Мировой рекорд 110km@2.4GHz

Компания INTERLINE, как ведущий польский производитель микроволновых антенн, поставил перед собой цель изучения возможности беспроводной связи на частоте 2,4 ГГц с последовательным расширением спектра DSSS (802.11b) на расстоянии, опираясь на теоретические требования. Цель проекта заключалась в изучении практических возможностей и явлений, происходящих на этой частоте.

Следует отметить, что связь обычно проводится наземная (ссылка реализована в конце 2002 года в Швеции Alvarion и Шведской космической корпорацией)

Не менее важно, все элементы, используемые в эксперименте - не модифицированные устройства, аксессуары доступные на рынке (1,1 метра параболическая антенна и усилитель 500 мВт) - в Швеции использованы параболические антенны диаметром 2,4 метра и усилитель 6000mW .

Для проведения эксперимента были выбраны две крайние точки: склон горы во Вроцлаве и Śnieżka - самая высокая гора в Карконоше - к востоку от. Jelenia Góra


Расстояние по прямой около 110 км.

Участники

Люди в ходе эксперимента активно принимали участие:

  • Piotr Kroplewski- владелец INTERLINE
  • Wieslaw Karpowicz - начальник производства
  • Maciej Kaminski - начальник технического отдела
  • Krzysztof Mularczyk - Беспроводной специалист
  • Krzysztof Juszczyszyn - Техник-технолог
Piotr Kroplewski Wiesław Karpowicz Maciej Kamiński Krzysztof Mularczyk Krzysztof Juszczyszyn

Места

Один из ключевых этапов эксперимента- выбор места для базовой станции, запланировано создать точка-точка. Первый: 10-этажный дом в одном из населенных пунктов во Вроцлаве. Второй: центральное место для всего эксперимента над склоном горы, рядом с котеджем на той же горе, высотой 1400 м над уровнем моря

view direction to Sniezka from Wroclaw Dom Slaski nearby Sniezka

Оборудование

Для эксперимента было выбрано следующее оборудование:

  • Антенны - PARABOLIC maxi, 27 dBi - производства INTERLINE
  • Точки доступа - INTEL Pro/Wireless 2011 Access Point - производства SYBMOL
  • Кабели и разъемы - кабель BELDEN H-1000, H-155, RG-316, разъемы VITELEC
  • Радио карт - Lucent ORiNOCO PC Card Silver/chipset Agere, ZCom XI-300/chipset Intersil
  • Усилитель - TONZE 2.4 GHz, 500 mW

В качестве дополнительного оборудования: UPS, набор инструментов, запасной кабель, арматура, разъемы и газо-паяльная лампа

Установка: Wroclaw

Дата проведения эксперимента 12-14 сентября 2003 года.
Первым шагом было установить антенну и сориентировать ее сигнал на склоне горы Вроцлава. У нас были антенны wizowaniu, обращаем внимание на угол антенны вертикально, потому что цель была на высоте 1400 метров над уровнем моря и значимость эксперимента не позволяла пренебрегать этим параметром.

Компоненты системы

1. Точка доступа
INTEL Pro/Wireless 2011 Access Point + Amplifier 2.4GHz/500 mW

  • Channel: 5 (2432 MHz)
  • Net_ID: wisznia
  • Hardware Revision: A
  • AP Firmware Ver.: 02.52-13
  • RF Firmware Ver.: V2.51-08
  • Radio Type: T2
  • Antenna Selection: Primary Only
                               RF Configuration

 .DTIM Interval            10             WLAP Mode            Enabled
 .BC/MC Q Max              10
 .Max Retries (d)          32             WLAP Priority        8000 hex
 .Max Retries (v)           5             WLAP Manual BSS ID  00:02:B3:15:2F:55
 .Multicast Mask (d) 09000E00  hex
 .Multicast Mask (v) 01005E00  hex        WLAP Hello Time        20
 .Beacon Interval         100  K-us       WLAP Max Age          100
 .Accept Broadcast ESSID  Enabled         WLAP Forward Delay      5
 .MU Inactivity Timeout    60  min.       WLAP MU Table Aging Time   240  min.
 .Rate Control
   11   Mb/s              Not Used        .Shared Key          Disabled
    5.5 Mb/s              Not Used        .Key Width            40 bit
    2   Mb/s              Not Used        .Encryption Key ID     1
    1   Mb/s              Required        Encryption Key Maintenance
 .RTS Threshold           2347 bytes      BlueTooth Coexistence  0 ms
                                          .Short RF Preamble   Disabled
 Extended Range             50 mi.        Tx Power Control       Full

2. Антенный кабель

  • Тип кабеля: BELDEN H-1000
  • Длина: 5 метров
  • Разъемы: type N

3. Соединитель

  • Тип кабеля: BELDEN H-155
  • Длина 30 см (0,3 м)
  • Разъемы: type N and RP-BNC

Установка - Karkonosze, Kopa - Śnieżka


Permission - Karkonoski Park Narodowy

On 14th September 2003 all the equipment has been transported with OPEL Frontiera (we had obtained permission of the Karkonosze National Park authorities) to the meadow near the Sniezka's summit.

On the installation place weather was as usually in the mountains. Almost all the time the place was covered by clouds. Only from time to time for a dozen seconds wind split the clouds and we were offered splendid views of surrounding mountains.

Clouds! Sniezka

Direction to Wrocław

antenna aimingProficient team quickly installed PARABOLIC maxi antena on the portable mast. Due to dense clouds we could not direct antena by just looking towards Wroclaw. The best direction was eventually found and everything was set.

The Belden H-155 cable (3m long) was connected to antena with a N plug.

Than other equipment could be connected: cards, access points, amplifier.

From this place, Wroclaw end-point is 110 km away!

Main experiment

2.4 GHz band was scanned to detect alien/foreing signals. We used ZCom XI-300 card and a WiLAN Expert software.
We did not find any significant signals in the whole 2412-2483 MHz range.

Stage 1: one way signal detection

Operation mode: 802.11b Infrastructure

  • Wireless card: Lucent ORiNOCO PC Card
  • Connector: INTERLINE N/MCCARD

Stage 2: two way data communication

Measurements were done with NetStumbler v. 0.3.30 software.
While correcting antena's settings we have discovered 1 (one) foreign net (pol-czaj) on channel 1, but the signal level was very low and noice was significant.

one wlan detected

With a great joy this pleasent to our ears sound (listen) let us know, that we have received a beacon frame from the transmitter in Wroclaw.

beacon from Wroclaw detected
signal from Wroclaw detected

Establishment of a link
Reception of a beacon frame, while an unmistanken success, did not mean we had established a two-way connection.

beacon from Wroclaw detected signal from Wroclaw detected

The basic form of such a connection was a trial to transmit via ICMP an ECHO command with a PING programm. (We are sorry for the picture quality - it was taken in field conditions)
Complete success!
ping from Wroclaw received
ping from Wroclaw received

Stage 3: two way data transmission

Operation mode: WLAP - Wireless LAN AP - bridge mode for INTEL PRO/Wireless 2011 Access Point

  • access point: INTEL PRO/Wireless 2011 Access Point
  • pigtail: INTERLINE N ... RP-BNC

INTEL PRO/Wireless 2011 Access Point
Measurement done during a Telnet session from INTEL shown signal at a level RSS=8, that means roughly 20% of the maximum throughput. That allowed to establish an WLAP connection with negotiated speed of 1Mbps. The connection was being broken every dozen of seconds. This could be caused by several conditions, which are being analysed by our company.

To stabilise the link between antena and the access point we have used 2.4 GHz/500mW amplifier. RSS increased to RSS=28, which meant about 80% of the maximum.
FTP transfer from Wroclaw
Having available such a good link we have moved to the main point - FTP file transfer from an FTP server in Wroclaw. At this moment we did not know, what is the actual speed we can send data at. The logging to the server went very quickly. We have chosen the file, chosen to get one, and... the SUSTAINED 40kB/s +/- 4kB/s (kilo Bytes per second). That's almost 0.5 Mbps, wireless, over 110 km distance.

Most probably we witnessed first transmission of such a great amount of data via a wireless link in 2.4 GHz band with a comercially available Wi-Fi equipment.

Conclusions

We do our best to make INTERLINE equipments even better, we broaden our knowledge to be able to help you to succeed in your enterprises.

А теперь ... смотреть фильм!

Thank you for your attention and best regards to all customers of INTERLINE.
Piotr Kroplewski, Wieslaw Karpowicz, Maciej Kaminski, Krzysztof Mularczyk