Im Folgenden möchten wir eine praxisnahen Einblick in die Inbetriebnahme einer Punkt-zu-Punkt Verbindung mit zwei Ubiquiti AirFiber 24 Ghz – 1.4Gbps+ bieten.
Installierte Airfiber 24Ghz
Vorab einige Hintergrundinfos, die einen groben Überblick zu der Thematik geben. Die OMG.de GmbH ist Wireless-Pionier der ersten Stunde in der Region Aurich, Ostfriesland. Mit dem Einsatz von drahtlosen IP-Übertragungssystemen wurden bereits Ende der neunziger Jahre erste experimentelle Funkbrücken von mehreren Kilometern errichtet. In den folgenden Jahren wurde hieraus ein ganzes Geschäftsfeld, welches heute sowohl den Handel mit WLAN-Komponenten, als auch den Betrieb eines großen Backbones umfasst.
Dieser Artikel beschreibt das Upgrade einer bestehenden Funkverbindung, welche seit circa 2 Jahren mittels Powerbridge M5 (PBM5) realisiert wird. Durch neue Anforderungen an die Kapazität des Links ist es erforderlich geworden die Komponente gegen ein leistungsfähigeres Produkt zu tauschen.
Eckdaten zur bestehenden Konfiguration der Powerbridge M5:
- Komponenten: Ubiquiti PowerBridge M5 5GHz 25dBi MiMo, PBM5
- Punkt-zu-Punkt Distanz: 1.7 km
- Grundrauschen am Standort A: -91 dBm
- Kanalbandbreite: 40 Mhz
- Bevorzugte Freuquenzwahl (DFS): 5765 Mhz
- airMax: Aktiv
- Gemessene Übertragungsleistung (netto): ca. 80 Mbit/s
Bei dieser Konstellation werden im Praxisbetrieb Netto-Bandbreiten von bis zu circa 80 Mbit/s realisiert. Die nachfolgende Grafik schildert einen “normalen Arbeitstag” der eingesetzten Komponente hinsichtlich des vorhandenen Datenvolumens:
Auslastung der betroffenen Backbone-Verbindung im Tagesverlauf
Es ist erkennbar, dass die Obergrenze von ca. 80 Mbit/s zwar erreicht, jedoch nicht überschritten wird. Ein wichtiger limitierender Faktor bei der eingesetzten Produktreihe ist der 100-Mbit-LAN-Anschluss.
“Upgrade” der Punkt-zu-Punkt Verbindung mit Ubiquiti Airfiber
Airfiber24 noch gut verpackt
Die Erwartung an ein Upgrade des Links beinhaltet die erhebliche Steigerung der verfügbaren Bandbreite bei gleichbleibender Qualität. Insbesondere die bisherige Robustheit der Verbindung bezüglich Paket-Loss und DFS-Frequenzwechsel sollte – wie bisher – erhalten bleiben. Vor allem der Aspekt des Wechsels aus dem 5-Ghz-Frequenzbereich auf das 24-Ghz-Band ist eine interessante Neuerung.
Ubiquiti behauptet vollmundig, dass eine Brutto-Übertragungskapazität von 1.4+ Gb/s erreicht werden kann. Auch die angegebene maximale Reichweite von bis zu 14+ Kilometern erscheint unter realen Bedingungen als sehr “selbstbewusste” Äußerung des Herstellers aus Kalifornien.
Airfiber24-Anschlüsse
Hier ist gut zu erkennen, dass Ubiquiti der Airfiber gleich mehrere RJ-45 Ports spendiert. Der “Data-Port” ist mit Gbit-Funktionalität ausgestattet, so dass die bisherige Obergrenze von 100-Mbit auf den LAN-Ports (endlich) überschritten wird. Auch der Passiv-POE-Injektor, der bisherigen Ubiquiti-Komponenten recht ähnlich sieht, weist auf dem Etikett die Gigabit-Geschwindigkeit aus.
Durchführung der Installation und Performance-Tests
Die Airfiber unterscheidet sich auf den ersten Blick von den bisher durch Ubiquiti produzierten Geräten. Sie ist schwer, unhandlich und hinterlässt einen überaus robusten Eindruck. Im Gegensatz zu Nanostation und Co. hat man das Gefühl ein wirklich professionelles Richtfunk-Produkt in Händen zu halten.
Die Installation der Hardware am Mast ist dank der 2-teiligen Montagehilfe recht einfach. Zunächst wird ein rechteckiger Rahmen am Mast verschraubt. Danach kann die Airfiber in den Rahmen eingehängt werden. So hat man wieder beide Hände zur Verfügung, um alle Verschraubungen fest anziehen zu können.
Besonders interessant ist der geringe Öffnungswinkel der Antennen. In unserem Fall war vor der Installation der Airfiber eine Powerbridge M5 installiert, die sich mit geringem Aufwand montieren und ausrichten ließ. Bei der Airfiber ist dies nicht ganz so trivial. Unsere 1,7 km Punkt-zu-Punkt-Verbindung benötigte mehr als 2 Stunden feinster Ausrichtungs-Arbeit bis wir sie stabil in Betrieb nehmen konnten. Wenige Millimeter reichen bereits von einem akzeptablen Link zu totaler Funkstille. Insbesondere die Tatsache, dass dies auf beiden Seiten eine zusätzlich Erschwernis darstellt, sollte man bei geplanten Installation stets beide Standorte besetzen, um gegebenenfalls korrigieren zu können.
Hinsichtlich der Erst-Konfiguration hatten wir nur wenige Optionen geändert und auch die veraltete Firmware auf den Komponenten belassen. Lediglich “Secret”, Zugangsdaten und die Master/Slave-Einstellungen wurden individualisiert. Nach Inbetriebnahme erfolgte eine Aktualisierung der Firmware und eine Anpassung der Duplex-Einstellung. Um die volle Leistung der Airfiber auszuschöpfen, muss diese auf Full-Duplex geändert werden. Es ist zu beachten, dass im eingesetzten 24Ghz-Frequenzbereich lediglich 2 Frequenzen zur Verfügung stehen. Die müssen auf beiden Antennen der Airfiber “über Kreuz” vergeben werden.
Airfiber-Signalstärke
Nach den oben genannten Optimierungen begannen wir mit ersten Messungen. Das Frontend der Airfiber gibt bereits eine realistische Auskunft, was die mögliche Geschwindigkeit der Übertragung betrifft. Um möglichst praxisnah zu testen, haben wir Daten zwischen zwei dahinter befindlichen Storages hin- und herkopiert sowie blockorientierte Read-/Write-Operationen ausgeführt:
root@testserver:/home/test.user# dd if=/dev/zero of=/mnt/test/test.img bs=1M count=1000
1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 13.2669 s, 79.0 MB/s
Die erreichte Performance lag also bei rund 770 Mbit/s, was einen wirklich hervorragenden Eindruck hinterlässt. Das Fazit für uns ist, dass Ubiquiti mit der Airfiber ein wirklich großer Sprung in Sachen erschwinglicher und zugleich hochleistungsfähiger Punkt-zu-Punkt Hardware gelungen ist.
Eckdaten zur neu eingesetzten Airfiber 24 Ghz:
- Komponenten: Ubiquiti AirFiber 24 Ghz – 1.4Gbps+
- Punkt-zu-Punkt Distanz: 1.7 km
- Kanalbandbreite: 50 Mhz
- Freuquenzwahl: 24,1 – 24.2 Ghz
- Duplex-Modus: Full-Duplex
- Gemessene Übertragungsleistung (netto): ca. 770 Mbit/s
In wenigen Tagen ist mit der Lieferung der 5Ghz-Variante der Airfiber zu rechnen. Hauptaugenmerk für uns ist der Bau von Richfunkstrecken zur Überbrückung großer Distanzen von mehr als 20 Kilometern. Sobald auch hier Praxiserfahrungen vorliegen, werden wir an dieser Stelle berichten.
Update 28.08.2014:
Aufgrund einiger Nachfragen zur aktuellen Rechtslage weisen wir darauf hin, dass der Betrieb der Airfiber-24 in Deutschland nach derzeitigem Stand nicht zulässig ist. Grundsätzlich ist der Einsatz von 24-Ghz Komponenten bis zu einer maximalen Leistung von 100 Milliwatt möglich, jedoch eingeschränkt auf die Nutzung im NICHT-grundstücksübergreifenden Einsatz. Die Airfiber-24 ist jedoch nicht so konfigurierbar, dass eine Einhaltung des Grenzwertes möglich wäre.
Weitere Infos zur Nutzung von Funkkomponenten im weltweiten ISM-Band sind auf der Website der Bundesnetzagentur verfügbar.
Als Alternative für den Einsatz in Deutschland empfehlen wir für leistungsfähige Punkt-zu-Punkt Anwendungen die Ubiquiti Airfiber-5, die im Frequenzbereich von 5,180 Ghz bis 5,700 Ghz in der EU eingesetzt werden kann.