Продукты 802.11ah в будущем?

Решил воскресить эту тему вместо того, чтобы создавать новую… Я взял один из наборов моста на базе модуля TX-AH-R900PNR / чипсета TXW8301, работающий на 900 МГц и стандарте 802.11ah, на Aliexpress. И мне показалось, что тут есть интересные возможности, учитывая огромную дефицитность продуктов в полосе 900 МГц после того, как Ubiquiti и Mikrotik свернули свои модели, оставив только весьма дорогую линейку Cambium 450i. Мой пост ниже довольно подробно разбирает этот недорогой девайс, но я хотел посмотреть, что вообще может 802.11ah, если бы Mikrotik взялся за разработку чего-то на этом или похожем чипсете, по крайней мере на радиочастотном уровне.

Их странно сложно найти на Aliexpress — в большинстве товаров в названии и описании вообще отсутствуют важные ключевые слова. Обычно поиск «wifi halow» дает хоть какие-то результаты. Как только находишь один, в похожих товарах начинают появляться остальные. https://www.aliexpress.com/item/1005003303658166.html

Сам железный модуль немного странный. Похоже на попытку сделать что-то для уличного использования с защитой от погодных условий, но антенна и кабели питания/ethernet выглядят не очень герметично. Питается от 12 В и при этом имеет 12 В сквозной выход на «мальчик» — очевидно, чтобы можно было подать питание одной линией 12 В одновременно и на мост, и через него на IP-камеру.

Я купил комплект из двух штук, они оказались уже спарены из коробки. Подключил их в локальную сеть — они не получили IP через DHCP и, похоже, у них нет веб-интерфейса. Один из продавцов выкладывает какую-то документацию (в основном на китайском) и два утилитарных инструмента: netat.exe и netlog.exe. Оба, похоже, работают на уровне L2. Программа netat позволяет посылать AT-команды настройки (на китайском есть список команд по той же ссылке для скачивания). netlog собирает логи и статистику с устройств, передавая их регулярно. https://anjielo.com/en-ca/pages/download

Пример вывода netlog:

LMAC STATUS:  
[2023-02-23 17:47:06.406]:local: 06:bf:00:5c:6f:c0 AID= 1
[2023-02-23 17:47:06.413]:freq= 908.0 bw=8 chn=3 bgr=-87 iq=72:50:36:239 dc=0:8 tx=*3 dly=68:88:106 sif:rsp=0:0(0)
[2023-02-23 17:47:06.421]:chn: 908.0 916.0 924.0
[2023-02-23 17:47:06.461]:bgr: -88 -87 -88
[2023-02-23 17:47:06.506]:buf: free=94 tq=0 sq=0 ac=0:0:0:0 agg=0:0:0:0 statq=0 rxq=0 skb=0:0 rxb=120K
[2023-02-23 17:47:06.525]:irq: ac=150 bkn=0 bo(rts:frm)=0:144:0:0:5 to(rts:frm)=0:0 rx=281
[2023-02-23 17:47:06.532]:tx : cnt=172 dly=2:7ms mcast(bw:mcs)=2:0 agg=1(6063,179:0) data=26KB(34kbps) dur=48ms cca=1922 per=0% fail=0 drop=0
[2023-02-23 17:47:06.540]:rx : cnt=365 bus=1ms cts_bm=0:0 pks=210 data=191KB(254kbps) dur= 63ms err(phy:fcs)=0:0 ecode=0x0 cache_rxq= 0:0
[2023-02-23 17:47:06.556]:dbg: dtmd=0:0:0 stamap=0x0 flag=0x0 rxdp=0 kerr=0 mic=0 lerr=0 kick=0 csc=0 rst=0 ovf=0 nob=0 tsnr=40 rssi=-31 rxdut=79% txp=3 *rxg=5
[2023-02-23 17:47:06.571]:cca: *4s st12= 3:0 mid1224= 1:2:0:1 ed1224= 3:3:3:3 ch_bz= 129
[2023-02-23 17:47:06.588]:chip-temperature:30, vcc:3.32, vdd13b:1.30, vdd13c:1.31
[2023-02-23 17:47:06.598]:
STA0: 06:bf:00:6e:a6:90  
[2023-02-23 17:47:06.606]:tx0: mcs=*7 bw=8MHz snr=40 cnt=146 agg=1 data=25KB(34kbps) dur=13ms dut=18% txq=0 cca=1893 ack=25KB(169) drop=0KB(0) per= 0% est_rate=28312kbps
[2023-02-23 17:47:06.625]:rx0: mcs=7 bw=8MHz evm(avg:std)=-30:1 rssi=-31 agc=7731 cnt=126 agg=1 data=191KB(254kbps) dur=63ms dut=81% fcsErr=0, freqDev=-355Hz adv_bw=0:0:0:100

Некоторые вещи из этого показали, что используется канал шириной 8 МГц (почти как в оригинальном Motorola Canopy 900 МГц!), есть три неперекрывающихся канала, и ситуативная скорость PHY в текущем режиме — 28 312 Кбит/с.

Промелькнув через гуглоперевод списка AT-команд, заметил следующие важные моменты:  
- Можно выбрать ширину канала 1, 2, 4 и 8 МГц  
- Есть разные режимы: AP, Station, Broadcast и репитер. Репитер позволяет одновременно подключаться к AP и выступать как AP. Круто!  
- Поддерживается шифрование WPA-PSK и есть режим «Pairing», который очень похож на WPS.  
- Есть роуминг с «размазанным» поиском SSID — можно подключаться к SSID, которые совпадают по основной части, но у которых последние 3 символа отличаются (например, Huge_IC_AH001, Huge_IC_AH002 и т.д.)

Когда я подключил устройство в режиме «AP» к коммутатору, а ПК к «Station», оно заработало почти сразу после включения. Я прогнал HTML5 speedtest до сервера в своей локалке и получил примерно 16-17 Мбит/с суммарно! Не шедевр, но и не провал. Для сравнения, на Cambium 450i 900 МГц я вижу около 40 Мбит/с на 7 МГц с полной модуляцией, но 450i использует двойную поляризацию, а чипсет 802.11ah — однополярный.

Сейчас зима, но как потеплеет, хочу попробовать замеры дальности и скорости с помощью нескольких направленных панельных антенн yagi (у нас остались от старого PMP100 Canopy на 900 МГц).

Я подключал AP к лабораторному блоку питания, выставил 12 В. По потребляемому току при тестах скорости блок показывал около 0.8 Вт при передаче и около 0.5 Вт в режиме ожидания. Не так уж и плохо для IoT и мобильных устройств, хотя, может, для гаджетов на батарейках немного много, если только не будет небольшой солнечной панели или радио не будет работать постоянно.

В итоге… Мне кажется, что 802.11ah продукты здорово дополнят IoT-портфель Mikrotik, а заодно станут вариантом для интернета с низкой пропускной способностью там, где нужна связь без прямой видимости (NLOS). Их можно было бы продавать в формате miniPCIe или m.2 для использования в корпусах стиля wAP, ltAP или Netmetal, а также в виде Groove или Netmetal — оптимизированных под однополярные радиомодули с внешними антеннами.

Вот несколько идей использования:  
- Мониторинг удалённых объектов / SCADA  
- Видеонаблюдение с низкой пропускной способностью  
- Обратная связь для цифровой рации  
- Бэкаж для WiFi точек доступа IoT, шлюзов IoT или WiFi VoIP телефонов  
- Переносные решения для интернета в транспорте, например WiFi в автомобиле на объектах со слабым покрытием сотовой связи (ферма, стройка, шахта, кемпинг, где интернет через спутник)  
- WISP доступ к интернету для пользователей без прямой видимости, которых нельзя покрыть 2.4 или 5 ГГц  
- Продление интернета в соседние здания с низкой пропускной способностью и/или плохой видимостью, возможно, даже от одной внутренней точки до другой на небольших расстояниях  
- LTE-подобные переносные хотспоты на кемпингах для фургонов и трейлеров.

Отлично! Я как раз думал, как бы приклеить эти HaLow мосты к Mikrotik, и этот вариант выглядит гораздо аккуратнее, чем я планировал! С интерфейсом через встроенный последовательный порт (для отправки конфигурационных AT-команд) ещё не пробовал работать, но, думаю, адаптер TTL serial на USB должен позволить вносить изменения удалённо. После того как сделал видео на YouTube про 802.11ah, вижу, что стандарт вызывает довольно большой интерес. Как я уже говорил в своём прошлом посте, официальная MiniPCIe/m.2 карта Mikrotik для 802.11ah была бы очень крутой для wAP R. Я уже отправил запрос на добавление такой функции в Mikrotik. https://youtu.be/qF0BHnmi9j8

Я чуть было не забыл один момент. /s Не забудьте сохранить антенну PCB из корпуса lora wap, чтобы сделать батарейный шлюз/точку доступа HaLow-to-WiFi. Используйте достаточно большой корпус, чтобы поместить все компоненты, и добавьте красный светодиод, чтобы знать, когда устройство включено.