Wi-Fi siirtää Windblown Kalifornian saaret verkossa

Farallonsaarten stabiilien biologien joukko, pienet joukot tyynenmeren tyynimuruja San Franciscon länsipuolella kärsivät paljon haitoista.

Lopulta he asuvat saarilla, lähinnä kiviä, juomassa suodatettua sadevettä ja aurinkoenergiaa, joka huononee talven lyhyen päivän aikana. Vain päästäkseen saarelle ja takaisin, he luottavat bändiin yksityisveneen ohjaajista, jotka ovat halukkaita purjehtimaan 47 kilometrin (28 meripeninkulman) merenrantakauden kaupungin ja saarten välillä ja sitten purkavat veneensä rannalle nosturilla. Faralloneilla ei ole telakkaa, koska yksikään ei selviydy tuulesta ja karkeista merialueista Russ Bradleyn mukaan, joka työskentelee saarilla noin 18 viikon ajan Farallones-ohjelmajohtajaksi Point Reyesin lintutarkkailijalle.

Joillakin tavoilla, Farallonit tuntevat Bradleyn mukaan yli 28 mailin päässä sivilisaatiosta. "Vain kuljetus ja logistiikka työskentelystä ja asumisesta täällä on koko haaste sinällään," hän sanoi.

Mutta viimeisen vuoden aikana, asukkaiden kaksi pientä, kunnostettu 1870-talot, jotka muodostavat ihmisen saarilla tapahtuva ratkaisu on saanut nopeamman Internet-yhteyden kuin useat langalliset San Franciscossa asuvat ihmiset, jotka he voivat nähdä selkeästi. Saaren asukkaat saavat yleensä 6M bps (bittiä sekunnissa) ja 12M bps, mikä on huippuluokan tyypillisen kaapelimodeemiliitännän suhteen. Heillä on jopa kuitu suoraan koteihinsa, ylellisyys monet amerikkalaiset asukkaat odottavat innokkaasti.

Ero on se, että Farallones-kuitu päätyy Lighthouse Hillin päähän - oikeastaan ​​jyrkkä, kallioinen huippu lähes 370 jalkaa jossa se on liitetty omistettuun 50 km: n pistekohtaiseen Wi-Fi-verkkoon.

Käyttämällä tukiasemia, erityinen antenni, tietokoneiden mallinnus ja muutamat kokeilut ja virheet, kaksi paikallista Internet-veteraania ovat tuoneet laajakaistan paikkaan, jossa hylkeet ovat ihmisten määrä. Sopivasti he tekivät sen enimmäkseen sinettien ja muiden merinisäkkäiden ja lintujen osalta, jotka asuvat Farallonesissa, tiukasti suojeltujen luontotyyppien suojelussa, joka asuu suurimmassa merilintuaseessa Manner-USA: ssa

Farallones-verkosto tuli Kalifornian Kalifornian tiedeakatemian San Franciscossa toimivan Kalifornian akatemian ja lähellä sijaitsevalla Marin County -yhtymällä toimivan Nonprofit Point Reyes Bird Observatory -järjestön jälkeen päätettiin noin samaan aikaan, että saarille tarvitaan parempaa digitaalista elinehtoa. Internetin edelläkävijät Tim Pozar ja Matt Peterson työskentelivät yhdessä suunnittelussa ja rakentamisessa huhtikuussa 2009. Saarella on ihmisiä ympäri vuoden, mutta enintään kahdeksan kerrallaan, henkilöstön biologien ja harjoittelijoiden välillä. Sen lisäksi, että ne pysyvät yhteydessä maailmaan kuuden viikon välein saarilla, verkko toimittaa kriittisiä tietoja paikallisten villieläinten tilanteesta ja tukee kokopäiväistä webbikameraa tutkimukseen ja kansalaisten kouluttamiseen.

aikaisemmat viestintämenetelmät Farallonteillä ei olisi voinut tukea kaikkea sitä, ainakin ainakin luotettavasti Bradleyn mukaan, joka on työskennellyt saarilla vuodesta 1998 lähtien. Tuolloin ainoa äänilinja oli kaksisuuntainen VHF meriradio.

"Sinun oli painettava tätä näppäintä, kun puhut, ja vapauta se ja anna kahden sekunnin viive ennen kuin toinen puhuisi., "Bradley sanoi. Tämä edellytti yleensä kiireesti selitystä järjestelmästä henkilölle toisella puolella linjaa. Vielä pahempaa, radion käyttö merkitsi vaellusta majakalle asti, jossa se perustettiin suoralla näköyhteydellä Manner-palotieasemalle.

Noin neljä vuotta sitten UC Berkeleyn seismologit päivittivät Farallonesin Internet-yhteyden jotta he voisivat seurata San Andreasin virheen liikkeitä vertaamalla GPS (Global Positioning System) -tietoja. Saaret sijaitsevat San Franciscon vian vastakkaisella puolella.

Seismologit asettivat kuluttajien Wi-Fi reitittimet majakkaan ja rakennukseen San Franciscon meren puolella. Järjestelmä on edelleen käytössä, mutta Bradley ei ole koskaan ollut kovin nopea tai luotettava. Se alkoi myös kaatua - kirjaimellisesti - koska antennin asennus ei kestä vasten säätä.

Pozar ja Peterson lähestyi haastetta järjestelmällisesti, mutta heidän oli myös vaihdettava ensimmäiset radiot. Nykyinen järjestelmä, joka on käytössä marraskuusta lähtien, on edelleen paras, Bradleyn mukaan.

Verkon sydän on Farallonesin majakan ja torin välinen pitkä Wi-Fi-yhteys, joka on yksi korkeimmista pisteistä San Francisco, Twin Peaksissa. Linkissä on kaksi IEEE 802.11n -radiota kummassakin päässä, joista toinen toimii 5,8 GHz: n taajuusalueella ja toinen 2,4 GHz: n kaistalla. Ubiquitin radiot kulkevat kukin Power over Ethernet -verkossa ja kuluttavat 8 wattia tai vähemmän sähköä, pienemmät kuin tavalliset yritysyhteyspisteet. 5,8 GHz: n radiossa käytetään 2x2 MIMO-tekniikkaa (multiple in, multiple-out), joka parantaa läpimenoa.

Teoriassa 802.11n -radio, jossa on 2x2 MIMO, voi tuottaa yli 300M bps: n läpäisykyvyn. Lighthouse Peakin puolella oleva kuitu voisi helposti käsitellä sitä, vaikka Ethernet-kytkin on Käytetty radiopuhelimien kanssa on rajoitettu 100M bps: ään.

Kahden ongelman vuoksi Pozar ja Peterson eivät kuitenkaan pystynyt luomaan laajakaistayhteyttä, joka olisi tehnyt verkkopelaajista mantereella todella mustasukkainen. Yksi on ilmakehän vaimennus, jossa maalta saarelle kulkeva signaali voi vääristyä sellaisilla olosuhteilla kuin sade tai sumu. Yli 50 km, nämä olosuhteet voivat heikentää signaalia, ja sumu on etenkin San Franciscon rannikolla tunnettu.

Asiaan liittyvä ongelma, jota kutsutaan taittumaksi, voi tapahtua myös parhaissa olosuhteissa. Kun se on lämmin ja aurinkoinen välillä San Francisco ja Farallones, näennäisesti kirkas ilma voidaan täyttää höyrystämällä valtameri, joka nousee muutaman sadan metrin, sitten yhtäkkiä pysähtyy. Kun langaton signaali osuu rajaan kostean ja kuivan ilman välillä, este voi toimia linssinä, taivuttaa signaalin ulos suunnitellusta polustaan ​​ja alas veteen.

Taittumisen takia harvinaiset päivät, jolloin Farallonesia voidaan käyttää ovat usein pahimpia kommunikointia saarten kanssa. Verkko lähti hyvää säätä jo viime viikolla, Pozar sanoi.

Sekä ilmakehän vaimennus että taittuminen aiheuttavat signaalien häivyttämistä. Insinöörit ratkaisivat nämä ongelmat useilla tavoilla, mukaan lukien voimakkaat antennit ja kapeat kanavat. IEEE 802.11n -radiovastaanotin voi käyttää kanavia yhtä laajaa kuin 40 MHz, mutta Pozar rajoitti kanavan leveyttä 10 MHz: iin, mikä loi tarkennetun signaalin. Tämä uhraa matkan nopeutta.

"Koska olemme yli 50 kilometriä vettä, olen erittäin konservatiivinen, joten olen todella kääntänyt tämän takaisin vain noin 12 megabittiin", Pozar sanoi. radiot pultataan majakan pohjaan ja liitetään reitittimeen, joka on rakennettu Soekris Engineeringin viestintälaitteen keskelle ja puolestaan ​​Cisco Catalyst 2950 Ethernet -kytkimelle. Pozar ja Peterson voisivat perustaa uuden Wi-Fi-verkon majakan ja biologien kotien välillä, mutta he valitsivat kuidun nopeammaksi ja luotettavammaksi ratkaisuksi.

5.8 GHz: n Wi-Fi-tukiasema on ensisijainen linkki, 2.4GHz Wi-Fi on varmuuskopio ja seismologien vanhemmat langattomat lähiverkot ovat takaa, että Pozar sanoi. Tämä asetus polttoai- sii lähes kaiken Digitaalisen Digitaalin, joka tapahtuu Faralloneilla, mukaan lukien villieläinten raportit, bloggaaminen, web surfing ja VoIP (voice over Internet Protocol) VoicePulse-palvelussa.

"Ei ole koskaan ollut päivää, jolloin Internet on kokonaan alhaalla", Bradley sanoi.

Myös tiedeakatemia on ollut tyytyväinen web-kameransa suorittamiseen, joka toimittaa 30 kehyksiä sekunnissa lähikuva-teräväpiirtovideosta käyttäen Wi-Fi-linkkiä 512 kt bittiä. Akatemian tutkijat, kala- ja luontopalvelut ja lintutarkkailijat liikkuvat ja zoomataan kameraa etäisyydellä.

"Ihmiset ovat olleet innostuneita saamaan vilauksen saaresta", kertoo akatemian projektipäällikkö Kathi Koontz. "Kukaan yleisö ei voi asettaa fyysisesti jalkaansa saarelle, joten se antaa ihmisille ainutlaatuisen näkemyksen, jota he eivät ole aiemmin saaneet." Akatemia aikoo nyt päivittää web-kameran suurempaan määritykseen (1M bps) ja käyttää sitä tilapäisessä näyttelyssä Farallonesta museossaan, Koontz sanoi.

Koko akatemian rahoittama projekti maksoi alle US $ 10,000, Pozar sanoi. San Franciscon kaupunki lahjoitti Towerin tilaa Twin Peaksille mantereen antenneille ja pääsi kuituverkostoonsa backhaulle. Internet-arkisto Berkeleyssä lahjoittaa verkkoyhteyden verkossa.

Kaikesta moraalisesta ja taloudellisesta tuesta huolimatta verkon luominen ja työskentely ovat olleet erityisen haastavaa tietotekniikkahanketta Pozarin mukaan. Lintujen pesimäkauden aikana vaaditaan kovaa hattua suojautumiseen sukellusta vastaan, ja hänellä on suojavaatteet, jotta lintujen pistävä kuori voidaan pitää kiinni.

Hanke oli myös valmisteilla oleva harjoitus.

"I lajitella se Apollo-kuun edustustoihin ", sanoi Pozar. "Sinun täytyy saada kaikki pakattu ja ottaa kaikki siellä, että voit, ja odottaa kaikenlaisia ​​varoituksia, koska siellä ei ole Radio Shackia."

Koska monimutkainen logistiikka saada veneen ratsastaa ulos saarilla ja odottaa oikeaa säätä, saattaa kestää kuukausia palata Faralloneen, jos jokin meni pieleen, Pozar sanoi. Varotoimenpiteenä hän asetti radiot saarille ja testasi heitä kukkulalla San Franciscossa ennen kuin heidät vietiin asentamiseen.

Still, Pozar, joka sanoo työskennellyt radiolähetysohjelmana Pohjois-Kalifornian delta, perusti internet-yhteyden San Franciscossa sijaitsevissa pienituloisissa asuntokohteissa ja aloitti kaupungin ensimmäisen internet-palveluntarjoajan, ei ole pahoillaan.

"Farallones oli juuri sellainen erittäin hieno hack", Pozar sanoi.