Mesh-радиомодемы: топология, дальность и задержка

Чем mesh отличается от линии «точка — точка»

Линия «точка — точка» связывает два узла напрямую: максимальная дальность, минимальная задержка, но при потере прямой видимости связь пропадает.

Ячеистая сеть строит маршрут через соседние узлы. Аппарат за холмом связывается через другой аппарат или через ретранслятор на возвышенности, и покрытие определяется не одним плечом, а всей сетью.

Маршрут пересчитывается автоматически при появлении и исчезновении узлов — в этом главная ценность для групповых полётов и для работы в застройке.

Задержка растёт с числом переходов

Каждый ретранслятор принимает пакет целиком, прежде чем передать его дальше. Задержка складывается из времени передачи и времени обработки на каждом узле.

Для телеметрии и команд лишние десятки миллисекунд незаметны. Для видео — заметны, а для управления по видео в реальном времени критичны.

Практическое правило: маршрут в два-три перехода приемлем, дальше сеть годится для данных, но не для управления.

Полоса и дальность — размен

Чем ниже частота, тем лучше сигнал огибает препятствия и тем дальше берёт при той же мощности. Но полоса на низких частотах уже, и видео в неё не помещается.

Диапазон 800–900 МГц хорош для телеметрии и команд на десятки километров. 2,4 и 5 ГГц дают полосу под видео, но требуют прямой видимости или плотной сети ретрансляторов.

Модемы с адаптивной модуляцией меняют скорость по обстановке: при ухудшении канала они снижают битрейт и сохраняют связь вместо того, чтобы её потерять.

Что уточнять до закупки

Диапазон и допустимую мощность для региона, где будет работать техника. Модем, настроенный на чужой диапазон, работает, но законным не становится.

Шифрование канала и способ управления ключами. Сеть без шифрования прослушивается и подменяется, а смена ключа на десятке узлов должна быть выполнимой процедурой.

Совместимость по протоколу. Модемы разных производителей в одну сеть не объединяются, даже работая на одной частоте, — сеть придётся строить целиком на одном семействе.

В каталоге mesh-модемы Doodle Labs Mesh Rider — от бортового Mini на 34 г до носимого исполнения со своей батареей — и модемы WDS в бортовом, носимом и модульном исполнении. Для телеметрии без видео хватает простого радиомодема на UART вроде SIYI Datalink.