Höghastighets multimediaradio

High-speed multimedia radio ( HSMM ) är implementeringen av trådlösa höghastighets TCP/IP-datanätverk över amatörradiofrekvensallokeringar med användning av kommersiell hårdvara från hyllan ( COTS) såsom 802.11 Wi-Fi- åtkomstpunkter . Detta är möjligt eftersom de olicensierade 802.11-frekvensbanden delvis överlappar med amatörradioband och ISM-band i många länder. Endast licensierade amatörradiooperatörer får lagligt använda förstärkare och högförstärkningsantenner inom amatörradiofrekvenser för att öka effekten och täckningen för en 802.11 - signal .

En typisk utrustning som används för HSMM ( Linksys WRT54G )

Grunderna

Tanken bakom denna implementering är att modifiera kommersiell 802.11-utrustning för användning på licensierade amatörradiofrekvenser. De huvudsakliga frekvensbanden som används för dessa nätverk är: 900 MHz (33 cm) , 2,4 GHz (13 cm) , 3,4 GHz (9 cm) och 5,8 GHz (5 cm) . Eftersom de olicensierade 802.11- eller Wi-Fi- frekvensbanden överlappar med amatörfrekvenser, behövs endast anpassad firmware för att komma åt dessa licensierade frekvenser. Sådana nätverk kan användas för nödkommunikation för katastrofhjälpsoperationer såväl som i vardaglig amatörradiokommunikation (hobby/social).

Förmågor

HSMM kan stödja det mesta av den trafik som Internet för närvarande gör, inklusive videochatt, röst , snabbmeddelanden , e-post, webben ( HTTP ), filöverföring ( FTP ) och forum . De enda skillnaderna är att med HSMM är sådana tjänster community istället för kommersiellt implementerade och det är mestadels trådlöst. HSMM kan till och med anslutas till Internet och användas för webbsurfning, men på grund av FCC-reglerna om tillåtet innehåll görs detta endast när det används direkt för skinkaradioaktiviteter (enligt del 97). Genom att använda riktade antenner och förstärkare med hög förstärkning är tillförlitliga trådlösa långdistanslänkar över många mil möjliga och begränsas endast av utbredning och radiohorisont .

Bandbredder och hastigheter

HSMM-nätverk använder oftast professionell hårdvara med smalare kanalbandbredder som 5 eller 10 MHz för att öka räckvidden. Det är vanligt att nätverk använder kanal -2 med 5 MHz bandbredd. För långdistanslänkar som sträcker sig utanför storstadsområden kan 802.11b DSSS- moduleringar eller 802.11ah (900 MHz) utrustning användas, vilket ytterligare ökar räckvidden på bekostnad av hastighet.

Frekvenser och kanaler i USA / FCC

Följande är en lista över de 802.11-kanaler som överlappar till ett amatörradioband under FCC i USA . Observera att 5 cm amatörbandet sträcker sig från 5,65 till 5,925 GHz, så att det finns många frekvenser utanför Part 15 ISM/UNII-blocket som används för 802.11a. Många kommersiella åtkomstpunkter 802.11a kan också fungera mellan de normala kanalerna genom att använda 5 MHz kanalavstånd istället för standard 20 MHz kanalavstånd. 802.11a-kanalerna 132, 136 och 140 är endast tillgängliga för olicensierad användning i ETSI- regioner. Kanaler och frekvenser markerade med rött bör inte användas.

Följande bilder visar det överlappande förhållandet mellan del 15 olicensierade band och del 97 licensierade band. Bilderna är inte skalenliga.

3,4 GHz 802.11b/g
Hsmmnet-freq-sharing-2.4.gif

5,8 GHz 802.11a
Hsmmnet-freq-sharing-5.8.gif

akronymer : ( amatörradio ) ( ISM ) ( Radar )

Kanaler och kraft

FCC / USA

802.11a

802.11a amatörradiobandet består av 30 överlappande kanaler i 5,650–5,925 GHz (5 cm) bandet. 802.11a-standarden använder OFDM eller " Orthogonal Frequency Division Multiplexing " för att överföra data och klassificeras därför inte som spritt spektrum . På grund av detta omfattas inte 802.11a-hårdvaran av kraftreglerna i FCC Part 97 § 97.311 och den maximalt tillåtna uteffekten är 1 500 watt (W) PEP .

802.11b

802.11b amatörradiobandet består av 8 överlappande kanaler i 2.390–2.450 GHz (13 cm) bandet. 802.11b-specifikationen använder Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) för att överföra data och är föremål för reglerna i FCC Part 97 § 97.311 . Därför är den högsta tillåtna uteffekten i USA 10 W PEP .

802,11g

802.11g amatörradiobandet består av 8 överlappande kanaler i 2,4 GHz (13 cm) bandet. 802.11g-standarden använder OFDM eller " Orthogonal Frequency Division Multiplexing " för att överföra data och klassificeras därför inte som spridningsspektrum . På grund av detta omfattas inte 802.11g-hårdvaran av kraftreglerna i FCC Part 97 § 97.311 och den maximalt tillåtna uteffekten är 1 500 W PEP .

802.11n

802.11n amatörradiobandet består av 8 överlappande kanaler i 2,4 GHz (13 cm) bandet. 802.11n-standarden använder OFDM eller " Orthogonal Frequency Division Multiplexing " för att överföra data och klassificeras därför inte som spritt spektrum . På grund av detta omfattas inte 802.11n-hårdvaran av kraftreglerna i FCC Part 97 § 97.311 och den maximalt tillåtna uteffekten är 1 500 W PEP .

802.11y

802.11y amatörradiobandet består av 24 överlappande kanaler i 3,4 GHz (9 cm) bandet. 802.11y-standarden använder OFDM eller " Orthogonal Frequency Division Multiplexing " för att överföra data och klassificeras därför inte som spridningsspektrum . På grund av detta omfattas inte 802.11y-hårdvaran av kraftreglerna i FCC Part 97 § 97.311 och den maximalt tillåtna uteffekten är 1 500 W PEP .

Frekvensdelning

FCC / USA

802.11a

5 cm -bandet delas med den fasta satellittjänsten i ITU Region 1 och radiolokaliseringstjänsten . I ITU Region 2 (USA) är den primära användaren militär radiolokalisering, särskilt marin radar. Amatörradiooperatörer har sekundära privilegier till den federala radiolokaliseringstjänsten i hela bandet och får inte orsaka störningar för dessa användare. Amatöroperatörer tilldelas detta band i en co-secondary basis med ISM- enheter och rymdforskning. Amatör-, rymdforsknings- och ISM-operatörer har var och en "rätt att verka". På grund av bristen på ett stort antal del 15-användare (jämfört med 2,4 GHz) tenderar ljudnivån att vara lägre i många delar av USA men kan vara ganska överbelastad i stadskärnor och på bergstoppar. Frekvenserna från 5,6-5,65 GHz (kanal 132) bör generellt undvikas för att förhindra störning av TDWR väderradarstationer.

802.11b/g/n

13 cm-bandet delas med del 15- användare såväl som den federala radiolokaliseringstjänsten och ISM (industriell, vetenskaplig, medicinsk) utrustning. Amatörradiooperatörer har sekundära privilegier till den federala radiolokaliseringstjänsten i hela bandet och får inte orsaka störningar för dessa användare. Amatörradiooperatörer har primära privilegier för ISM-enheter från 2,390–2,417 GHz och sekundära privilegier från 2,417–2,450 GHz. På grund av det höga antalet del 15-användare tenderar ljudnivån i detta band att vara ganska hög.

802.11y

9 cm-bandet delas med fasta tjänster och rymd-till-jord-kommunikation. Amatörradiooperatörer som använder detta band får inte orsaka störningar för andra licensierade användare, inklusive statliga radarstationer. Det låga antalet användare tenderar att göra detta band tyst.

Identifiering

Som med alla amatörradiolägen måste stationer identifiera sig minst en gång var tionde minut. En acceptabel metod för att göra det är att sända sin anropssignal inuti en ICMP-ekobegäran (allmänt känd som en ping ). Om åtkomstpunkten är inställd på "master" kan användarens anropssignal ställas in som " SSID " och kommer därför att sändas med jämna mellanrum.

Det är också möjligt att använda en DDNS "push"-förfrågan för att automatiskt skicka en amatöranropssignal i vanlig text ( ASCII ) var tionde minut. Detta kräver att en dators värdnamn ställs in på amatöroperatörens anropssignal och att DHCP- servrarnas leasingtid ställs in på mindre än eller lika med 10 minuter. Med denna metod implementerad kommer datorn att skicka en DNS "push"-begäran som inkluderar den lokala datorns värdnamn varje gång DHCP-leasingavtalet förnyas. Denna metod stöds av alla moderna operativsystem inklusive men inte begränsat till Windows , Mac OS X , BSD och Linux .

802.11-hårdvara kan sända och ta emot hela tiden den är påslagen även om användaren inte skickar data.

säkerhet

Eftersom innebörden av amatörsändningar inte får skymmas måste säkerhetsåtgärder som implementeras publiceras. Detta begränsar inte nödvändigtvis autentiserings- eller inloggningsscheman, men det begränsar helt krypterad kommunikation. Detta gör kommunikationen sårbar för olika attacker när autentiseringen har slutförts. Detta gör det mycket svårt att hindra obehöriga användare från att komma åt HSMM-nätverk, även om tillfälliga avlyssnare effektivt kan avskräckas. Nuvarande scheman inkluderar användning av MAC-adressfiltrering , WEP och WPA / WPA2 . MAC-adressfiltrering och WEP är alla hackbara genom att använda fritt tillgänglig programvara från Internet, vilket gör dem till de mindre säkra alternativen. Enligt FCC-regler måste själva krypteringsnycklarna publiceras på en allmänt tillgänglig plats om man använder WEP, WPA/WPA2 eller någon annan kryptering [ citat behövs ] , vilket undergräver säkerheten för deras implementering. Sådana åtgärder är dock effektiva mot tillfälliga eller oavsiktliga trådlösa intrång.

Med professionell eller modifierad hårdvara är det möjligt att arbeta på 802.11a-kanaler som ligger utanför FCC-auktoriserade del 15-banden men fortfarande inom 5,8 GHz (5 cm) eller 2,4 GHz (13 cm) amatörradioband. Transvertrar eller "frekvensomvandlare" kan också användas för att flytta HSMM 802.11b/g/n-operationer från 2,4 GHz (13 cm) bandet till 3,4 GHz (9 cm) amatörradiobandet. Sådan omlokalisering tillhandahåller ett mått av säkerhet genom att arbeta utanför de kanaler som är tillgängliga för olicensierade (del 15) 802.11-enheter.

Anpassade frekvenser

Att använda endast amatörfrekvenser ger bättre säkerhet och störningsegenskaper för amatörradiooperatörer. Tidigare brukade det vara enkelt att använda modifierad hårdvara för konsumentklass för att driva 802.11 på kanaler som ligger utanför de normala FCC-tilldelade frekvenserna för olicensierade användare men fortfarande inom ett amatörradioband. Men regulatoriska problem med icke-auktoriserad användning av licensierade bandfrekvenser gör det svårare. De nyare Linux-drivrutinerna implementerar Custom Regulatory Database som förhindrar en tillfällig användare från att arbeta utanför de landsspecifika driftsbanden. Detta kräver användning av radiosändtagare baserade på användning av Transverter (eller frekvensomvandlare) teknologi.

420 MHz

Doodle Labs är ett privatägt tillverkningsföretag med huvudkontor i Singapore som designar och tillverkar en rad långdistans trådlösa datasändtagare.

DL-435 är en mini-PCI-adapter baserad på Atheros trådlösa chipset.

XAGYL Communications är en kanadensisk distributör av trådlös utrustning med ultrahög hastighet och lång räckvidd.

XAGYL Communications XC420M är en mini-PCI-adapter baserad på Atheros trådlösa chipset.

Atheros-chipsetets förmåga att använda 5 MHz överföringsbandbredder kan tillåta del 97-drift på 420–430 MHz ATV-underbandet. (Observera att 420–430 MHz-drift inte är tillåten nära gränsen mellan Kanada och USA. Se regeln "Linje A".)

900 MHz

Transvertrar samt att använda äldre 802.11-hårdvara som original NRC WaveLan eller FHSS-modem tillverkade av Aerocomm och FreeWave gör det möjligt att arbeta på detta band. Ubiquiti M9-serien tillhandahåller även hårdvara som kan användas i detta band. Tänk på att brusgolvet på detta band i de större städerna vanligtvis är mycket högt, vilket kraftigt begränsar receiverns prestanda.

2,4 GHz anpassade frekvenser

Genom att använda hårdvara av professionell kvalitet eller modifierad hårdvara för konsumentklass är det möjligt att arbeta på 802.11b/g-hårdvara på kanaler som är effektivt: "−1" vid 2.402 GHz och "−2" vid 2.397 GHz. Genom att använda dessa kanaler kan amatöroperatörer flytta bort från olicensierade del 15-operatörer men kan störa amatörradiosatellitnedlänkar nära 2 400 GHz och 2 401 GHz.

3,3–3,8 GHz

Frekvensomvandling innebär användning av transvertrar som konverterar driftsfrekvensen för 802.11b/g-enheten från 2,4 GHz till ett helt annat band. Transverter är en teknisk term och används sällan för att beskriva dessa produkter som är mer kända som frekvensomvandlare , upp/ned-omvandlare och bara omvandlare . Kommersiellt tillgängliga omvandlare kan konvertera en 2,4 GHz 802.11b/g-signal till 3,4 GHz (9 cm)-bandet som inte är auktoriserat för olicensierade del 15-användare.

Ubiquiti Networks har fyra radioapparater baserade på Atheros-chipset med transvertrar ombord för detta band. PowerBridge M3 och M365 för 3,5 GHz respektive 3,65 GHz för estetiskt lågprofil PtP (Point-to-Point)-anslutningar. Nanostation M3 och M365 är i ett gjutet väderbeständigt fodral med 13,7 dBi dubbla polarisationsantenner. Rocket M3, M365 och M365 GPS är i ett robust fodral med en högeffekts, mycket linjär 2x2 MIMO-radio med 2x RP-SMA (vattentäta) kontakter. Äntligen NanoBridge M3 och M365 för långväga PtP-anslutningar. Dessa enheter använder N-läge Atheros-kretsuppsättningar tillsammans med Ubiquitis airMax TDMA-protokoll för att övervinna det dolda nodproblemet som vanligtvis är ett problem när man använder ptmp trådlöst utomhus. UBNT tillåter för närvarande inte försäljning till amerikanska amatörer och säljer endast dessa radioapparater under FCC-licens. Detta kan bero på undantagsområden nära kuster och US Navy-anläggningar. 3,5 GHz-bandet används för närvarande för DoD eller Navy (fartygsburna och markbaserade) radaroperationer och täcker 60 procent av USA:s befolkning. Detta kan dock ändras på grund av en nyligen genomförd FCC NPRM & Order .

5,8 GHz anpassade frekvenser

Genom att använda hårdvara av professionell kvalitet eller modifierad hårdvara för konsumentklass är det möjligt att arbeta på 802.11a-kanalerna 116–140 (5,57–5,71 GHz) och kanaler över 165 (> 5,835 GHz). Dessa frekvenser ligger utanför det FCC-tilldelade delen 15 olicensierade bandet, men fortfarande inom 5,8 GHz (5 cm) amatörradiobandet. Att modifiera konsumenthårdvara för att fungera på dessa utökade kanaler innebär ofta installation av eftermarknadsfirmware och /eller ändring av "landskod"-inställningen för det trådlösa kortet. När de köper hårdvara av professionell kvalitet kommer många företag att godkänna användningen av dessa utökade frekvenser mot en liten extra avgift.

Anpassad firmware

Ett populärt sätt att komma åt frekvenser endast för amatörer är att modifiera en tillgänglig accesspunkt med anpassad firmware . Denna anpassade firmware är fritt tillgänglig på Internet från projekt som DD-WRT och OpenWrt . AREDN-projektet stöder standardfirmware som stöder frekvenser endast för del 97 på Ubiquiti- och TP-Link-hårdvara. En populär hårdvara som är modifierad är Linksys WRT54GL på grund av den utbredda tillgängligheten av både hårdvaran och tredjepartsfirmware, men Linksys hårdvara är inte frekvensagil på grund av Linksys-drivrutinernas stängda karaktär.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=High-speed_multimedia_radio&oldid=1120787527 "