Mitt automatiserade hem: Nigel Giddings-Installera bredband på en lantlig plats
Under den här månaden “My Automated Home” -funktionen visar Nigel Giddings oss sin geniala uppsättning som tar en 3G-signal från ett hörn av hans landsbygdens idyll, Strålar det 300 meter tillbaka till sitt hus samt omfördelar det till familjen. Om du är på landsbygden såväl som traditionellt ADSL- eller kabelbredband inte är tillgängligt, finns det fortfarande hopp. Kolla in för alla bilder såväl som detaljer.
Inlämning av: Nigel Giddings – I tio år nu har inhemska kunder haft snabb vinst till webben via ‘Broadband’ tillhandahållen av ADSL. Jag är säker på att de allra flesta människor som läser detta kommer att ha en inhemsk ADSL -anslutning med hastigheter som överstiger 1 MB på nedladdningen, vissa kan till och med ha “bredband” tillhandahållen av andra tekniker med vissa människor som är tur som är tillräckligt för att ha fiber som körs på 50 MB! Jag skulle föreslå att det är omöjligt för personer med denna typ av anslutning för att föreställa sig hur det skulle vara att skickas tillbaka till de mörka åldrarna (i slutet av 90 -talet) när hastigheter bestämdes i kilobits snarare än megabits …
Mitt hushåll såväl som jag nyligen bestämde mig för att få en modifiering av livsstil, efter att ha levt alla våra liv inom 20 mil från London beslutade vi att “emigrera” till Cornwall. Vi beslutade att flytta till en landsbygdsdel av länet, inget stad eller byliv för oss. Sedan april har vi bott på Bodmin Moor, många av er har hört talas om Bodmin Moor såväl som odjuret som är tänkt att online här, i sanning är vi några mil från byn Bolventor som är platsen för Jamaica Inn Förberedd av Dauphine du Maurier i sin bok med exakt samma namn.
Nackdelen med en så utmärkt plats är att innovation har gått förbi den. Vi har såväl elnät som vatten, även om några av våra grannar inte ens har det … Vi har telefontjänst även om kabellängden är dubbelt så stor som kan stödja ADSL, jag har också fått höra att även uppringning Kämpar på grund av dämpning på linjen.
En utsikt från “bakgården”
Off -programmet inspekterade jag allt detta innan vi flyttade, men det stoppade oss inte. Med tillräckliga ansträngningar kan de flesta saker övervinnas såväl som platsen lika bra att gå förbi. Val för bredband inkluderade satellit eller ADSL tillhandahöll en plats till samt förlängd genom punkt till punkt WiFi. Mobil (trådlöst) bredband var inte ett val eftersom det enda skyddet lokalt tillhandahölls av Vodafone såväl som endast som GPRS (2,5 g).
Genom att använda 2.5G -data – efter att ha flyttat hem i april 2010 såväl som eftersom mycket av min tid togs upp med arbete i Mellanöstern hade jag inte gjort någon utveckling med en bredbandslösning såväl som hushållet minskades till att använda 2,5 g med USB -donglar såväl som GSM -telefoner som var mycket mindre än adekvat. E-post skulle dribla in såväl som surfning var extremt träffad såväl som miss, inte lämplig när du försöker börja ett nytt företag. Även vid dessa låga datahastigheter (cirka 50 kB) använde hushållet normalt mellan 4 och 5 GBS data i månaden.
En snabb lösning skulle ha varit att skapa en satellitlänk. Men till 1 000 pund som inrättats samt en månadsavgift på £ 30 plus var det inte ett prisvärt alternativ. Detta kan ha varit lösningen men även till £ 30 per månad toppas du vid 3 GB nedladdning som inte skulle tillfredsställa våra behov baserat på vår nuvarande användning när den är begränsad till 2,5 g. Tidigare när vi hade “bredband” via ADSL skulle vi ta 40 ~ 50 GB per månad.
Ett glimt av hopp – en ny se av en god vän öppnade diskussionen om vilken lösning man ska använda. Min goda vän såväl som hans andra hälft använder ett antal mobila prylar med olika mobilnät, i specifik hans andra hälft använder en ‘3’ -sim för data. Min vän, som var mer optimistisk när det gäller mobilt skydd i Cornwall än jag föreslog att vi skulle ta en promenad runt för att se vad som var tillgängligt. Jag blev något förvånad över att se att vi hade 3G -skydd i utkanten av vår webbplats på en bit hög mark. Särskilt när de har granskat serveringsplatserna på OFCOM -webbplatsen någon gång tidigare föreslog det att alla regionala webbplatser som använts av de olika operatörerna var endast 2G!
Täckningsplott som visar skyddet av “3” -nätverket lokalt. Red Star visar var vi kunde få en signal. Jag måste gratulera ‘3’ till deras förutsägelse S/W. Blue Star -showen var jag live
Lite ytterligare test visade att det var möjligt att få en 3,5G -signal (HSDPA) med en teoretisk maximal nedladdning på 7,2 MB. lyckliga dagar!
Vad ska man göra nu? – Så efter att ha konstaterat att “mobilt bredband” erbjöds i området fanns det nu problemet med exakt hur man kopplar tillbaka det till huset. Även om signalen fortfarande fanns på vår webbplats var den 300 meter från huset. Gränsen för Ethernet över CAT5 (E) är 100 meter. Jag stötte på den här gränsen när jag tidigare i mitt tidigare hem kunde ställa in en enkel 100m switch mitt för att fungera som repeater, jag hade tur eftersom jag hade en trädgårdsutgjutning med POVar hemma för att brytas halva metoden längs rutten. Detta installerades som en tillfällig lösning (det varade i ett par år såväl som jag klippte kabeln två gånger av misstag under den tiden medan jag klippte gräset!). Länken upplevde från ett par blixtnedslag under den tiden såväl som alla typer av “permanenta” lösningar skulle kräva skydd, antingen blixtnedslag eller till och med en uppgradering till fiber. Den här gången var det 300 meter utan några kraftval längs vägen såväl som medan jag inte klipper gräset, får fåren det, att försöka skydda en delikat kabel över det avståndet med grov mark med roaming idisslare skulle vara svårt.
Med tillkomsten av “mobilt bredband” har några fascinerande prylar också utvecklats. Den ena är MIFI, ett 3G -modem rygg mot rygg med en WAP (WiFi trådlös får tillgång till punkt) men dessa är avsedda för personlig användning med fristående batterier samt låg effektutgångar. Ett val till är en 3G -gateway, Huawei B970 har en 3G -sändtagare med modem kompatibel med HSDPA (3,5 g teoretisk maximal nedladdning av 7,2 Mbps), en 4 port 10/100 Ethernet -switch, samt utvecklad i WiFi. Du kan också länka en analog telefonlinje såväl som den drivs av en USB -ledning.
En Huawei B970 som sitter på bilarna och lastbilssätet medan den parkerade på toppen av kullen ansluten till cigarettändaren med en USB -ledning som visar kraft, WLAN, signal samt anslutning (blå = 3G) lysdioder
Det uppenbara att göra var att använda en 3G -gateway på kullen och sedan ha en punkt att peka wifi -länk tillbaka till huset. Ström skulle till en början levereras av ett fritidsbatteri med en USB -omvandlare tills en mer lämplig 230V -leverans kan tillhandahållas. (Det är en historia till …)
Huawei B970 är inte utformad för extern användning så måste säkras från vädret. Eftersom hastigheten arkiverades på 3G -anslutningen är beroende av signaluthållighet var det på samma sätt meningsfullt att installera porten så högt som möjligt i det som var ett marginellt signalområde. Det beslutades därför att installera systemet högst upp på en 20ft stolpe.
Porten som finns i en låda ovanpå 20ft -polen på ‘kullen’ och tittar mot
hemmet 300 m i fjärran. En kraftledare tejpas till polen såväl som ansluten
till ett 85AH -fritidsbatteri på marken
En vy inuti lådan med en cigarettändare 12VDC – USB 5V -omvandlare
Överbrygga 300 meter klyftan – med porten 20ft i luften, på en kulle, i en väderförhålllig bevislåda (plast) samt pekande ungefär mot huset, med nästan ta bort platsen, fanns det inte tillräckligt med WiFi -signal till nå hemmet cirka 300 meter bort. Den fria förlusten för 2,4 GHz över 300 meter är cirka 90 dB.
Systemnivåerna kan antas vara:
Gateway Output Power 20dbm
Gratis förlust av area -90dB
Resultat -70dbm
Rx känslighet -80dbm
En utsikt över 300 m wifi -vägen, träden i den högra halvan av
Bilden stör LOS (siktlinjen) något
Genom att lägga till alla dessa siffror tillsammans får vi en teoretisk “marginal” på 10dB till vår fördel, det vill säga att ange att mottagaren får -70dbm när den bara behöver -80dbm. I den äkta världen fungerade dock inte länken utan en extra antenn med hög förstärkning. Detta är troligtvis eftersom WiFi -utgången från gateway skulle vara närmare 14 eller 16 dBm, förlusterna som utlöses genom att omsluta gatewayen i en plastlåda (ingen utanför antenn) tar av sig ytterligare 2 eller 3dB som påverkan av vissa träd I siktlinjen … När du ser saker fungerar snabbt mot dig.
Tyvärr har Gateway inte arrangemang för en extern WiFi -antenn (även om du kan länka en extern 3G -antenn). Så den enda metoden för att få mer vinst i systemet var att sätta upp en riktning WiFi -antenn i huset.
Det finns många såväl som olika leverantörer av WiFi High Gain -antenner såväl som jag var försiktig med några av de citerade vinstsiffrorna. Efter att ha undersökt förlusterna såväl som förvärvat ett visst koncept av utgångskrafter, mottagarkänslighet, vägförlust, regn bleknar, fiolfaktor, gissade jag att jag behövde något som 10dB eller mer extra förstärkning. DB (decibel) är en logaritmisk skala såväl som 10dB -förstärkning betyder verkligen en multiplikation på 10 gånger. För att uttrycka det ytterligare ett sätt, om du sätter 100 MW i antennen, kommer en antenn med 10dB förstärkning att utstråla 100 MW x 10 = 1 000 MW (1 watt). Observera att den brittiska kraftgränsen är 100 MW (20dbm) samt hänvisar till utstrålad kraft ur antennen inklusive alla typer av antennsystemförstärkning.
Jag valde en säljare från E-Bay som erbjuder en platt panelantenn med en citerad förstärkning på 16DBI för £ 25 Inc P & P, det är potentiellt 4W EIRP (effektiv isotrop strålad effekt) för 100 MW-ingång … eller för att sätta den en metod till en förstärkning på 40 gånger 40 gånger . Även om antennen är 16DBI kommer du att ha extra förluster på grund av kontakter och kabel (så mycket som 2 ~ 3 dB). Den medföljande kabeln var 500 mm vilket är bra, du ser några antenner till salu med kablar på ett antal meter samt alla typer av förstärkning i antennenkan gå förlorade i låg av hög kvalitet koax. Du är mycket bättre på att hålla antennsvansarna så korta som möjligt även om detta innebär att installera sändaren utanför. Jag har ingen metod för att exakt mäta vinsterna såväl som förluster i systemet så det är omöjligt att verifiera någon typ av dessa siffror.
WiFi -klienten såväl som plattpanelantenn monterad i en väderförhållslig låda på hembalkongen
En bättre bild av WiFi -klienten som visar den platta antennen tydligare
WAP som användes tidigare innan den installerades som WiFi -klienten i den vattenbeständiga rutan.
Antennen på fotot kan elimineras såväl som den yttre antennen ansluten
till RP-SMA (Reverse SMA) -kontakten
WAP som används hemma kan konfigureras som klientläge såväl som konfigureras exakt samma metod som du skulle konfigurera WiFi på en bärbar dator. Länken som fungerar i 2,4 GHz -bandet har ställts in på en kanal för att inte störa Home WiFi -signalen. Även om det finns 11 kanaler i 2,4 GHz-bandet överlappar de såväl som det föreslås att använda kanaler 1, 5 samt 11 för att förhindra samkanalstörningar. Vi är “tur” här genom att det inte finns någon annan WiFi i området så vi hanterar vår egen frekvensåteranvändningsplan, i ett utvecklat område är det mer en gratis för alla. Det är möjligt att använda 5GHz istället, vilket är ett mycket tystare band, men enheter för detta erbjuds inte lika lätt så jag går efter KISS -principen.
Konfigurera systemet – Detta är ganska enkelt om du har konfigurerat WiFi i ditt eget hem överensstämmer detta med exakt samma principer. Det finns ett par saker att tänka på eftersom detta är en punkt till punktlänk samt inte den typiska punkten till multi-punkt som används i en typisk WiFi-installation.
Säkerhet. Detta är alltid en fråga. En minsta säkerhetsbehov är att använda någon typ av kryptering, de flesta prylar stöder WPA med en PSK (pre delad nyckel). Många prylar möjliggör MAC -filtrering; Detta begränsar vilka prylar kan länka till endast prylar som har listats i filtret, i denna situation kan enheterna i andra änden av länken skapa en anslutning. SSID -sändning, detta kan stängas av för att säkerställa att dina enheter inte sänder sin existens såväl som att andra enheter inte försöker länka så bra som det inte dyker upp om människor skannar (krigsdrift) medan du är i täckningsområdet .
Antennförstärkning. Det är mycket bättre att inte över ägg kraften i systemet. Det du ser som en stark stadig signal är störningar för andra såväl som kan ge en upptrappning av kraftuttag i området som tjänar till att höja “brusgolvet” som arbetar mot alla. Ytterligare en nackdel med hög kraft är att antalet personer i olika system ökar och kan höja hotet om ett säkerhetsbrott.
IP -inställningar. Som du kan se från diagrammet nedan använder länken den personliga 192.168.x.x IP -sorten såväl som skiljer sig från den primära LAN IP -sorten (som för mig bara är en förlängning av WAN). Mitt LAN är säkrat av en ISA -serverbrandvägg. Att sätta en hårdvarurouter här skulle ersätta ADSL -modem/router i ett ADSL -nätverk samt ge liknande skydd. 3G -routern kan tillhandahålla DHCP men detta är normalt av eftersom prylar har statiska adresser såväl som all IP -webbtrafik bör komma på LAN och riktas via brandväggen. Det betyder emellertid om du konfigurerar en WiFi -gadget med 3G -gateway -inställningarna (och du konfigurerar MAC -filtrering) som en direktanslutning kan göras till 3G -gatewayen för testning samt tillfälliga webbanslutningar.
Klicka på PIC för full storlek Verson – Översikt över IP -inställningar
Resultaten – länken har varit i tjänst i drygt en vecka nu. Förbättringen i webbförstärkning till är enorm. Att använda 2,5 g (smalband) innebar att vi upplevde många timeouts medan vi väntade på sidor till ton (Facebook var nästan alltid oanvändbart) samt att ladda ner uppdateringar / applikationer samt till och med hålla antivirusdatabasen så mycket som datum var ett problem.
Vi har nu tillgång till tjänster som YouTube, BBC iPlayer samt andra streamingtjänster, något som bara inte fungerade tidigare. Jag tittar fortfarande på exakt hur mycket data vi tar in eftersom det mobila bredbandspaketet vi har är begränsat till 15 GB per månad såväl som vi nu är i genomsnitt 400 MB per dag som kommer att öka avsevärt om vi använder dessa multimedia -tjänster.
Som du kan se från SpeedTest.Net -resultaten får vi en hälsosam uppladdning och nedladdningshastigheter även om latenssiffrorna är mycket högre än du kan förvänta dig att få från en motsvarande “trådbunden” -tjänst. Dessa resultat har olika med dagen