Что такое канал трансляции в мобильной точке доступа
Мобильный интернет с резервным каналом для онлайн-трансляций
Приветствую всех участников Хабра.
Была поставлена задача организовать онлайн-трансляцию событий (два события в столице и потом в других областных городах России). Так как проект любительский бюджет был небольшой, пришлось выкручиваться.
Для решения задачи нужно было решить 3 больших вопроса:
1. Провайдер. Выбрать программно-аппаратное решение с резервным каналом для обеспечения стабильности сигнала в случае отсутствия
2. Платформа и клиент для трансляции видео. Выбрать устройство для захвата видео, программу-клиент для отправки потокового видео.
3. Мобильное питание. Событие хоть и регламентировано по времени, но надо было быть готовым освещать достаточно длительное время (сутками напролет)
1. Провайдер
Для столицы выбрал Yota и один из мобильных операторов. Yota’вские роутеры закончились в продаже, пришлось срочно придумывать решение.
Выбрал роутер Zyxel Keenetic 4g — (стоимость порядка 1800 руб.), поставил на него прошивку второго поколения NDMS (спасибо автору хабратопика на тему), чтобы обеспечить автоматическое переключение между модемом Yota и 3g-модемом сотового оператора. Настроил все без каких-то трудностей и проблем.
Вот собственно сам роутер Zyxel Keenetic 4g 
Модемы подключил через хаб 
Роутер с модемами в сборе: 
2. Платформа и клиент для трансляции видео.
Тут исходили из того что было (личные телефоны). А было несколько вариантов телефонов с хорошей камерой. Остановились на Samsung Wave. Площадку для трансляции и клиента тоже долго искать не пришлось. Выбирал между ustream.tv и bambuser. Поддержка самсунговской BADA была только у bambuser.
3. Мобильное питание. Решил долго не думать, а готовиться к самому трудному варианту (т.е. очень долго трансляции по времени).
Взял обычный UPS-овый аккумулятор 12В на 7200Ач — 690 руб.
Чтобы ничего не паять (к сожалению опыта мало, да и времени на сборы тоже) купил обычную розетку-прикуриватель от автомобиля (110 руб.), разветвитель для прикуривателя на 3 розетки (350 руб.) и универсальный адаптер с различным набором насадок, для питания роутера (500 руб.)
разъем прикуривателя с разветвителем 
В собраном виде все это выглядело вот так: 
Для телефона так же была куплена зарядка от прикуривателя, так что о батарейке тоже можно было не беспокоиться и работать по wi-fi.
Все это аккуратно укладывалось в рюкзак. Телефон сразу подключался на зарядку, подключался к заранее настроенной точке доступа и запускалась трансляция.
Батареи хватило с лихвой. Даже после 5 или 6 часов трансляции, случайно забыл отключить роутер в рюкзаке от аккумулятора (устал, очень хотел спать :). Машина, в которой остался рюкзак была припаркована прямо под окном 2-го этажа и утром, включив телефон я обнаружил свою точку доступа.
Понятно, что данный способ очень любительский. Тема проведения онлайн-трансляций событий интересует многих. К сожалению доступ к профессиональному оборудованию типа LiveU, спутниковому телевидению и т.д. есть не у многих.
Технология LiveU интересна тем, что там передача сигнала происходит через нескольких провайдеров одновременно. Поток разбивается на несколько частей, собирается на промежуточном сервере с широкополосным интернетом специальным ПО и потом уже поток передается для трансляции. Уже расспрашивал всех можно ли каким-то ПО сделать подобный финт самостоятельно, но пока не нашел как, буду рад если у кого будут идеи ))
Что такое каналы WiFi и как их настроить/использовать
Мы уже говорили с Вами про настройку роутера и шифровании «вафельного» канала, поэтому решено немного развить сию тему (тем более, что вышеупомянутой статьи про настройку мы как раз обещали затронуть эту тему более детально).
К тому же, если у Вас неиллюзорно населенный панельный дом с большим количеством «продвинутых» соседей (а роутеры в аренду сейчас дают каждому первому), то вероятно, что этот материал будет для Вас особенно полезен.
Типичные роутеры поддерживают 1-15 каналов, количество оных зависит от модели роутера, частоты, страны и прочих факторов, т.е каналы WiFi могут иметь и большее значение.
Углубимся в детали
Считается, что есть «перекрывающиеся» каналы WiFi и неперекрывающиеся. Под последними обычно подразумевают » 1/6/11 » и мол, якобы используя их Вы получите наибольший прирост скорости и наименьшее количество помех.
Однако это не всегда так, ибо Wi-Fi это технология широкополосная и полностью сдержать сигнал в рамках канала невозможно.
Как показывает иллюстрация отсюда выше, сигнал на 22МГц не заканчивается и даже непересекающиеся каналы таки перекрываются: 1/6 и 6/11 — на
Такой уровень шума способен целиком забить любой полезный Wi-Fi сигнал из соседней комнаты, или блокировать ваши коммуникации практически целиком, т.е если вы поставите точку рядом со стеной, а ваш сосед – с другой стороны стены, его точка на соседнем «неперекрывающемся» канале все равно может доставлять вам серьезные проблемы.
Если говорить про каналы WiFi просто
В общем, я немного ушел в глубины тематики, если говорить упрощенно, то вот что нужно знать и понимать:
Много устройств, вещающих и принимающих на одном канале в рамках одной частоты создают помехи и влияют на скорость/качество связи, т.е Вам необходимо «растаскивать» всё это дело на разные частоты, особенно, в случае, когда у Вас много соседей, большинство из которых не настраивают роутеры и все висят, скажем, на 1-ом канале.
Теперь о том, как с этим взлетать.
Как посмотреть мощность, каналы и скорость WiFi рядом
Прежде чем наугад менять канал вашей «вафельки’, таки хорошо бы посмотреть, что творится у соседей, т.е на каких каналах работают их роутеры и что они там такого вещают.
Для этого существует множество программ, в том числе и для мобильных устройств, посему если у Вас нет роутера, то подойдет и мобильный телефон/планшет. Пока что я просто расскажу про то, как это всё посмотреть с того же ноутбука.
Скачав, собственно, распакуйте архив и установите программку. Установка предельно проста и на ней я останавливаться не буду.
Далее Вам остается пронаблюдать какие из каналов заняты, какую мощность сигнала имеют, какой протокол используют и прочее прочее, после чего, на основе собранной статистики, переключить вещание на роутере в нужное положение.
Послесловие
В двух словах как-то вот так. Надеюсь, что статья была кому-то полезна и интересна, благо тема почему-то многими не учитываемая, хотя полезная донельзя.
Как и всегда, если есть какие-то вопросы, мысли, дополнения и всё такое прочее, то добро пожаловать в комментарии к этой записи.
Ускоряем Wi-Fi: как найти свободный канал и забыть о сбоях
Если у вас то и дело отваливается сеть, файлы скачиваются долго, а любимая онлайн-игра теряет связь с сервером, вот три простых совета, как это исправить.
Для того, чтобы получать удовольствие от серфинга и онлайн игр, нужны два условия. Сигнал Wi-Fi должен быть сильным и стабильным, а скорость канала — достаточной. Если у вас возникли проблемы с беспроводным интернетом, наверняка, одно из условий нарушено. Попробуем обойтись «малой кровью», то есть оптимизировать настройки, а не покупать новое железо и не менять оператора.
Лайфхак первый: разделите сети 2,4 и 5 ГГц
Современные роутеры являются двухдиапазонными: они могут передавать сигнал на частотах 2,4 ГГц (WLAN b/g/n) или 5 ГГц (WLAN ac). Об этом мы подробно писали в нашей статье по выбору роутера — ознакомьтесь, чтобы разобраться:
Устранить помехи в работе интернета можно, распределив устройства по разным частотам. Разберитесь, какие из устройств в вашей сети могут ловить Wi-Fi 5 ГГц. Обычно это прописано в технических характеристиках.
После этого зайдите в настройки своего роутера и создайте две разных точки Wi-Fi вместо одной. Пусть одна точка работает на частоте 2,4 ГГц, а вторая — на частоте 5 ГГц. Для каждого роутера инструкция по созданию точки индивидуальна, поэтому тут мы рекомендовать ничего не будем.
Выбор частоты Wi-Fi в настройках роутера MikroTik.
После этого подключайте устройства, поддерживающие WLAN ac, к точке 5 ГГц, а остальные — к точке 2,4 ГГц. Тем самым вы ускорите сигнал для «пятигигагерцевых» устройств и значительно расчистите канал для «двухгигагерцевых». Интернет станет намного стабильнее.
Лайфхак второй: найдите свободный канал 2,4 ГГц с мобильного устройства
Тем устройствам, которые не работают на частоте 5 ГГц, тоже можно дать отдельный диапазон Wi-Fi, чтобы они получали достаточную долю сигнала. Для того чтобы выявить его, можно воспользоваться мобильным приложением Wi-Fi Analyzer Open Source. Таких приложений, на самом деле, много, но мы выбрали то, которое поддерживает Android 9.0 Pie.
Откройте приложение и придите в ужас от того, сколько сетей в одном многоквартирном доме одновременно используют Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц (доступно в в меню График каналов):
Перейдите в меню Оценка каналов и посмотрите на список. Те каналы 2,4 ГГц, которые имеют больше всего звездочек, меньше всего пересекаются с сетями ваших соседей. В нашем случае, это каналы из конца списка — с 10 по 13.
Зайдите в настройки вашего роутера и настройте вашу точку 2,4 ГГц на работу на одном из наименее загруженных каналов. Эта процедура индивидуальна для каждого роутера — найдите, как сделать это на вашем.
Выбор канала на роутере Mikrotik.
Лайфхак третий: найдите свободный канал c ПК
Если у вас нет под рукой смартфона, свободный канал Wi-Fi можно найти и с персонального компьютера или ноутбука (если вы подключаете его к Интернету по Wi-Fi).
Для этого есть бесплатное приложение WiFi Analyzer для Windows 8/10. Установить его можно прямо из магазина Windows.
Приложение на вкладке Анализ отображает точно такие же графики загруженности каналов, что и мобильное. Перегруженные каналы выделены жирным шрифтом. 
Зайдите в настройки своего роутера и переключите точку доступа 2,4 ГГц на один из свободных каналов. Соединение станет намного стабильнее!
Дополнительная информация о том, как ускорить Wi-Fi:
Кое-что о Wi-Fi
Недавно побывал на конференции на тему “Построение беспроводных сетей”. Не смотря на то, что довольно длительный период работаю администратором, мне не каждый день приходится разворачивать беспроводные сети. Спешу с вами поделиться некоторыми нюансами. Всех заинтересованных приглашаю под кат.
Wi-Fi не имеет четкой границы распространения
Это значит что никто не проведя необходимой оценки не сможет дать вам гарантии что связь будет работать даже в пределах одного кабинета или комнаты.
Бывали случаи что в офисе раз в сутки пропадала связь где-то на пол часа. Сотрудник тех-поддержки производителя точки доступа попался опытный, по этому узнав время когда чаще всего ложилась связь (а чаще всего это случалось с 12-00 и до 14-00), предположил что виною всему является микроволновка. В данном офисе микроволновки в помине не было, но она была в соседнем, как раз за стеной к которой была привинчена точка доступа.
Здесь так же следует вспомнить всевозможные Wi-Fi-джаммеры, которыми могут воспользоваться ваши конкуренты, заплатив соседям за то, чтоб они включали её время от времени. 
Ввиду этого не рекомендуется использовать беспроводные сети как замену корпоративной ЛВС на витой паре или оптике. Либо делать это в крайнем случае, если проложить кабель не представляется возможным. Например если необходимо связать два недалеко расположенных офиса за городом.
Беспроводную сеть лучше всего рассматривать как замечательное дополнение к “традиционным” сетям. Например для организации гостевого доступа для своих клиентов.
Необходимо так же учесть, что сети Wi-Fi могут не одинаково хорошо работать с разными протоколами транспортного уровня. Так, например, протоколы TCP и UDP могут работать замечательно, а вот IPX из рук вон плохо.
Для того, чтобы понять как именно следует строить сеть, а так же попытаться определить возможную причину неисправности нужно слегка разобраться в существующих стандартах и их уязвимых местах.
На данный момент думаю, есть смысл рассматривать стандарты 802.11g и 802.11n.
802.11g
Стандарт работает на частотах 2,4-2,4835 ГГц и позволяет передавать данные с канальной скоростью 54-1 Мбит/сек, совместим со стандартом 802.11b. Для удобства передачи данных частота поделена на так называемые каналы.
Из изображения понятно что каналов всего 14, но в зависимости от страны, в которой мы находимся, разрешенными для использования могут быть только некоторые из них. Так например в Украине и России разрешено использовать с 1 по 13 канал, в Японии все 14. Но меньше всего повезло Франции и Испании, им разрешено использовать только 4 канала (2.457 — 2.472 ГГц). Так что если ваша точка доступа имеет каналов меньше 13, то возможно что она была ввезена серым путем, или на нее была залита прошивка не для вашего региона.
Еще одним подводным камнем при настройке беспроводной сети является перекрытие смежных каналов друг другом, что так же видно из рисунка, приведенного выше.
Ведь логично предположить что при настройке двух смежных точек доступа, достаточно просто их настроить на разные каналы. Например 1 и 2, или 1 и 3. Ан нет, так как эти каналы пересекаются друг с другом, то наши точки доступа, настроенные таким образом, будут создавать помехи друг для друга. То есть если нам доступно 13 каналов, то максимум рядом мы можем настроить 3 точки доступа стандарта b и g, которые будут нормально сосуществовать, например на 1, 6 и 11 канал. К сожалению в больших бизнес-центрах, где находятся десятки разных фирм и десятки точек доступа, и настроить идеально связь будет тяжело. Если же все точки доступа находящиеся в здании под вашим контролем и необходимо как-то сделать так чтобы они ужились все вместе, можно попробовать сбавить немного мощность вещания смежных точек.
Просмотреть ситуацию в эфире можно с помощью opensource-программы inSSIDer и ей подобных (NetStumbler, WiFi Hopper итп) 
Это скриншот, полученный мной из inSSIDer, в Ubuntu 10.10. Вы видите что программа отображает найденные сети, каналы, на которых они вещают, их MAC-адреса, уровень сигнала каждой, производителя и метод шифрования, используемый AP. Так же программа чертит очень наглядные графики, по которым легко определить какие именно точки доступа мешают друг другу.
Теперь давайте взглянем на стандарт 802.11n. Устройства 802.11n могут работать в двух диапазонах, 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц. Стандарт обратносовместим со стандартами 802.11g (а соответственно и 802.11b) и 802.11a (на частоте 5,0 ГГц). На частотах в 5,0 ГГц доступно 24 непересекающихся каналов. Теоретически канальная скорость передачи данных при использовании 802.11n может достигать 300 Мбит/сек (600 Мбит/сек при использовании 4-х антенн, но необходимо понимать за счет чего получилось увеличить скорость до таких показаний.
Объединение каналов (20/40 Coexistence Mechanism)
Стандарт 802.11n позволяет объединять смежные каналы для увеличения скорости передачи данных за момент времени. 
Объединение каналов возможно использовать в обоих диапазонах, но так как в диапазоне 2,4 ГГц доступно только 3 непересекающихся канала, использовать данную возможность в этом диапазоне крайне не рекомендуется. Так же нужно отметить что согласно стандарта, если в диапазоне 2,4 ГГц на котором используется канал удвоенной ширины появляется устройство, работающее на канале стандартной ширины, то устройство 802.11n обязано перейти на работу с каналом стандартной ширины.
Позволяет передавать и принимать данные с использованием нескольких антенн одновременно. При использовании 4-х антенн теоретически возможно достигнуть канальной скорости в 600 Мбит/сек.
Short Guard Interval
Для разделения передаваемых сигналов используется небольшой интервал между передаваемыми данными. Чтобы уменьшить время приходящееся на служебную информацию было принято решение использовать укороченный GI. При зашумленности канала или слабом сигнале это так же является узким местом. Так как пакет приходит поврежденным и его приходится дублировать, возможно так же не увеличение скорости, а совершенно наоборот.
Стандартная ширина интервала: 
Использование SGI: 
Получается что для того, чтобы достигнуть канальной скорости в 300 Мбит/сек при двух антеннах, или 600 Мбит/сек при четырех, нужно обеспечить минимальную зашумленность канала при максимальном уровне сигнала, и только при использовании всех трех вышеизложенных технологий (объединение каналов, укороченный GI и MIMO). Короче говоря 300 и 600 Мбит/сек — это сферический конь в вакууме. Для наглядности приведу таблицу взятую из Википедии:
Если предположить что нам таки удалось раскачать нашу сетку до 300 Мбит/сек, то эффективная скорость передачи данных все равно будет около 100 Мбит/сек, ведь как мы помним Wi-Fi обладает большой избыточностью. Если добавить сюда шифрование, то скорость может упасть еще процентов на 7. И весь этот канал так же делится между всеми клиентами AP. Поэтому количество подключенных узлов и характер передаваемых данных имеет очень большое значение. Так, например 8-10 человек — любителей веб-сёрфинга вполне мирно могут сосуществовать на одной точке доступа. Но если среди них найдется парочка торрентистов, то они могут очень испортить всем остальным удовольствие. Если же в качестве клиентов у вас выступают какие-то специфичные контроллеры, которые раз в час/сутки передают небольшой объем информации, то уместить таких узлов на одной точке можно гораздо больше.
Большинство современных точек доступа, роутеров и других устройств помимо основного режима — точки доступа, могут выступать так же в роли моста, репитера, итп. Так вот, стандартом поддерживается только основной режим — режим точки доступа, по этому если вы планируете использовать свои устройства в других режимах, то крайне желательно подбирать сопряженные устройства одного производителя и одной модели. То же касается и фирменных технологий типа Super G итп.
Преграды
Предположим у нас есть точка доступа прикрученная к стене, а с другой стороны стены, на расстоянии метров пяти находится клиент с ноутбуком. 
Преграда в виде стены толщиной в каких-то 10-20 сантиметров благодаря такому острому углу может вылиться в непроницаемые несколько метров железобетона. Сильно ухудшать сигнал могут так же зеркала из-за своего металлизированного покрытия. Массивные сейфы, расположенные между точкой и клиентом, так же могут свести на нет сигнал даже на небольшом расстоянии.
Это то, что касается сетей внутри помещения. Если же мы пытаемся прокинуть сигнал снаружи, здесь так же необходимо учитывать множество факторов: препятствия ну пути прохождения сигнала, погодные условия и даже время года. Например если сеть разворачивали зимой, а в конце весны деревья покрылись листвой, и слабый, но более-менее приемлемый сигнал совсем сошел на нет.
Антенны
Прежде всего, антенна — пассивный усилитель. Это значит, что она может расширять зону вещания одного направления только за счет другого. Каждая антенна имеет одну важную характеристику — диаграмму направленности.
Допустим вы развернули в своем офисе беспроводную сеть. Сигнал, на этаже, на котором установлена точка доступа, приемлемый. Но вот этажом выше, прямо над AP находится еще один клиент, у которого прием очень слабый. Вы решаете поставить более мощную антенну, на первом этаже сигнал становится вообще замечательным, а вот на втором этаже ситуация еще ухудшилась. Все потому, что мы не учли диаграмму направленности. У стандартной всенаправленной антенны, которыми обычно комплектуются беспроводные устройства диаграмма направленности может выглядеть примерно так:
У направленной антенны по-другому: 
Многие точки доступа помимо внешней антенны, имеют еще внутреннюю. При этом по-дефолту в качестве источника, используется та, с которой в данный момент идет более уверенный сигнал. По этому если вдруг вы решите заменить стандартную антенну, направленной внешней, необходимо так же указать в настройках точки доступа, какую именно антенну необходимо использовать. Если этого не сделать, то мы рискуем ловить более мощный, но не интересующий нас сигнал на внутреннюю антенну. На SOHO-точках данная опция может быть не реализована в веб-интерфейсе, но не стоит отчаиваться, очень часто возможно переключиться на нужную антенну через ssh или telnet. В любом случае стоит выкачать User Manual и изучить.
Зона Френеля
Так же стоит упомянуть о зоне Френеля. Не особо вдаваясь в технические подробности, можно сказать что это особая зона, в виде вытянутого за концы овала между нашими устройствами, в которую ничего не должно попадать. 
В данной статье я постарался раскрыть общие проблемы, не зависящие от производителя оборудования. Надеюсь по прочтению вы узнали для себя что-то новое. Если есть какие-то ошибки или неточности — пишите.