И взломали операторский рынок. Все по той же причине – хорошие универсальные железки за какие-то копейки. Вообщем, они мне нравятся, молодцы ребята. И сами железки – очень красивые:
    image
    Вот такой абонент с антенной. И двумя 100Mbps портами Ethernet с PoE out, скоростью до 150 Мбит/с и индикатором для точной настройки на базу. И эта же железка может быть и базой, благо встроенная антенна (55 х 30 градусов) позволяет строить сектора.
    Или база с секторной антенной:
    image
    Вы видите антенну, базовая станция — за ней спряталась, она очень компактная.
    Итак, как же работает поллинг в AirMAX.
    При включении AirMAX, базовая станция раздает клиентам определенные слоты времени/данных, в результате чего передача данных клиентом будет происходить вне зависимости от занятости радиосреды.
    Также, в AirMAX задействован проприетарный планировщик QoS, который автоматически выделяет в трафике пакеты VoIP/Video и выставляет им максимальный приоритет.
    AirMAX реализует систему двойного TDMA, посредством добавления приоритета конкретному клиенту. Чем выше уровень приоритета – тем больше слотов ему будет отдано. Для того, чтобы не ухудшать ситуацию на базе при наличии «плохого клиента» — его приоритет AirMAX должен быть минимальным в существующей конфигурации приоритетов.
    Настроить поллинг в AirMAX очень просто:
    На базовой станции нужно поставить галочку «Enable AirMax»:
    image
    Для включения поллинга на абонентском устройстве, необходимо выбрать уровень приоритета клиента:
    image
    И все. Очень просто. Хотя есть тонкости. Например, «дальнему» абоненту лучше назначить минимальный приоритет, чтобы он не «просаживал» базу, работая на низкой модуляции.
    А в следующей статье мы более подробно расскажем о функциональности AirOS и тонкостях настройки.
    CompTek
    106,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 25

      +1
      Надо обязательно указать что не все модели Ubiquiti поддерживают AirMax это раз ( буква M в названии модели, например NanoStation 2M указывает на модифицированную прошивку с поддержкой AirMax. При включенном AirMax устройсва которые не работают с этой технологией работать не будут, во всяком случае мне не удалось найти материалы как подключить ноут или телефон к такой точке доступа. В принципе ответ автора очевиден что эта технология используется операторами для магистральных каналов связи и для построении сети на однотипном оборудовании которое еще и проще администрировать. Но однозначно то что статья нужная и с удовольствием жду продолжения, желательно больше инфы о тонкой настройки баз и особенно в режиме point-to-multipoint. И есть ли подобные решения для Mikrotik?
        0
        Есть Nv2 и Nstream.
        +5
        Зачем обманываете?
        "Вроде технология прекрасная и никаких коллизий не может случиться. И это так, пока все абоненты одной базы «слышат» друг друга."
        Это не так. Технология прекрасная и тогда, когда абоненты друг друга не слышат. Есть механизм RTS/CTS. Более того, во многие (во всех современных?) базы активно управляют трафиком, превентивно посылая CTS абонентам, которые долго молчат, что позволяет избежать коллизий (и это является стандартной фичей WiFi и фактически реализует полинг). А как по вашему уже 10 лет назад работали некоторые городские провайдеры, выдающие абнентам направленные WiFi антенны?
          +1
          RTS/CTS в 802.11 является опциональным, к тому же разные вендоры по разному его задействуют. Он добавляет некоторой «гибкости» эфиру, снижая производительность за счет оверхедов. В ситуации, когда в эфир необходимо передать пакет, меньший по размеру, чем пороговое значение — он будет передан без предварительной отправки RTS пакета.
          В ситуации «slight hidden node» включение этого механизма может оказаться невыгодным из-за дополнительных оверхедов, которые могут оказаться дороже для эфира, чем переповтор.
          И не стоит забывать, что RTS/CTS может приводить к кратковременному ступору сети из-за ложных блокировок.
          +1
          Операторы не используют эту технологию, потому что есть такое слово
          Госсвязьнадзор.

          Кстати, самое главное не написали — на какой частоте работает ваше оборудование?
            0
            > Кстати, самое главное не написали — на какой частоте работает ваше оборудование?

            Ну если это Wi-Fi, то наверное 2.4Ghz или 5Ghz…
              0
              у меня Nanostation M5 работает от 4,9 до 6,1 ГГц (для этого надо выбрать в списке стран — Compliance test)

              Оборудование очень хорошее, теперь хочу и роутер на airos поставить.
              Судя по показанию дистанции в airos — 2км. Ни одного сбоя, ни обрывов, скорость до 40мБит.
              0
              Я так и не понял — это клиентския адаптер или база?
                0
                Зависит от настройки, может выступать как точкой доступа так и клиентом. AirOS это позволяет.
                Единственно есть различные устройства заточеные под разные роли.

                Вот то, что показано на 2-ой картинке — это Ubiquiti NanoStation M2 или M5 его лучше использовать как клиента, хотя известны случая когда ставят 6 таких штук и формируют БС на 360 градусов.

                А вот то, что спряталось за антенной на 3-ей картинке это Rocket M2 или M5 она больше заточена под БС, у нее мощнее ОЗУ и ЦПУ.
                0
                В направленных антеннах всё хорошо. А что делать в «домашнем» сегменте со всенаправленными антеннами?

                Есть мост между двумя зданиями, сидят на обычных dlink'ах, прямая видимость 100 метров. Периодически появляются новые сетки рядом и с таким же номером канала передачи. В итоге мост либо падает, либо 80% потерь пакетов. Приходится подбирать другой канал.

                Понимаю, что ключевое слово в проблеме — это dlink, но это был единственный бюджетный вариант.
                  0
                  На базе нет опции автовыбора канала?
                    0
                    На dlink'ах есть выбор, но с ней они переодически вообще теряют друг друга из вида — приходится заново делать поиск базы и сохранять настройки.
                      0
                      Попробуйте альт. прошивки, и выберите канал за пределом обычных 1-11 (или у нас 13 потолок?)

                      Например -3 -6 или 15 18 канал…
                      Если конечно заработает, насколько помню DD-WRT умееет такое делать.
                    0
                    Используйте направленные антенны (если возможно) и прошивки BlueBox.
                    0
                    Статья очень понравилась, жду продолжения.
                    Особенно хочется прочитать про
                    --station WDS
                    --можно ли использовать nanostation m2 и m5 в качестве базы и на сколько клиентов оптимально
                    --какое оборудование лучше всего использовать в качестве базы для 50-ти клиентов
                    --проблемы с госсвязьнадзор
                      +1
                      — прозрачный мост, если стоит просто Station то база видит только мак точки клиента, а если Station WDS, то маки всех клиентов за точкой. При этом базовая точка должна быть AP WDS, иначе работать не будет;
                      — можно, до 20 клиентов при нормальных тарифах 1-3Мбита, зажатых на клиентских точках отлично работает;
                      — производитель рекомендует Rocket M2/5 с их же антеннами;
                      — нужна лишь лицензия на РЧР и, насколько мне известно, не вся продукция Ubiquiti сертифицирована. (Украина).
                        +3
                        Продолжение уже пишется. как раз про функционал. Платформа не самая производительная, но на 20-30 клиентов хватает (по опыту, при включенном AirMAX). NS-M2 или M5 легко работают в качестве базы. у них с Rocket M платформа одна, разница только в наличии или отсутствии разъемов или антенны. Поэтому что выбрать — зависит от удаленности и расположенности абонентов относительно базы.
                        С Роскомнадзором все на удивление просто. Есть решение ГКРЧ — 09-05-09 про оборудование малого радиуса действия. Тем кто внимательно прочтет приложение к нему приз — возможность регистрации точек доступа на улице бесплатно и быстро (проверено). В следующей статье расскажу подробнее, это надо знать всем.
                        0
                        Отличная статья, раскажите пожалуйста про Unifi

                        И есть на хабре кто уже пробовал unifi
                          +1
                          Про UniFi расскажу на днях, сие у меня на столе лежит, очень достойное железо, хотя конечно функционал не великий. Для сети среднего предприятия хватит, ну а с циской конечно не сравнить. Хотя обычному офису, гостинице или кафе циска не нужна.
                          +1
                          Благодаря ряду «пионеров», я тихо ненавижу оборудование Ubiquiti. Платформа слишком доступная и далеко не всегда работающая так, как указано в даташитах. Две недели кошмарных поисков помехи совместно с сотрудниками ГРЦ по городу дали более 9 точек Ubiquiti… Направлены в одну сторону, задний лепесток ловим в 7 км. на уровне -70dbm — это ли есть нормальная антенна? Именно доступность платформы и полная безграмотность (или осознанные действия — не знаю) делают эту платформу ключевым элементом в создании помех для БС операторов, имеющих легальные номиналы в 5Ггц.

                          Не забывайте пожалуйста, что приобретая любое беспроводное оборудование, и запуская его в коммерческую эксплуатацию, вы уже должны иметь на руках разрешение на использование радиочастот или радиочастотных каналов. Иначе проблемы с операторами, Главным радиочастотным центром и Россвязькомнадзором вам гарантированы.
                            0
                            -70dBm на 7 км в 5ГГц — это говорит о том, что «пионеры» выставили 27dBm на выход, а Вы смотрите им в спину антенной где-то на 23dBi. Такую помеху можно организовать на любом железе, вопрос только в том, почему сотрудники ГРЦ 2 недели потратили на поиски. Все же не иголка в стоге сена.

                            Основная проблема заключается не в доступности или в «детскости» той или иной платформы, а в полном наплевательстве части пользователей и в их безграмотности. Если взять тот-же 2.4: какой смысл в квартире ставить на супер-доступном Dlink выходную мощность 24dBm? Качества от этого не прибавится, а эфир загадить удастся по полной.
                              +1
                              Да, отчасти я с Вами согласен, но опять же, если посмотреть даташиты на Ubiquiti, то там крайне маленький задний лепесток за антеннами, а тут с такой силой лупит.

                              Не однократно уже обсуждалось в интернетах что даташиты Ubiquiti иногда отчасти лукавят, но в нашем случае дело было не столько в Ubiquiti как таковом, а именно в том, что они работали на наших частотах, да еще и мощность передатчика была на всю.

                              Мы же, в виду большого количества БС, построенных на оборудовании Alvarion, специально занижали мощности передатчиков, дабы в виду особенностей частотно- территориального плана и высот подвеса ряда БС, они не мешали друг другу.

                              0
                              Хочется в это верить… Но на деле ни кто никому проблемы не устраивает…
                              0
                              Некоторое время назад я задумался об организации канала между тремя домами, но обсуждение с некоторыми специалистами заставило затею отложить. В обще получается такая картина — один дом находится на расстоянии 8 км от «базы», а второй четко по середине (4 км от базы). Между ними располагаются открытые поля, местами дома и несколько участков леса. Стоит ли пытаться организоваться связь или требуется прямая видимость (как спецы говорят) между антенами? Есть подобный опыт?
                                0
                                Если между «базой» и промежуточным домом, а так же между промежуточным и самым дальним домом есть прямая видимость, то рациональнее реализовать в средней точке ретранслятор. В случае отсутствия прямой видимости, а точнее перекрытия зоны Френеля более, чем на 30% (для линка 4км — радиус зоны Френеля около 11 метров в диапазоне 2.4), реализовать такую схему будет сложно.

                                Так же не стоит забывать о регистрации оборудования и эксплуатации на минимально-достаточных уровнях мощности. Для дальних линков рекомендую использовать оборудование с узконаправленными антеннами.

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое