Hlavní navigace

Ronja Reloaded: 21 spojů a 1.7km v Kecskemétu

Karel Kulhavý

Opensource FSO zařízení Ronja 10M Metropolis se už dočkalo mnoha instalací po celém světě. V tomto článku zrevidujeme aspekty praktického nasazení této technologie a nastíníme proběhnuvší a chystaný vývoj projektu Ronja.

Dne 20. května 2003 byla spuštěna zatím nejdelší linka osazená volně šiřitelným optickým komunikačním systémem pro lokální sítě na světě – linka v maďarském Kecskemétu o délce 1.7 km. Spojuje vodárnu, na které má ISP nainstalované svoje AP, se sídlištěm, na němž má domácí pracoviště jeden z pracovníků dotyčného ISP.

Linka je osazená Metropolis s nominálním dosahem 1 kilometr. Stávající Metropolis má dosah až 1.4 km (s vysílacími diodami HPWT-BD00-F4000), ale většinou se staví na 1.3 km (se snadno sehnatelnými HPWT-BD00-E4000). Linka v Kecskemétu má ještě „staré“ diody HPWT-BD00, proto je nominální dosah pouze 1 kilometr. Nicméně i s tím na 1.7 km chodí tak, že v noci, pokud se přijímač zakryje dlaní, linka běží dál! Linka má pouze občas problémy se silným deštěm, který má na 1.7 km již dost velký útlum (samozřejmě i s mlhami, se silnou mlhou má problém i nepoddimenzovaná trasa). Linka běží na 1.7krát delší trase, než na kterou je konstruována, a tedy výkonově 4.6dB pod příslušnou signálovou úrovní.

Dá se předpokládat, že Ronja 10M Metropolis s nominálním dosahem 1.3 km, která je momentálním „hitem“ mezi uživateli, bude schopná provozu na ještě delších trasách. Zde se naskýtá otázka, proč je nominální dosah menší než dosah, na který to zjevně chodí (a v noci ještě s rukou zakrytým přijímačem – připomíná to bystrozrakého, který viděl, jen když měl šátek přes oči ;-) ). Je to proto, že takzvaný nominální dosah je dosah, který je určen pro provoz nezálohovaného zařízení. Proto je nutné, aby výpadky byly tak málo časté, aby neobtěžovaly uživatele v běžném každodenním provozu. Spolehlivost pro tento dosah je odhadem 99%-99.9% v závislosti na meteorologickém charakteru místa a řekněme 99.7% průměrně (odpovídá 24 hodinám výpadku ročně). Přesnější kalkulace spolehlivostí na základě meteorologických dat se plánují do budoucna.

Zavádí se proto kromě nominálního dosahu ještě dosah zálohovaný, což je dosah v provozu, kdy je linka zálohovaná mikrovlnou. V případě výpadku se tak pouze sníží propustnost trasy, což představuje podstatně menší omezení pro uživatele, a linku je možno provozovat na mnohem delší trase. Pro Ronju 10M Metropolis se tento dosah zdá být dva kilometry. Použily-li by se dvojité vysílací hlavice (30% práce navíc, tzv. Dualhead konfigurace), dostali bychom se až někam na 2.8 kilometru, a to pořád se stávajícím návhrhem zařízení! Ukazuje se, že zaměřování není problematické ani při těchto vzdálenostech. Zmíněná 1.7kilometrová linka byla zaměřena na tuto čtyřnásobnou trojúhelníkovou odrazku

Plánujeme do co nejbližší budoucnosti (tedy až se k tomu dostanu, momentálně se pracuje na snifferu, což je malé zařízení, které by mělo umožnit spolehlivé zaměření linky i ve dne) vývoj modelu Ronja 10M Interpolis. Tento model bude disponovat laserovým vysílačem s velkým rozšiřovačem svazku, který zajistí tolik diskutovanou bezpodmínečnou bezpečnost zraku (takže bude možno bez rizika poškození se koukat přímo do výstupní apertury) a současně nominální dosah jednotky kilometrů.

Podařilo se najít konstrukci rozšiřovače svazku, která je na rozdíl od drahých asférických kolimátorů a podobných kosmírných technologií relativně levná, sehnatelná a dobře složitelná podomácku. Laboratorní ověření vhodnosti této optické soustavy pro laserovou diodu ukázalo, že je z optického hlediska velmi kvalitní a je tedy už jen otázkou implementace bezpodmínečne spolehlivého a stabilního mechanického šasí vysílací hlavice a mírné úpravy vysílací elektroniky pro laserovou diodu, kdy bude k veřejné dispozici steroidová pilulka pro komunitní sítě jménem Ronja 10M Interpolis Transmitter.

Prováděli jsme výpočty pro Interpolis, které ukazují, že nejdelší rozumně realizovatelný nominální dosah leží někde mezi třemi a čtyřmi kilometry. Je to tak málo, protože výpočet byl konán pro stejnou cílovou spolehlivost, jakou má Ronja 10M Metropolis běžící na nominální dosah.

Mlhy dokážou mít na větší vzdálenosti extrémní útlum – tento roste s dálkou exponenciálně. Ukázalo se, že dosah za jasného počasí je u těchto „nejdelších“ Interpolis ve dne desítky kilometrů a v noci až přes sto kilometrů! Proto je vhodné zavést čtyřstupňovou klasifikaci maximálního dosahu u těchto spojů:

  • Nominální dosah. Neinstalujte samotné zařízení na delší trasy. U Interpolis až zhruba 4 km.
  • Zálohovaný dosah. Neinstalujte zařízení zálohované mikrovlnou na delší trasy. U Interpolis až zhruba 10 km.
  • Demonstrační dosah ve dne. Dosah za jasného počasí. U Interpolis desítky kilometrů.
  • Demonstrační dosah v noci. Dosah za jasného počasí. U Interpolis až přes sto kilometrů.

Stanovili jsme si proto jako dlouhodobý cíl postavit speciální předváděcí polní provedení Interpolis. S touto aparaturou pak uskutečnit veřejné předvedení technologie na trase Praha-Říp (30km) ve dne nebo Praha-Ještěd (75km) v noci spojené s kapacitně náročnou audiovizuální prezentací streamovanou skrz běžící nezálohovanou linku v reálném čase.

Na stránce projektu přibyla sekce Fotogalerie, kde je možné vidět 1443 fotografií zařízení, jeho částí a nainstalovaných tras, dále sekce Contrib/, kde jsou návrhy tištěných spojů pro TP, AUI a TP/AUI přispěvatelů, které ještě nebyly validovány a zařazeny do projektu, a konečně sekce Tour, která představuje jakousi projížďku projektem, jeho historií a přináší přehlednou tabulku známých běžících instalací, aby si uživatel mohl udělat představu o praktickém nasazení zařízení.

16 z 21 spojů je letováno technologií vrabčího hnízda, zbylé jsou na tištěných spojích nebo není konstrukce známa. Je zajímavé, že ač lidé měli často k neexistenci tištěných spojů výhrady, že vzdušná konstrukce je příliš pracná, v praxi se pak ukazuje, že poměr instalací s vzdušnou a tištěnou elektronikou je 16:5. Borec Airborne dokáže podle svých slov sletovat kompletní AUI interface za 2 hodiny. V dnešní době je k disposici sedm rozdílných návrhů tištěných spojů, některé AUI, některé AUI/TP, některé pouze TP. Návrhy se liší kvalitou i programem, v kterém jsou navrženy. Jediný, o kterém vím, že byl prozkoušen a ověřen, že má stejný dosah jako vzdušná konstrukce, je AUI interface od K. J. Skontorpa, který zkoušel Ondřej Tesař na Bakuláku. Proto jsem tišťáky prozatím zařadil do adresáře Contrib/ s varováním o neozkoušenosti. Vydání oficiálních tišťáků je jednou z priorit projektu plánovaných na blízkou budoucnost.

Hlavním problémem tištěných spojů je problém formátu – kresleny jsou v proprietárním programu a vznikají různé potíže, např. jeden člověk nakreslí tišťák v cracknuté verzi Eaglu a druhý to čte oficiální verzí a nelze spoje načíst. Eagle má free verzi, ale ta umí desky pouze do určité velikosti. Orcad je čistě komerční a doma ho nemám.

Existuje GPL program PCB, pro který je nutné desky dělat, a pokud nebude disponovat některými potřebnými funkcemi pro práci s nimi, je nutno je tam dopsat. Jedině takto lze publikovat zdrojové soubory u open source projektu – v otevřeném formátu, který je čitelný volně šiřitelným programem. Je to stejný problém jako s texty ve Wordu.

Projekt Ronja také trochu změnil model svého fungování. Ukázalo se, že čistě dobročinná práce není dlouhodobě udržitelná, protože spokojení uživatelé nemají motivaci na projekt přispívat. Dokonce se staly případy, kdy se projekt někteří nejmenovaní jedinci snažili komerčně zužitkovat za poměrně nezvyklých podmínek, dalo by se říct až v rozporu s dobrými mravy.

Rád bych pokračoval ve vývoji pouze pro vlastní potěšení, ale bohužel toto není z hlediska materiálního zabezpečení možné. Proto jsem zavedl následující přístup: projekt bude zajištěn sponzory, kteří budou mít zájem na dalším vývoji. V okamžiku, kdy svými příspěvky pokryjí náklady na materiál a práci na určité části (designu) projektu, bude tato část moci být uvolněna pro veřejnost pod licencí GPL. Sponzoring projektu bude zcela veřejně průhledný a každý si bude moci ověřit na webu, že jeho příspěvek je přiřazen odpovídajícímu vyprodukovanému návrhu. O uvolnění jiným způsobem (například komerčně nebo komerčně se zpožděným uvolněním pod GPL anebo licencováním designu výrobcům) jsem uvažoval, ale všechny varianty kromě čistého GPL jsem byl bohužel nucen zavrhnout vzhledem k nevýhodám, které tyto zcela/částečně komerční přístupy s sebou nesou. Tyto nevýhody jsou zejména v oblasti kvality návrhu (uspěchanost, tlak na co nejkratší time to market), péče o chyby (bugtracking na mailing listu, otevřenost komunikace s uživateli) a podpory samotných uživatelů obecně. Sáhodelší rozbor je na stránce Sponsors projektu Ronja.

Jsem přesvědčen, že tento model má šanci obstát (za předpokladu, že se nezblázním a projekt Ronja bude stále produkovat zařízení užitečné široké veřejnosti). V tomto přesvědčení mě udržuje například pohled na seznam sponzorů projektu OpenBSD vytištěný na bookletu v instalačním cédéčku, který je drobným písmem na několik stránek, a projekt OpenBSD je nepochybně užitečným a známým projektem. Na základě odezvy ve formě běžících instalací předpokládám, že Ronja má reálnou šanci stát se užitečným projektem a obhájit efektivitu myšlenky opensource i v oblasti teledataoptiky, stejně jako ji Apache úspěšně obhájil v oblasti webových serverů.

Během historie projektu se už také objevilo pár okamžiků, kdy byla jasně vidět výhoda GPL přístupu. Přispívat k vývoji může kdokoliv. Na Vánoce 2001 byl dán široké odborné veřejnosti k posouzení návrh přijímače Ronja 10M Receiver, který byl součástí návodu ke stavbě Ronji 10M Metropolis. Nejdříve se zdálo, že se nepodaří najít žádné zlepšení, které by zvedlo dosah přijímače. Až teď, více než rok poté, se přihlásil Mňága s návrhem, který dosah jednoduchou úpravou zvětšil. V zapojení docházelo k určitým negativním jevům na výstupu NE592, s nimiž nebylo počítáno, neboť při návrhu byl použit teoretický, zjednodušený model fungování tohoto zesilovače. Airborne dělal první předběžné testy a ukázalo se, že dosah za tmy se zvětšil z 2.5 metru na celé 4 metry! (Údaje jsou bez optiky.) Dosahy, které jsou v tomto článku popisovány, jsou všechny se starou verzí elektroniky, takže je možné se v budoucnosti těšit na další prodloužení dosahu. O kolik, to ale bude možné zjistit pouze až z reálných testů tras za provozu, protože zde hraje roli více faktorů než pouhý dosah za tmy, zejména šum od slunečního světla.

Airborne zase do projektu přispěl návrhem AUI/TP rozhraní, které se zdá být stabilní a jednoduše a čistě navržené (v jednoduchosti bývá genialita ;-) ). Jediný stávající problém je, že TP nechodí proti AUI na druhé straně. Pokud se nedostatek podaří odstranit (a nebude principiální), zdá se, že bude možno po napsání pořádné dokumentace design zařadit do projektu jako Production/Stable :) Bude samozřejmě nutné ještě ověřit dosah, protože u dobře navrženého tišťáku nesmějí vznikat rušivé signály na zemních vodičích, které se přimíchávají do signálu a zvyšují deterministický jitter, který pak dost drasticky snižuje dosah.

Doufejme, že vývoj na projektu Ronja bude zdárně pokračovat tak, jak je naplánováno, a díky neustálému zlepšování parametrů a spolehlivosti návrhu se podaří obstát v nelehkém úkolu zajištění „necenzurované“ bezdrátové konektivity zejména pro komunitní sítě, které, jsou-li implementovány otevřeně a spolehlivě, představují významný kvalitativní skok ve filosofickém pojetí informační společnosti.

Našli jste v článku chybu?

9. 2. 2005 17:06

uživatel si přál zůstat v anonymitě
Ahoj, sháním někoho nekomerčního :) Kdo by mi postavil spoj na 500 až 700 metrů 10Mbitem za 15 tisíc korun. V případě funkčnosti by byl stálý odběr (cca několik desítek spojů).

Pokud máte zájem si vydělat, ozvěte se na
libor@kk-net.cz

dikys.




26. 8. 2003 9:46

T1GER (neregistrovaný)

Plosnak _musi_ byt. Osobne jsem Ronju nestavel prave proto, ze neexistuje plosnak. Vrabci hnizda vseho druhu jsou ,,ocasie''. Plosnaky se delat musej, at delate cokoliv, protoze je to podminka nutna (nikoliv postacujici) k zajisteni opakovatelnosti vyroby. Plosnak by se mel navrhovat na pouziti SMT soucastek, protoze vrtani der je draha a narocna zalezitost. Pokud to delate rucne, stoji to spoustu casu, pokud to delate nc vrtackou, stoji to dost strojovyho casu a sem tam nejakej vrtak. Neni dobr…

Podnikatel.cz: Změny v cestovních náhradách 2017

Změny v cestovních náhradách 2017

Vitalia.cz: Jmenuje se Janina a žije bez cukru

Jmenuje se Janina a žije bez cukru

Lupa.cz: Kdo pochopí vtip, může jít do ČT vyvíjet weby

Kdo pochopí vtip, může jít do ČT vyvíjet weby

Podnikatel.cz: K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

120na80.cz: 5 nejčastějších mýtů o kondomech

5 nejčastějších mýtů o kondomech

Lupa.cz: Propustili je z Avastu, už po nich sahá ESET

Propustili je z Avastu, už po nich sahá ESET

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

Podnikatel.cz: Chtějte údaje k dani z nemovitostí do mailu

Chtějte údaje k dani z nemovitostí do mailu

120na80.cz: Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Vitalia.cz: Paštiky plné masa ho zatím neuživí

Paštiky plné masa ho zatím neuživí

Vitalia.cz: Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

Spor o mortadelu: podle Lidlu falšovaná nebyla

Vitalia.cz: Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Potvrzeno: Pobyt v lese je skvělý na imunitu

Lupa.cz: Proč firmy málo chrání data? Chovají se logicky

Proč firmy málo chrání data? Chovají se logicky

Měšec.cz: Jak vymáhat výživné zadarmo?

Jak vymáhat výživné zadarmo?

Podnikatel.cz: Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Vitalia.cz: Proč vás každý zubař posílá na dentální hygienu

Proč vás každý zubař posílá na dentální hygienu

Vitalia.cz: Když přijdete o oko, přijdete na rok o řidičák

Když přijdete o oko, přijdete na rok o řidičák

Podnikatel.cz: Udávání kvůli EET začalo

Udávání kvůli EET začalo

Měšec.cz: Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy