Backbone

Backbone

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Das Backbone soll das (funkbasierte) Rückgrat von Freifunk Greifswald bilden. Es verbindet einzelne Freifunk-Inseln zumeist über Linkstrecken im 5GHz Band. Das 5 GHz Band hat den Vorteil, dass es nicht so voll wie das 2.4 GHz Band ist und dass die Richtfunkantennen kleiner sind.

SSID und WPA

Damit sich niemand (aus Versehen) mit einem Device in eine Linkstrecke einbucht und so die Linkstrecke stören würde, werden folgende Maßnahmen vorgeschlagen:

Die SSID wird nach folgendem Schema aufgebaut:

bb.ffhgw.<Name_Master>.<Name_Client>

Die Strecke wird mit der Passphrase freifunk mit WPA2 verschlüsselt.

Hardware

Als Hardware eignet sich grundsätzlich jede 5GHz Hardware, an welche eine externe Antenne angeschlossen werden kann oder eine integrierte Richtantenne besitzt. Beispielhaft sind hier die NanoBeam M5 oder die LiteBeam M5 von Ubiquiti zu nennen. Ubiquiti-Geräte sind unter Freifunkern sehr populär, weil die speziell entwickelte Hard- und Firmware linuxbasiert ist und die Nutzung einer eigenen Firmware gestatten. Andere erwähnenswerte Firmen sind etwa MikroTik, Mimosa oder Deliberant.

Die Vorteile speziell entwickelter Hardware sind:

  • besser konzipierte Richtantenne, oft mit direktem Feed
  • Router wird über das Ethernetkabel mit Strom gespeist (Power over Ethernet), es ist nur ein Kabel nötig
  • oft MIMO auf zwei Polarisationen (x2 mehr Daten möglich)
  • oft speziell entwickelte Protokolle (z.B. TDMA Protokoll für Ubiquiti, meidet Kollisionen).

Bitte die rechtlichen Einschränkungen bei 5GHz beachten: Derzeit darf die Freifunkfirmware für 5 GHz im Außenbereich nichtverwendet werden.

Antennen

Richtantennen bündeln die Funkwellen. Wie stark die Bündelung ist, wird durch eine Zahl in dBi angegeben (das kleine „i“ am Ende ist wichtig). 3-6 dBi ist normal für einen Heimrouter (kaum Richtfunktion), 15-25 dBi sind normal für ein Backbone (starke Bündelung). Nachteil: je stärker die Bündelung, desto schwieriger wird es sein, die Gegenstation anzupeilen.

Es lohnt sich die Antennendiagramme anzuschauen und zu verstehen. Einige Antennen, oft mit Reflektor, (z. B. Ubiquiti NanoBeam) haben eine einfache, gebündelte Keule (sie „funken“ in nur eine Richtung, ähnlich wie eine Taschenlampe). Andere (z. B. Ubiquiti NanoStation, die größere, nicht die Loco) haben eine Keule die senkrecht flach ist aber links und rechts auch funkt (wie ein flach gehaltener Handfächer).

Theoretisch würde man mit einer Richtantenne stärker und weiter „funken“, ähnlich wie eine Taschenlampe mit Reflektor weiter leuchtet. Das Gesetz schreibt uns aber vor, dass wir mit Richtantennen das Signal reduzieren sollen: mit eine 16 dBi Antenne müssen wir das Signal um 16 dB reduzieren (dafür ist in die Firmware der meisten Geräte vorgesorgt, bitte Bedienungsanleitung lesen). Der Hauptvorteil einer Richtantenne ist deshalb nicht, dass man stärkere Signale sendet, sondern dass man weniger Interferenzen von Nachbarn hat (und auch die Nachbarn weniger stört). Trotzdem sind Links von 2-3 Km bei freier Strecke mit über 100 MBit/s möglich.

Kanäle

In Deutschland sind folgende Kanäle für die Outdoorbenutzung zugelassen:

Kanal Frequenz (MHz) Bemerkung
100 5500  
104 5520  
108 5540  
112 5560  
116 5580 Radar (Randbereich)
120 5600 Radar
124 5620 Radar
128 5640 Radar
132 5660 Radar (Randbereich)
136 5680  
140 5700  

Die Angaben stammen aus dem Rostocker OnI Wiki. Bemerkung: Kanal 128 wird oft vom stationären Wetterradar benutzt, bitte prüfen und ggf. meiden.

Wie kann ich einen Backbone Link aufbauen?

Grundsätzlich muss eine Sichtverbindung zwischen den beiden Endpunkten vorhanden sein. Sichtverbindung heißt nicht, dass man „da zwischen den Bäumen die Gegenstelle ahnen kann“, sondern wirklich „nur freie Luft“ (Fresnel-Zone), was oft das grösste Problem bei solchen Strecken ist. Entfernungen über 500m lassen sich oft nur zwischen hohen Gebäuden oder Masten und Türmen überbrücken. Sehr lange Linkstrecken, mit denen die Hersteller oft werben (50+ km), lassen sich eigentlich nur zwischen hohen Bergen aufbauen und unter Nichtbeachtung der maximal erlaubten Sendeleistung und mit reduzierten Datenraten realisieren.

Da die Konfiguration einer Linkstrecke nicht ganz so einfach ist, wie das Einrichten eines Nodes, komm am besten zu einem der monatlichen Treffen und spreche mit jemandem, der bereits eine Linkstrecke betreibt.

Linkstrecken

Für das Backbone im Greifswalder Freifunk-Netz steht der IP-Range 10.143.??.128 – 10.143.??.254 zur Verfügung

Nr. SSID Kanal Host Host-IP / Host MAC Client Client-IP / Client MAC Eigentümer Verantwortlicher
1 bb.ffhgw.tzv.rathaus 100 PowerBeam AC PBE-5AC-300 10.143.0.129 / 44:d9:e7:ca:00:ed PowerBeam AC PBE-5AC-300 10.143.0.130 / 44:d9:e7:ca:01:11 Stadt schlady
2 bb.ffhgw.rathaus.techrathaus 116 NanoBeam AC NBE-5AC-16 10.143.0.131 / 80:2A:A8:0E:E2:62 NanoBeam AC NBE-5AC-16 10.143.0.132 Stadt schlady
3 bb.ffhgw.fangenturm.rathaus auto NanoBeam NBE-5AC-19 10.143.0.150 NanoBeam NBE-5AC-19 10.143.0.151/ 80:2A:A8:64:7E:A8 FFHGW Bruno, schlady
4 bb.ffhgw.arndt31.rathaus 140 [5700/20 MHz] LiteBeam LBE-5AC-23 10.143.0.140 NanoBeam NBE-5AC-19 10.143.0.141 FFHGW Bruno, schlady
5 bb.ffhgw.fangenturm.pomeria auto NanoBeam NBE-5AC-16 10.143.0.152 NanoBeam NBE-5AC-16 10.143.0.153 FFHGW Bruno, schlady

Mögliche Standorte

Hier eine Sammlung hoher/hochgelegener Gebäude, die sich gut eignen würden, um große Linkstrecken zu ermöglichen.

  • Hochhäuser
  • Kirchen/Dom
  • Rathaus
  • Altes physikalisches Institut
  • Fangenturm
  • Alter Speicher
  • Funkmast Polizei

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