Comment ne pas ralentir un mesh
Un node MESH à une seule radio a beaucoup de limitations.
Des Faits :
Une antenne ne fait pas 2 choses à la fois: elle reçoit ou elle transmet.
Si on utilise cette antenne pour maintenir la communication au MESH, et aussi pour servir des clients, le MESH va ralentir. La même radio va communiquer chaque paquet avec le client et aussi vers le MESH.
Le protocole utilisé est le CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
Donc, la station écoute, et si elle n'entends rien, elle transmet. Un problème survient lorsque les utilisateurs du même AP ne se voient pas. Ça s'appelle le "Hidden Node". Il se produit alors des collisions à répétition, ce qui ralentit énormément le réseau. Si le node MESH est utilisé par des clients disposés n'importe ou autour, ça risque de se produire, surtout si le node est sur un toit et qu'il désert une grande superficie.
Les mauvais clients ralentissent le réseau
Lorsqu'un client est branché à la limite du possible, en plus d'avoir un mauvais service il peux nuire au réseau. S'il perd des paquets, il va constamment les reprendre. S'il crée de l'interférence, il va nuire au CSMA.
En mode N, il y a 3 modes HT d'interopérabilité avec les autres protocoles.
Lorsqu'on déssert des clients non-compatibles N, on doit faire des compromis sur l'efficacité du réseau. Un excellent document explique ceci à la page 10. Le reste du document est extrèmement intéressant aussi
http://www.airmagnet.com/assets/whitepaper/WP-802.11nPrimer.pdf
RECOMMANDATIONS
La radio d'un node MESH devrait si possible n'être utilisée que pour transporter des paquets sur le MESH. Les radios du MESH devraient utiliser 802.11N en mode HT (Greenfield) à 20Mhz sur un canal edge (1 ou 11). Il ne faut pas oublier que l'on ralentit à chaque HOP vers la destination (reçoit-transmet avec la même radio)
Pour donner accès aux clients, on devrait utiliser une autre radio. Alors si un problème se produit avec l'un d'eux, on ne ralentit pas le trafic du MESH, mais seulement le segment relié à cette radio. Ces radios peuvent utiliser le mode HT mixed, ou le mode B/G s'ils n'ont pas le standard N (WRT54 genre)
Relationship between Watts and dBm
- The watt is a measure of power.
- The dBm is a logaritmic representation of gain.
- The difference in dBm between two power levels is
10(log p1/p2) - Therefore, everytime the power doubles, we add 3 dBm
- By convention in wifi, the reference power at 0dBm is 1 mW (0dBm = 1mW)
Maximum transmitter power versus largest antenna table for PTMP (Point To MultiPoint):
Radio Power Antenna gain EIRP in watts
30dBm 1W 6dBi 3.98
27dBm 500mW 9dBi 3.98
24dBm 250mW 12dBi 3.98
20dBm 100mW 15dBi 3.98
17dBm 50mW 18dBi 3.98
14dBm 25mW 21dBi 3.98
10dBm 10mW 24dBi 3.98
De http://www.ic.gc.ca/eic/site/smt-gst.nsf/fra/sf09092.html :
«Dans une décision rendue en avril 1997, la FCC a modifié ses règles (Part 15 rules) pour éliminer la limite applicable au gain de l'antenne directive des émetteurs à étalement du spectre exempts de licence fonctionnant dans la bande 2400–2483,5 MHz. Ces règles modifiées exigent également que, quand le gain de l'antenne directive dépasse 6 dBi, la puissance de sortie d'un émetteur à étalement du spectre soit réduite de 1 dB pour chaque tranche de 3 dB au-dessus de ce seuil. Ces modifications permettent la mise en place de liaisons radio ayant une portée de 10 km ou plus, tout en éliminant les délais et les coûts associés à la coordination et à la délivrance d'une licence.
C'est pourquoi des dispositions sont prévues dans la présente politique, aux sections 3.6.1 et 3.6.2, pour faciliter l'exploitation de dispositifs et de systèmes radio exempts de licence dans la bande 2400–2483,5 MHz à des niveaux de puissance compatibles avec celles adoptées par la FCC.»
et donc, de http://madwifi-project.org/wiki/UserDocs/CountryCode :
Power at antenna (dBm/watts) Max Antenna Gain (dBi) EIRP (dBm) EIRP (watts)
30 dBm (1 W) 6 36 4
29 9 38 6.3
28 12 40 10
27 dBm (500 mW) 15 42 16
26 18 44 25
25 21 46 39.8
24 dBm (250 mW) 24 48 63
23 27 50 100
22 30 52 158
dBm to Watt Conversion Table
| dBm | Watts |
|
dBm | Watts |
|
dBm | Watts |
| 0 | 1.0 mW |
|
16 | 40 mW |
|
32 | 1.6 W |
| 1 | 1.3 mW |
|
17 | 50 mW |
|
33 | 2.0 W |
| 2 | 1.6 mW |
|
18 | 63 mW |
|
34 | 2.5 W |
| 3 | 2.0 mW |
|
19 | 79 mW |
|
35 | 3.2 W |
| 4 | 2.5 mW |
|
20 | 100 mW |
|
36 | 4.0 W |
| 5 | 3.2 mW |
|
21 | 126 mW |
|
37 | 5.0 W |
| 6 | 4 mW |
|
22 | 158 mW |
|
38 | 6.3 W |
| 7 | 5 mW |
|
23 | 200 mW |
|
39 | 8.0 W |
| 8 | 6 mW |
|
24 | 250 mW |
|
40 | 10 W |
| 9 | 8 mW |
|
25 | 316 mW |
|
41 | 13 W |
| 10 | 10 mW |
|
26 | 398 mW |
|
42 | 16 W |
| 11 | 13 mW |
|
27 | 500 mW |
|
43 | 20 W |
| 12 | 16 mW |
|
28 | 630 mW |
|
44 | 25 W |
| 13 | 20 mW |
|
29 | 800 mW |
|
45 | 32 W |
| 14 | 25 mW |
|
30 | 1.0 W |
|
46 | 40 W |
| 15 | 32 mW |
|
31 | 1.3 W |
|
47 | 50 W |
Antenna Connectors and Cable
See hardware.
Propagation des ondes radios
Les ondes radios se propagent dans l'atmosphère à la vitesse de la lumière, soit 300000 km/sec. On mesure une onde radio selon sa fréquence, qui est directement proportionnelle à sa longueur d'ondes. Dans notre cas, la fréquence d'intérêt est de 2.4 GHz, soit une longueur d'ondes d'environ 12 cm. On pourrait aussi considérer de l'équipement opérant dans des bandes à 5.8 GHz, ou avec de l'équipement plus spécialisé, 900 MHz.
L'intensité d'un signal radio, mesuré par son amplitude, diminue tout comme la lumière, de manière inversement proportionnelle au carré de la distance. Un signal est 2 fois moins intense que sa source après 1 mètres, 4 fois plus après 2 mètres, 9 fois après 3 mètres, et ainsi de suite.
La propagation des ondes à 2.4 GHz est très sensible aux conditions environnementales, soit aux obstacles, à la végétation, à l'humidité. Les ondes réagiront à la présence d'édifices, d'arbres, de fenêtres, etc. par réflection, réfraction et diffraction. Dans certains cas, ces comportements peuvent rendre possible une visibilité entre 2 points légèrement obstrués, mais vont également diminué considérabelement la qualité, jusqu'à le rendre inutilisable. Il ne faut pas se fier sur ces comportements pour établir un lien permanent (ie. "Je vais faire "bouncer" le signal sur cet édifice." "Je vais "crinquer" la puissance de ma radio pour "blaster" à travers des arbres.")
L'ellipsoïde de Fresnel (Fresnel zone) est utilisé pour mesurer le volume de propagation des ondes radios dans l'espace. Ce volume grandit plus la distance reliant 2 points s'allonge. La zone la plus large se situe au milieu de la distance entre les 2 points. En ayant la mesure de cette distance, et la hauteur des antennes, on peut calculer la largeur de la zone Fresnel et sa hauteur par rapport au sol. Avec le 2.4 GHz, les recommandations sont, pour qu'une connexion soit fiable, de ne pas trouver d'obstacles dans 60% de cette zone calculée. Si l'on retrouve des obstacles, la qualite de la connexion va diminuer de manière significative.
*Pour s'assurer qu'une connexion soit fiable, il faut essentiellement être en "ligne de vue" (LoS: line of sight) entre 2 points qu'on désire relier. *
Site survey
On OpenWRT / Linux:
/etc/init.d/network stop
iwconfig wlan0 mode ad-hoc
ifconfig wlan0 up
iwlist scanning
Références
Outils : TODO
Calculating RF links
A good place to learn about it is :
http://www.radiolabs.com/stations/wifi_calc.html
Also there is a great freeware developed here called Radio Mobile Developped by Roger Coudé, VE2DBE It works with land maps and calculate propagation in 3D The defacto reference in ham and wireless networking
http://www.cplus.org/rmw/rme.html
Other references
A good reference on radio is also the Battlemesh Meshguide
CRTC politique d'utilisation du spectre pour les services exploités dans la gamme de fréquences 2285-2483,5 MHz: http://www.ic.gc.ca/eic/site/smt-gst.nsf/fra/sf09092.html