Mejor uso de frecuencias Wi-Fi en LaOtraRed LPEA

Problemática actual

Hasta el momento se ha estado manejando en LOR un uso de frecuencias estático para los enlaces principales (los de 5 GHz): Canal 153 (5755-5775), con 20MHz de ancho de canal.

Ventajas de ésta configuración actual:

  • Configuración unificada: es posible automatizar fácilmente la gen. de conf. sabiendo que es estable.
  • Roaming sencillo de nodos

Desventajas

  • Gran ineficiencia en el aprovechamiento del espectro:
  • No hay pos. de garantizar que un cierto canal de uso libre esté 100% libre de interferencia a lo largo de las dos ciudades
  • Desaprovechamiento de canales libres por zonas (geográficas o de cobertura)
  • La interferencia ocasiona alta latencia (afectando principalmente a VoIP y videollamadas) y provoca caídas del umbral máximo de caudal (velocidad) en el enlace.

Como ésta red debe soportar tráfico de clase troncal (al contrario que Meshnet - Mesh vía Internet), y debe poderse implementar masivamente (al contrario que los Enlaces Dedicados de un Supernodo), éste problema debe solucionarse.

Idea para mitigar el problema

Recomendaciones:

  • Poder revisar continuamente el espectro para decidir el canal más libre estadísticamente y “recomendarlo”. Quizás conectando a Meshnet la mayor cantidad de nodos posibles con antenas en 5 GHz (aunque no hayan enlaces activos) y haciendo scans de forma remota, se pueda lograr una buena aproximación.
  • Agregar el concepto de Enlaces Optimizados: enlaces entre 2+ puntos, similares a los enlaces comunes (Ad-Hoc, OpenWrt/LEDE, babeld) pero que puedan ajustar a conveniencia las configuraciones respecto al uso del radio Wi-Fi:
  • Canal: el más vacio y de uso legal que se pueda encontrar
  • Ancho de canal: 20MHz o 40MHz. No se aceptan valores no-estándar (para éso son los Enlaces Dedicados).
  • Tecnología: Por el momento, sólo 802.11n. Los enlaces 802.11ac pueden funcionar bajo el concepto de Enlaces Dedicados de un Supernodo.
  • Uso: Ideal donde se pueda pronosticar una baja densidad de nodos LOR. Si éste enlace, además, sirve cobertura en líneas de vista cortas y/o áreas pequeñas (máx 1 Km), se recomienda usar 40MHz y antenas con ancho de haz cerrado o pequeño.
  • Agregar requisito de soporte obligatorio de SQM para el firmware de puntos mesh de un Nodo Normal y de un Supernodo.
  • Agregar y normar algunas consideraciones de métrica en babeld para diferencias obvias entre enlaces (enlaces dedicados > enlaces optimizados > enlaces normales > enlaces simples en 2.4 (casos raros) > meshnet)

Consideraciones:

  • El SQM requiere configurarse manualmente para obtener un equilibrio entre velocidad y estabilidad de enlace (el valor de la velocidad depende de la calidad del enlace)
  • Para que un nuevo nodo se conecte a una red Ad-Hoc de enlaces optimizados, debe hacerse ajustes especiales a su configuración (que serán muy complicados de automatizar)
  • Si a un nuevo nodo llega señal de varios tipos de enlace y sólo hay una antena disponible, se debe elegir obligatoriamente una sola clase de enlace (pero, si hay más de una antena mesh, se puede conectarse a varias señales a la vez)
  • No habrá roaming automático entre enlaces normales y enlaces optimizados (aunque, como los puntos son fijos, ésto no importa mucho)

Sería genial que comenten al respecto y poder sugerir más ideas.


Doc. adicional: Lista y detalle de frecuencias Wi-Fi de uso libre en Bolivia.

Efectivamente son ciertas las observaciones que haces en especial sobre lo de la interferencia entre enlaces al usar un solo canal (el 153), que son respaldadas en cierta forma por este hilo en la lista de correos de babel donde se ve que la pérdida de paquetes es determinante en las rutas que escoge babel, la interferencia entre canales causa pérdida de paquetes.

Como propones sobre lo de enlaces optimizados, quizás deberíamos seguir el modelo como en el gráfico

(una imagen que obtuve hace tiempo de https://www.commotionwireless.net/ pero ya no la encontré)

Y en puntos donde haya demasiada saturación de un canal poner un enlace optimizado como puente entre canales para aprovechar canales más libres de acuerdo a la zona, digamos:

Supongo se pueden hacer unas configuraciones más o menos estandarizadas para enrutadores como los dos del medio, les podríamos llamar enlaces optimizados.

Sobre lo de SQM, no lo he visto y si tiene que ser manualmente, que sea sólo obligatorio en enlaces críticos.

Si, esa imagen de Commotion hace algo parecido, aunque ellos directamente cambian la frecuencia para todos los nodos en ciertas zonas grandes. Creo que es mejor, aunque va a ser aún más difícil de automatizar una configuración.

Lo de los puentes igual es genial, como el Wi-Fi es half-duplex tener más de 1 antena mejora la calidad de enlaces. Aquí en el nodo Sopocachi 1 las antenas están así y, como en éste nodo no hay mucha línea de vista, quizás convierta alguna de las antenas a un enlace PtP dedicado (al nodo Omar) para mejorar la calidad de enlace.
Claro, los nodos que tengan buena línea de vista y/o generen bastante tráfico tendrán que comprar más de una antena

Es buena idea convertir uno de tus routers en un PtP dedicado , imagino bastara hace un análisis de la frecuencia más libre de Wifi y conectar los routers mediante cable.

Si no entiendo mal, veo que quieres hacer un enlace PtP dedicado entre dos nodos que no anuncie rutas de la red distribuida, si va a ser así podrías incluso usar un password secreto entre tu y el nodo Omar para la conexión wifi, si haces alguna configuración especial sería bueno que compartas diagramas o las configuraciones en si por aquí :slightly_smiling_face:

En estos días trataré de hacer unos diagramas y configuraciones de enrutadores basados en openwrt para conseguir que dos enrutadores anuncien en un canal distinto y se conecten mediante cable el uno al otro pero en este caso trataré de hacer que ambos enrutadores anuncien sus rutas por ad-hoc con babel así permitiendo que otros se unan en canales WiFi menos congestionados.

La idea de los enlaces dedicados es sencilla, se asume que ya hay una red cableada con puro tráfico babeld (sea una red dedicada o una VLAN) donde las antenas normales mesh se conecten, y así éstas antenas puedan ya trabajar en distintas frecuencias.

El truco es en que un enlace dedicado debe poder llevar paquetes Ethernet intactos de MTU=1500 de un lado a otro, como requisito indispensable (eso se consigue con un enlace de datos de cualquier tipo, sea con enlaces wireless PtP o incluso circuitos ethernet o de fibra, si logramos en un futuro conseguir algunos). Así, los routers principales de ambos nodos pueden iniciar las sesiones babeld necesarias, unidas por (en este caso) routers PtP que actuarían como switches.

Viendo un poco sobre babel y enlaces cableados, existe una especificación llamada babel diversity routing como extensión para el protocolo babel.

https://www.irif.fr/~jch/software/babel/draft-chroboczek-babel-diversity-routing.html

La extensión es también llamada babel-z, que ya viene implementada en babeld por defecto, deberíamos revisar si podemos sacar provecho de eso.