Интернет на необитаемом острове
Мы много пишем о том, что установщики комплектов для приема спутникового телевидения осваивают смежные направления работы, в частности усиление мобильного Интернета. В этой статье мы расскажем об экзотической задаче, которая решается при помощи такого подключения
Традиционный заказчик усиления мобильного Интернета — бизнес или владельцы коттеджей, удаленных от базовых станций операторов. Но развитие коммуникаций, в том числе беспроводных, породило и более экзотические запросы. Герои этой истории — проект «Фриланссаари», который уже почти 10 лет организует клуб мультиспорта «Северный путь» в Северном Приладожье (Карелия).
НЕМНОГО О ПРОЕКТЕ
Костяк клуба «Северный путь» — фрилансеры, которые теоретически могут работать из любой точки мира через Интернет, был бы ноутбук под рукой и достаточно стабильный канал связи. Профессии у участников проекта разные, но практика показывает, что их суммарные запросы к пропускной способности канала вполне укладываются в возможности современного мобильного Интернета. Правда, при хороших условиях. И когда 10 лет назад у группы друзей появилось желание вместо дачи летом месяц пожить на островах на севере Ладоги, встал вопрос, как получить эти «хорошие условия» приема именно там. С этого и начались эксперименты с беспроводным доступом с использованием всех сравнительно недорогих технологий, доступных «в поле».
Чтобы понять, насколько сильно при монтаже антенны на дереве мешают ветки, был измерен уровень сигнала в условиях прямой видимости базовой станции, но «с рук»
Надо отметить, что проект «Фриланссаари» запускался дважды. В 2009-2010 годах это был забавный эксперимент для узкого круга друзей, под который было достаточно роутера с поддержкой 3G, купленного в салоне оператора связи. А с 2015 года идею переосмыслили. Жизненные обстоятельства организаторов сложились так, что со второй попытки проект был запущен уже всерьез — с десятками гостей из круга дальних знакомых, большими бюджетами на оборудование и требованиями к стабильности сигнала. Часть постоянных обитателей лагеря работает в клиентских приложениях работодателей, которые критичны к пингу и не могут нормально работать, если тот достигает, к примеру, 1 с. Поэтому в ход пошли общие теории распространения электромагнитных сигналов, направленные антенны и полноценные тесты. С другой стороны, мероприятие все еще осталось некоммерческим.
Но главная особенность проекта даже не в задаче, а в локации. Все описанные далее манипуляции с оборудованием происходили в удаленной от цивилизации точке, где нет никакой местной инфраструктуры — электричества, например. Добраться туда можно только по воде. При этом логистические возможности участников ограничены, то есть на остров нельзя привезти, допустим, удобную лестницу для монтажа антенны, набор разных кронштейнов или 10 разных комплектов оборудования на тест. В начале и в конце, чтобы транспортировать палатки, спальники, костровые принадлежности и продукты на месяц проживания, и так задействуются все личные автомобили, а также один-единственный катер, который, как челнок, возит все это с пирса в лагерь. А впоследствии рейсы в город ограничены. Так что приходится принимать иногда довольно нестандартные решения.
Задача «немного поправить» антенну в полевых условиях превращается в квест с альпснаряжением
В ПОИСКАХ СТАБИЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ
С самого первого выезда еще в 2009 году стало понятно, что Интернет для гостей острова необходимо «добывать» централизованно. Возможностей модулей связи, встроенных в личные устройства, не всегда было достаточно даже для текстовых коммуникаций. Поэтому для организации коллективного доступа приобрели роутер с поддержкой 3G-модема у «МегаФона» — на тот момент покрытие в нужной географической точке было только у этого оператора.
К сожалению, на протяжении пары лет экспериментов в условиях ограниченного бюджета получить уверенную связь на нужных скоростях так и не удалось. Роутер пытались вешать на деревьях, подключали к нему различные антенны, как с усилением, так и без, но корреляции между смонтированным оборудованием и результатом так и не обнаружили. Хотя скорость варьировалась, в зависимости от железа и направления, соединение оставалось нестабильным. А особенно характеристики канала проседали в выходные дни, когда нагрузка на операторскую сеть возрастала из-за приехавших на уикенд дачников.
«Мы настолько отчаялись получить нормальный сигнал сотовой сети, что в какой-то момент купили комплект спутникового Интернета. И хотя местность позволила поставить тарелку в прямой видимости горизонта (наш лагерь находится на мысу, и в направлении спутника — только водные пространства), тесты показали, что такая связь нам не подойдет. Пинг был слишком большим. Кроме того, спутниковый комплект тяжело настраивать. Его вес около 20 кг. Когда антенна стоит на земле на сколоченной специально для этого конструкции из досок, ее можно легко повернуть на нужный угол. Но так антенну постоянно задевают дети. А разместить и настроить ее на дереве крайне сложно — повесить-то можно, как мы это делаем с антеннами для мобильного Интернета, но точная настройка, учитывая вес конструкции, под вопросом», — комментирует один из организаторов проекта Михаил Яковис.
Даже если бы удалось настроить антенну, пинг у спутникового Интернета слишком велик — настолько, что некоторые рабочие приложения обитателей острова не функционируют. Да и тариф необходимо было бы подключать порядка 7 тыс. рублей на месяц при условии экономного использования.
Направление, в котором стоит искать решение, обнаружилось только в 2018 году, после замены операторского роутера на устройство от независимого поставщика. Модель выбрали ту же, но результат превзошел ожидания. Похоже, у первого устройства был просто сломан антенный разъем. Так неожиданно открылось целое поле для новых экспериментов. Однако провести их в прошлом году не успели. Зато с тестов начался проект этого года.
АНТЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
В попытках получить наиболее стабильный сигнал в 2019 году на остров привезли сразу две направленные антенны. Магазин, где они приобретались, любезно согласился оформить возврат на одну из них после полевых испытаний.
Антенны были построены на одном и том же железе. Разница заключалась в том, как именно раздать сигнал на всех (и, соответственно, где повесить антенну). Одна из приобретенных антенн — умная — уже имела встроенный 4G-модем, ее можно было подключить к стороннему Wi-Fi-роутеру по витой паре или использовать встроенный Wi-Fi-роутер. Как при проводном, так и при беспроводном подключении проблемы со связью были бы заметны на расстояниях порядка 100 метров. Вторая же требовала проводного подключения к внешнему модему при помощи коаксиального кабеля, что ограничивало варианты установки до конкретного дерева и определенной максимальной высоты — около 10 м.
А точка установки в данном случае была самым главным вопросом. Дело в том, что выбранное место стоянки находится в зоне обслуживания одновременно двух базовых станций. Одна из них — в прямой видимости от удобного места установки антенны. Но расстояние до этой станции на пределе возможностей стандарта — порядка 29 км. Вторая базовая станция ближе, но Северное Приладожье отличается сложным рельефом и в данном случае он играет против — базовую станцию закрывает гранитный мыс. В теории, кстати, есть и третья базовая станция, гораздо ближе, но для общения через нее сигналу пришлось бы преодолеть огромный скальный массив, так что на практике поймать сигнал этой базовой станции так и не получилось.
Полевой офис проекта «Фриланссаари»
Поскольку у каждого из направлений были свои недостатки, решили отталкиваться от экспериментальных данных. Приехав на место, организаторы лагеря первым делом обошли на катере несколько соседних мысов, чтобы прояснить картину с приемом. Проверяли, кстати, не мобильными телефонами, а тем самым комплектом для стационарной установки, запитав оборудование от автомобильного аккумулятора.
Умная антенна со встроенным 4G-модемом действительно позволила получить стабильное соединение со скоростью 23 Мбит/с на прием данных (5 Мбит/с на отправку), но с соседнего мыса. И расстояние в несколько сотен метров без существенных финансовых вложений оказалось непреодолимым. Учитывая дикие условия, создание такого удаленного пункта связи требовало решения сразу нескольких вопросов, связанных не только с доставкой сигнала в лагерь, но и с электропитанием и герметизацией оборудования, а также с обеспечением его сохранности. Более реалистичным проектом сперва показалась установка антенны на ближайшем холме, но там скорость оказалась всего 14 Мбит/с на прием. Такая игра свеч не стоила, так что решили ограничиться доступными точками подвеса антенн в лагере.
Два дня экспериментов — монтажа антенн на разных деревьях, попыток перенаправить то на одну, то на другую базовую станцию и даже попытки ставить антенну на земле, где прямой видимости одной из базовых станций не мешают ветки, — показали, что в сложившихся условиях умная антенна не дает значимых для обитателей лагеря преимуществ. При разных условиях скорость соединения была примерно одинакова — до 4,5 Мбит/с на прием данных (2-3 Мбит/с на отправку). Этой скорости для работы всем желающим хватало.
Эксперименты показали, что потери в коаксиальном кабеле действительно влияли на характеристики подключения, но не приводили к полному исчезновению Интернета. Умная антенна, для которой затухание в кабеле неактуально за счет встроенного Wi-Fi-роутера, обеспечивала подключение с пингом почти в два раза меньше — 38 мс. Однако стоимость ее была на 10 тыс. Больше, и замена сим-карты в случае проблем у одного из операторов требовала бы подъема на дерево. В итоге, несмотря на наличие поддержки 4G у умной антенны и лишь 3G у внешнего модема, который использовался во втором комплекте, решили не переплачивать за перспективы.
Стоит отметить, что на этот выбор повлияла и тарифная политика операторов. Если изначально на острове присутствовал только «МегаФон», то со временем территория вошла в зону обслуживания его конкурента — МТС. Правда, без направленной антенны сигнал был слишком слабым. Замена оборудования исправила положение, поэтому все описанные выше эксперименты проводились с сим-картами обоих операторов. Результаты по пингу и скорости были примерно одинаковые. В итоге, не получив 4G на «МегаФоне», организаторы решили использовать безлимит от МТС, который имеет ограничения не по трафику (как у «МегаФона»), а по скорости соединения, но объем скачанного никак не регулирует.
С трафиком, к слову, всегда была проблема — регулярно приходилось докупать пакеты, поскольку лимитов тарифов никогда не хватало. Несмотря на предупреждения о необходимости отключить обновления и прочие просьбы от организаторов гостям, в день остров потреблял около 7—10 Гбайт. Приходилось оформлять несколько сим-карт, доплачивать за увеличение лимитов и изобретать способы ограничения трафика для каждого конкретного обитателя лагеря в условиях постоянного роста их числа. А увеличивалось как количество гостей, так и среднее количество устройств, приходящихся на одного человека. Полный безлимит на ограниченной скорости снимал эти вопросы, правда, тогда не оставалось смысла в покупке оборудования с поддержкой 4G.
ЛИЧНЫЙ ОПЫТ
Мне довелось две недели прожить в палатке в этом гостеприимном лагере и составить свое представление о результатах описанных экспериментов. Надо сказать, опыт получился весьма положительный, особенно учитывая географическую точку.
Полностью отключался Интернет лишь один раз — во время сильной грозы. При этом на пике непогоды мобильного Интернета не было ни у «МегаФона», ни у МТС, а через пару часов сигнал в обеих сетях был восстановлен.
Большую часть времени параметры соединения были вполне подходящими даже для видеосозвонов по «Скайпу». Качество видео, конечно, было заметно ниже, чем из центра города на стомегабитном проводном Интернете, но лицо собеседника было видно, как и окружающую обстановку. При этом, в отличие от предыдущих лет, стабильность соединения не зависела от дня недели. Правда, сложно сказать, что сыграло здесь большую роль. То ли направленная антенна, то ли обновление оборудования у самих операторов, информацией о котором потребители обычно не располагают, то ли холодное лето и ремонт трассы, ограничивающие поток дачников, выезжающих на выходных на природу.
В целом эксперимент я бы оценила как удачный. Хорошо, что беспроводные сети развиваются, давая возможность оставаться на связи даже в таких точках.
