Синхронизация в Ubiquiti AirMax AC (airSync)

[xabarov 40]

Одним товарищем (не будем называть его имени) усиленно и бездоказательно распространяется информация о якобы неработающей синхронизации в устройствах Ubiquiti. Цель этой темы - разобраться, как на самом деле это работает в Airmax AC. Самый простой способ проверить - разместить два моста из одной точки в разные стороны на одной частоте. Причем так, чтобы дальние точки не видели в радиоэфире чужие АР (или видели с минимальным сигналом). Итак, приступим:

 

А - центральная точка, из которой "стреляют" два моста в разные стороны - 22 и 3 км

В - точка за длинным мостом 22 км

С - точка за коротким мостом 3 км

AB - длинный мост 22 км с устройствами Rocket 5AC PRISM Gen2 и антеннами RocketDish 5G-31 AC.

AC - короткий мост 3 км с устройствами Rocket 5AC PRISM Gen2 и антеннами airFiber 5G-30-S45.

 

На каждой точке стоят по одному Mikrotik RB4011iGS+RM для генерации трафика и измерения задержки. Сначала добиваемся устойчивой помехи друг от друга для тех рокетов, которые рядом в центральной точке А (они стоят на разных трубостойках в 2 метрах друг от друга, угол между направлениями - около 50-60 градусов).

 

АР с длинного линка видит соседнюю AP с сигналом -58:

 

АР с короткого линка видит соседнюю AP с сигналом -51:

 

Разница в 7 дБ обусловлена разной выходной мощностью, установленной на этих АР - для максимальных модуляций на длинном линке нужна максимальная мощность 28 дБм, а на коротком линке достаточно и 10 дБм, но я поставил 20 дБм, чтобы создать серьезную помеху во время тестов).

 

Запускаем Site Survey на дальних точках и смотрим, что они видят в эфире. Рокет за дальним линком видит только свою базу:

 

 

Рокет за коротким линком видит обе базы:

 

 

Проверяем работу без синхронизации (режим "flexible") с одновременным запуском тестового дуплексного трафика (с ограничением 30М в обе стороны):

 

 

 

Видно, что обеим AP достаточно плохо на одной частоте - RX модуляции свалились на 16QAM, входящие скорости сильно плавают, а средняя задержка в пределах 26-38 мс.

 

Теперь включаем синхронизацию (фиксированный кадр 5 мс и деление 50/50 на обеих АР):

 

 

 

 

Теперь модуляции держатся на 256QAM, тестовый трафик стал ровным, а задержка стабилизировалась на уровне 10-12 мс. 

 

Вывод: синхронизация в устройствах Ubiquiti Airmax AC работает.  

Изменено 2020-05-15 10:47:53 пользователем xabarov

[Alver 335]

Есть  замечания к тестам. Удаленный Рокет на коротком АС линке  не должен слышать второй Рокет в точке A линка  AB.

А он у вас его слышит c сигналом -69 dBm. Это называется secondary self-interference. Ее быть не должно, даже если синхронизация  работает.

При этом  линк  AC тем не менее работает 

1) потому что сигнал -38 dBm   с CINR -38+69=31 dBm, что для 256QAM 5/6 недостаточно, нужно > 36 dB. Поэтому есть потери пакетов, которые  в тесте не видны.

2) потери не видны, потому что линки тестятся 4-х ядерным RB4011. Почему, я уже обьяснял.

В целом тесты проведены почти правильно. Нужно уменьшить помеху c -69 дБм  до -90 дБм ( в случае Target  RSSI на Мастер -точка А  равной - 55Дбм)  Как это сделать? Уменьшить Тх Рокета А длинного линка на 20 дБ ? !!!.  Вряд ли тогда линк AB  будет работать.

3) Антенны Рокетов в точке А  работают в разных поляризациях. Одна антенна -это обычная H и V, вторая - dual slant +- 45 град. Это может давать развязку + 25 дб, что для сигнала -58дБм даст снижение помехи до -83 дБм и вполне может быть что на Flexible фрейме  эта помеха мешает, а на фиксированном - мешает не сильно и без работающей синхронизации.

В целом  методологически тесты сделаны правильно  и похоже синхронизация таки имеет эффект   на Рокетах с фиксированым фреймом.

Это значит, что синхроимпульсы  заставляют передатчики двух устройств передавать фрейм фиксированной длины с делением UL/DL 50/50 в одно и  то же время и не создавать помехи друг другу при передаче. Это   сделать в системе  с фиксированным фреймом несложно, это самое простое в синхронизации. 

Вопрос работающей синхронизации на самом деле стоит шире .  Как хорошо работает система в точка-точка и малтипойнт, падает ли и насколько скорость при полной нагрузке  при FR ?

Тесты следует немного доработать ( с учетом высказанных замечаний) и тогда можно будет делать выводы с тестами, на которых можно ссылаться  как доказательство работающей синхронизации у UBNT 5AC Airmax.

Однако главный вопрос заключается все же не в том ,  работает  ли синхронизация сама по себе , а насколько хорошо или хуже  система работает при использовании синхронизации. На него нужно дать ответ.

 

Изменено 2020-05-16 06:08:02 пользователем Alver

[xabarov 40]

В 15.05.2020 в 17:00, Alver сказал:

Есть  замечания к тестам. Удаленный Рокет на коротком АС линке  не должен слышать второй Рокет в точке A линка  AB.

А он у вас его слышит c сигналом -69 dBm. Это называется secondary self-interference. Ее быть не должно, даже если синхронизация  работает.

 

В конфигурации "линк 3 км + линк 22 км" это исправить невозможно. Необходимое понижение мощности на длинном линке приведет к существенному снижению энергетики и потере нормальной работы в принципе.

 

В 15.05.2020 в 17:00, Alver сказал:

1) потому что сигнал -38 dBm   с CINR -38+69=31 dBm, что для 256QAM 5/6 недостаточно, нужно > 36 dB. Поэтому есть потери пакетов, которые  в тесте не видны.

2) потери не видны, потому что линки тестятся 4-х ядерным RB4011. Почему, я уже обьяснял.

 

Может быть потерь не видно, потому что пакеты повторно отправляются?

 

В 15.05.2020 в 17:00, Alver сказал:

Тесты следует немного доработать ( с учетом высказанных замечаний) и тогда можно будет делать выводы с тестами, на которых можно ссылаться  как доказательство работающей синхронизации у UBNT 5AC Airmax.

 

Не понял, что нужно доработать кроме снижения мощности на длинном линке?

 

В 15.05.2020 в 17:00, Alver сказал:

Однако главный вопрос заключается все же не в том ,  работает  ли синхронизация сама по себе , а насколько хорошо или хуже  система работает при использовании синхронизации. На него нужно дать ответ.

 

О как заговорили  

[Alver 335]

1 час назад, xabarov сказал:

В конфигурации "линк 3 км + линк 22 км" это исправить невозможно. Необходимое понижение мощности на длинном линке приведет к существенному снижению энергетики и потере нормальной работы в принципе.

Можно поменять антенну  с большим side lobe suppresiion.

1 час назад, xabarov сказал:

Может быть потерь не видно, потому что пакеты повторно отправляются?

Конечно повторно отправлются. Но при этом должна падать скорость TCP. Этого не происходит, потому что такой стек  TCP у  BT RB4011.  В этом суть проблемы.

[Alver 335]

1 час назад, xabarov сказал:

 

Не понял, что нужно доработать кроме снижения мощности на длинном линке?

 

1) понизить насколько возможно мощность дальнего устройства.

2) отвернуть насколько возможно обе антенны друг от друга по азимуту,  чтобы снизить взаимное влияние линков

3) поменять одну из антенны в точке А на рупорную ( хорн) с большим  side lobe подавлением.

1 час назад, xabarov сказал:

 

О как заговорили  

В этом нет никакой проблемы. Запускайте трафик на линках  не 30М дуплекса, а по полной. То есть нужно посмотреть снижает ли фиксированный фрейм и синхронизация пропускную способность по крайней мере в точка-точка. В малтипойнт это конечно  сделать сложнее, но там уже можно разделить испытания синхронизации и работы сектора с синхронизацией.

Изменено 2020-05-17 08:10:27 пользователем Alver

[Turist 18]

Пытался я года 2 назад запустить синхронизацию на призм 2 ас, да ещё в мальтипоинт (самоубийство, да?). Не получилось. Не хватило терпения. Взял ещё пару лицензий и забыл о не схватки каналов. 

Но сейчас не откажусь от идеи. И в 2.4 и в 5 ггц. Проблема ещё и в том что базовые стоят на вышке, разнести сектора можно на 2-3 м и всё. 

П.с  Но вы уже заслуживаете медальку за результат.)

[xabarov 40]

11 часов назад, Alver сказал:

Можно поменять антенну  с большим side lobe suppresiion.

 

Например?

 

11 часов назад, Alver сказал:

Конечно повторно отправлются. Но при этом должна падать скорость TCP. Этого не происходит, потому что такой стек  TCP у  BT RB4011.  В этом суть проблемы.

 

Скорость не падает, поскольку сделано ограничение в 30М и вся емкость не выбрана.

 

11 часов назад, Alver сказал:

1) понизить насколько возможно мощность дальнего устройства.

 

 

Вы имеете ввиду рокет в точке А на длинном линке? Пробовал, это приводит к снижению модуляции до 16-64QAM.

 

11 часов назад, Alver сказал:

 2) отвернуть насколько возможно обе антенны друг от друга по азимуту,  чтобы снизить взаимное влияние линков

 

 

Странный совет  у антенн основной лепесток около 5 градусов и даже небольшое отворачивание антенн приведет к серьезной потере энергетики линков.

 

11 часов назад, Alver сказал:

3) поменять одну из антенны в точке А на рупорную ( хорн) с большим  side lobe подавлением.

 

У меня есть только хорны с усилением 18 дБ (30 градусов) - это потеря 13 дБ в энергетике длинного линка, что весьма существенно. В природе существует с максимальным усилением 24 дБ, но не уверен, что эксперимент стоит таких расходов (порядка $500).

 

11 часов назад, Alver сказал:

В этом нет никакой проблемы. Запускайте трафик на линках  не 30М дуплекса, а по полной. То есть нужно посмотреть снижает ли фиксированный фрейм и синхронизация пропускную способность по крайней мере в точка-точка.

 

Повторю в ближайшие дни без ограничений.

 

38 минут назад, Turist сказал:

Пытался я года 2 назад запустить синхронизацию на призм 2 ас, да ещё в мальтипоинт (самоубийство, да?). Не получилось.

 

Как были размещены антенны относительно друг друга? Могли ли видеть СРЕ соседние сектора? Что за антенны использовались?

 

Долго искал примеры работы синхронизации и обратил внимание, что в большинстве случаев люди не понимают, как она работает и какие условия должны быть соблюдены. В основном все думают, что достаточно включить некую галочку и все сразу должно заработать и решить все проблемы. Но это так не работает и из-за этого весь негатив. Есть несколько очень важных взаимосвязанных условий:

 

1) Антенны на базе должны быть качественные (с хорошим соотношением F/B и минимумом боковых и задних лепестков ДН), чтобы "чужие" СРЕ не видели их сзади. Обычные старые сектора AirMax Sector, которые выпускаются около 10 лет, для этого не подойдут.

2) На одной частоте могут быть синхронизированы только те сектора, которые расположены друг к другу "спина к спине". Теоретически можно попробовать синхронизировать узкоугольные рупоры "через один" - они идеальны для работы с синхронизацией. Постараюсь проверить до конца лета в одном месте.

3) База не должна видеть СРЕ с чужих секторов - для этого включается автоматическая регулировка мощности на СРЕ. Если база будет видеть чужие СРЕ, то для нее они будут помехой со всеми вытекающими последствиями.

4) СРЕ не должны видеть чужую базу на той же частоте, поскольку она для них будет помехой. Если видят, то скорее всего используется секторная антенна с плохим соотношением F/B, СРЕ подключена не к тому сектору или сектора неправильно расположены на базе. СРЕ с разных баз могут видеть друг друга - тут проблем нет, т.к. они принимают и передают в одно время, поэтому не мешают друг другу.

 

38 минут назад, Turist сказал:

Проблема ещё и в том что базовые стоят на вышке, разнести сектора можно на 2-3 м и всё.

 

Разносить сектора не нужно - они могут хоть вплотную к друг к другу стоять в случае использования синхронизации, т.к. принимать и передавать будут в одно и то же время. Важно, чтобы СРЕ не видели чужие АР на той же частоте. Проверьте, соблюдается это условие?

[Alver 335]

7 часов назад, xabarov сказал:

Вы имеете ввиду рокет в точке А на длинном линке? Пробовал, это приводит к снижению модуляции до 16-64QAM.

 Это Secondary self Interference в Downlink. См ниже обьяснение.

7 часов назад, xabarov сказал:

Странный совет  у антенн основной лепесток около 5 градусов и даже небольшое отворачивание антенн приведет к серьезной потере энергетики линков.

Попробуйте разнести антенны по вертикали

Изменено 2020-05-18 03:45:42 пользователем Alver

[Alver 335]

6 часов назад, xabarov сказал:

чтобы "чужие" СРЕ не видели их сзади.

Это и есть требование  по secondary self-interference в Downlink

 

 

Изменено 2020-05-18 03:41:41 пользователем Alver

[Alver 335]

7 часов назад, xabarov сказал:

СРЕ не должны видеть чужую базу на той же частоте, поскольку она для них будет помехой. Если видят, то скорее всего используется секторная антенна с плохим соотношением F/B, СРЕ подключена не к тому сектору или сектора неправильно расположены на базе.

Немного не так. База не должна слышать чужой CPE. Это требование secondary self-interference  Uplink

 

Изменено 2020-05-18 03:43:34 пользователем Alver

[Turist 18]

8 часов назад, xabarov сказал:

В основном все думают, что достаточно включить некую галочку и все сразу должно заработать и решить все проблемы. Но это так не работает и из-за этого весь негатив.

Именно так я и сделал.)

Сектора убнт 2дж 120 или 2дж 90. Абоны с второго сектора видели первый.

Подожду ваших результатов. Менять сектора буду если эта схема будет рабочая.

[xabarov 40]

9 часов назад, Alver сказал:

Попробуйте разнести антенны по вертикали

 

Это достаточно сложно в моих условиях . Есть один вариант разноса, но тогда рокеты в точке А друг друга не будут видеть и тогда я получу просто два изолированных моста на одной частоте, которые и без синхронизации смогут работать. Как ни крути, а в этой инсталляции особо ничего уже не сделаешь. Следующие опыты скорее всего будут с рупорами в многоточке.

 

9 часов назад, Alver сказал:

Немного не так. База не должна слышать чужой CPE. Это требование secondary self-interference  Uplink

 

 

Я именно так и написал:

 

15 часов назад, xabarov сказал:

3) База не должна видеть СРЕ с чужих секторов

 

[Alver 335]

17 часов назад, xabarov сказал:

Это достаточно сложно в моих условиях . Есть один вариант разноса, но тогда рокеты в точке А друг друга не будут видеть и тогда я получу просто два изолированных моста на одной частоте, которые и без синхронизации смогут работать. Как ни крути, а в этой инсталляции особо ничего уже не сделаешь. Следующие опыты скорее всего будут с рупорами в многоточке.

Не, я тут подумал ( еще раз  ) разнесение по вертикали в случае синхронизации не нужно.

17 часов назад, xabarov сказал:

 

Это достаточно сложно в моих условиях . Есть один вариант разноса, но тогда рокеты в точке А друг друга не будут видеть и тогда я получу просто два изолированных моста на одной частоте, которые и без синхронизации смогут работать. Как ни крути, а в этой инсталляции особо ничего уже не сделаешь. Следующие опыты скорее всего будут с рупорами в многоточке.

 

 

Я именно так и написал:

 

 

Сорри  не туда посмотрел