SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

«Последняя миля» по беспроводке: Wi-Fi или GSM?

Уровень надежности и безопасности, которого достигли сегодня беспроводные технологии, позволяют им успешно конкурировать с проводными каналами передачи данных. В статье рассмотрены два решения по организации канала беспроводной связи для «последней мили»: с помощью Wi-Fi и сотового оператора. Проанализированы достоинства каждого из решений, указана их приблизительная стоимость.

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург

EuroMobile.gif

При организации сети передачи данных большое значение имеет стоимость так называемой «последней мили», то есть совокупности оборудования, с помощью которого к сети подключаются точки-клиенты. Вопрос чрезвычайно насущный, если учесть, что таких точек обычно бывает достаточно много и их число со временем может увеличиваться.

Однако если возможности современных беспроводных технологий соответствуют требованиям, которые пользователи предъявляют к скорости и надежности линии связи, то «последняя миля» получится существенно дешевле, чем в случае прокладки кабеля, оптического или медного. Если же учесть дополнительные плюсы беспроводных технологий (отсутствие необходимости согласовывать трассу кабеля с многочисленными службами, гораздо большая гибкость в размещении оборудования, возможность при переезде демонтировать оборудование и забрать его с собой), то становятся понятны серьезные преимущества именно такого решения.

Но какую технологию передачи данных по радио предпочесть для «последней мили»: Wi-Fi или сотовую связь? Имеет ли одна из них какие-либо весомые преимущества перед другой?

На самом деле у каждой из этих технологий есть свои преимущества и свои ограничения. Вкратце их можно определить так: с помощью Wi-Fi реализуется более быстрая передача данных, но на меньшем расстоянии. Сотовая связь обеспечивает меньшую скорость, зато охва­тывает большую территорию. 

Изучим текущую ситуацию на рынке организации беспроводных мостов, посмотрим на надежность, стоимость этих решений на примере реального заказа и сделаем обоснованный выбор.

На графиках, представленных на рис. 1, показан рост пропускной способности Wi-Fi и сотовой связи за последние десятилетия.

Ris_1a.jpg

Ris_1b.jpg

Рис. 1. История увеличения скорости передачи данных: а – по сетям Wi-Fi, б – по мобильным сетям

Сетям Wi-Fi посвящена группа стандартов IEEE 802.11. Самый современный из них – стандарт IEEE 802.11ac – позволяет обеспечить скорость передачи данных до 1,3 Гбит/с (с помощью технологий MIMO, объединения каналов, модуляции 256 QAM).

Сотовая связь использует те же способы увеличения пропускной способности. На сегодня максимальная скорость, которую способна обеспечить сотовая связь, 100 Мбит/с (в пике – до 1 Гбит/с), достигнута в стандарте 4G LTE Advanced.

В качестве примера можно привести случай из практики, когда заказчику были предоставлены оба варианта организации «последней мили».
В одном московском бизнес-центре провайдер (которого по ряду обстоятельств невозможно было сменить) установил слишком высокие цены на интернет-связь. Однако по другим параметрам место в этом бизнес-центре заказчика устраивало. По техническому заданию требовалось создать канал связи со скоростью от 10 до 100 Мбит. Рядом, на расстоянии 200 м, имелась точка доступа одного из провайдеров «большой тройки», который был согласен на размещение дополнительного каналообразующего оборудования.

Соответственно компания-интегратор «ЕвроМобайл» разработала для заказчика два предложения: радиомост Wi-Fi и организация канала с помощью сотовой связи.


Радиомост Wi-Fi

В случаях, подобных описанному (когда невыгодно либо нет возможности поступить иначе), даже самые крупные операторы ставят Wi-Fi-мост: это дешево, просто и эффективно на малых расстояниях.

На рис. 2 показана предложенная заказчику схема организации Wi-Fi-канала.

Ris_2.png

Рис. 2. Схема организации канала связи по Wi-Fi

Если заказчика устраивает канал на 10, 30, 60, 100 Мбит при расстоянии в несколько сотен метров, то можно предпочесть самый простой вариант: беспроводную точку доступа Wisnetworks WIS-D5230 (всего 67 долл. за устройство). Во время теста на 4 км в хорошей помеховой обстановке она показывает скорость около 90 Мбит/с (табл. 1).

Таблица 1. Сводная таблица беспроводных мостов Wisnetworks (чтобы увеличить таблицу, нажмите на нее)

Tab_1_small.png

Если же помеховая обстановка не очень хорошая (например, в регионе часто бывает скверная погода) и лучше обеспечить запас прочности, то можно выбрать другое устройство – вплоть до WIS-L5825D (за 256 долл.): это все равно очень бюджетный вариант для коммерческого применения. Такой мост обеспечит на малом расстоянии скорость около 200 Мбит/с и отличную производительность в случае помех или плохих погодных условий.

Модули Wi-Fi имеют направленную антенну с коэффициентом усиления 15–25 дБи.


Сотовая связь

Второе решение, предложенное заказчику, базировалось на использовании 3G/4G-роутеров. Его имеет смысл применять, если поблизости нет провайдеров фиксированной связи (которые предоставляют провод, оптику, Wi-Fi-мост) или если их услуги слишком дороги.

Компания «ЕвроМобайл» использует роутеры двух лидирующих брендов – «Позитрон» и Robustel: в каждой из этих линеек есть 3G- и 4G-модели.

С помощью 3G-моделей обеспечивается скорость 14,4 Мбит/с (скачивание) и 5,76 Мбит/с (отдача). С помощью 4G-моделей – 100 Мбит/с (скачивание) и 50 Мбит/с (отдача).

Далее указаны приблизительные цены за весь комплект устройств (роутер, антенну и блок питания), хотя обычно в комплектах Wi-Fi-роутер не продается, антенна и блок питания подбираются отдельно:
- 3G-роутер «Позитрон VR diSIM WiFi» – 320 долл.;
- аналогичный 4G-роутер «Позитрон VR diSIM LTE WiFi» – 400 долл.;
- 4G-роутер Robustel R2000-4L – 310 долл.;
- 3G-роутер Robustel R2000-3P – 215 долл.


Заключение

Оба решения позволяют организовать канал связи с использованием радиосвязи со скоростью, запрошенной в техническом задании (10…100 Мбит/с), а также выполнить остальные требования ТЗ. Дополнительные консультации с действующими сотрудниками провайдеров показали, что оба предложения физически реализуемы.

Теперь сравним скорость, обеспеченную в обоих случаях, и стоимость решений (той самой «последней мили») (табл. 2).

Таблица 2. Сравнение стоимости «последней мили»

Tab_2.png

При организации радиомоста по Wi-Fi потребуется два блока (цена удваивается), а при организации моста по 4G – один блок, второй уже есть у провайдера сотовой связи.

Стоимость организации радиоканала в обоих случаях сопоставима (около 30 тыс. руб.) и намного ниже (в несколько раз, если не на порядок) стоимости прокладки кабеля или оптоволокна, которая обычно составляет сотни тысяч рублей.

Сегодня при организации «последней мили» радиотехнологии вполне имеют право на жизнь, они существенно дешевле традиционных физических линий (оптоволокна и медной пары), однако имеют как свои достоинства, так и недостатки. Выбор типа канала доступа (проводной или радио, Wi-Fi или сотовая связь) зависит от совокупности конкретных условий и требований заказчика, однако необходимо подчеркнуть, что радиосвязь на основе современных технологий является в этом выборе равноправным конкурентом.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(66)_2016

ООО «ЕвроМобайл», г. Санкт-Петербург,
тел.: +7 (800) 555-7576,
e‑mail: info@euroml.ru,
www.euromobile.ru