Wi-Fi Coloca Windblown nas Ilhas da Califórnia na Web

Os Farallones se sentem a mais de 45 quilômetros da civilização, de acordo com Bradley. "Só o transporte e a logística de trabalhar e morar aqui é um grande desafio em si mesmo", disse ele.

Mas há cerca de um ano, os habitantes das duas pequenas casas restauradas de 1870 que compõem o ser humano Os assentamentos nas ilhas têm desfrutado de um acesso mais rápido à Internet do que muitos residentes de São Francisco altamente conectados, o que eles podem ver em um dia claro. Habitantes da ilha geralmente obtêm entre 6 Mbps (bits por segundo) e 12M bps, que está na extremidade alta para uma conexão típica de modem a cabo. Eles até têm fibra diretamente para suas casas, um luxo que muitos residentes dos EUA ainda estão esperando ansiosamente.

A diferença é que a fibra nos Farallones termina no topo da Colina do Farol - na verdade, um pico íngreme e rochoso quase 370 pés high - onde é conectado a uma rede Wi-Fi dedicada de ponto-a-ponto de 50 km.

Usando pontos de acesso prontos para uso, uma antena especial, modelagem de computador e algumas tentativas e erros, dois veteranos da Internet locais trouxeram a banda larga para um lugar onde as focas superam os seres humanos. Apropriadamente, eles fizeram isso principalmente para o bem dos selos, e para os outros mamíferos marinhos e aves que habitam os Farallones, uma reserva de vida selvagem fortemente protegida que abriga a maior colônia de aves marinhas na continental EU

A rede Farallones veio depois do Serviço de Vida Selvagem e Peixes dos Estados Unidos, da Academia de Ciências da Califórnia em São Francisco e do Observatório de Aves Point Reyes na vizinha Marin County, todos decidiram na mesma época que as ilhas precisavam de uma melhor linha de vida digital. Os pioneiros da Internet Tim Pozar e Matt Peterson se uniram para projetar e construir o sistema, que foi lançado em abril de 2009. Há pessoas nas ilhas durante o ano todo, mas nunca mais de oito por vez, entre biólogos e estagiários. Além de mantê-los em contato com o mundo durante períodos de seis semanas ou mais nas ilhas, a rede traz dados críticos sobre o estado da vida selvagem local e suporta uma webcam em tempo integral para pesquisa e educação do público.

Os métodos anteriores de comunicação sobre os Farallones não poderiam ter suportado tudo isso, pelo menos não de forma confiável, de acordo com Bradley, que trabalha em instalações desde 1998. Naquela época, a única linha de voz era um VHF de duas vias. rádio marinho. Pode chegar a telefones convencionais no continente, mas as conversas foram difíceis, disse ele.

"Você teve que apertar este botão enquanto estava falando, e depois soltá-lo e ter um atraso de dois segundos antes que a outra pessoa pudesse falar ", Disse Bradley. Isso geralmente exigia uma explicação apressada do sistema para a pessoa do outro lado da linha. Pior ainda, usar o rádio significava caminhar até o farol, onde foi montado com uma linha de visão direta para um corpo de bombeiros no continente.

Cerca de quatro anos atrás, sismólogos da UC Berkeley atualizaram o acesso à Internet dos Farallones. para que pudessem rastrear os movimentos da Falha de San Andreas comparando os dados do GPS (Global Positioning System). As ilhas ficam do lado oposto da falha de São Francisco.

Os sismólogos montaram roteadores Wi-Fi para consumidores no farol e em um prédio no lado marítimo de São Francisco. Esse sistema ainda está em vigor, mas nunca foi muito rápido ou confiável, de acordo com Bradley. Também tendia a falhar - literalmente - porque a montagem da antena não suportava o clima.

Pozar e Peterson abordaram o desafio metodicamente, mas até eles tiveram que trocar seu primeiro conjunto de rádios. O sistema atual, em uso desde novembro, é o melhor até agora, de acordo com Bradley.

O coração da rede é o longo link Wi-Fi entre a base do farol Farallones e uma torre em um dos pontos mais altos da São Francisco, em Twin Peaks. O link tem dois rádios IEEE 802.11n em cada extremidade, um dos quais funciona na faixa de freqüência de 5.8GHz e o outro na banda de 2.4GHz. Os rádios, da Ubiquiti, funcionam com Power over Ethernet e consomem 8 watts ou menos de eletricidade, abaixo dos pontos de acesso corporativos típicos. O rádio de 5.8GHz usa a tecnologia MIMO (multiple in, multiple out) de 2x2 para maior rendimento. O rádio de 2,4 GHz tem um único conector de antena.

Teoricamente, um rádio 802.11n com 2x2 MIMO pode fornecer uma taxa de transferência de mais de 300 Mbps. A fibra que passa pelo lado do Lighthouse Peak pode lidar facilmente com isso, embora usado com os rádios é limitado a 100 Mbps

No entanto, dois problemas impediram Pozar e Peterson de estabelecer uma conexão de banda larga que teria deixado os jogadores on-line no continente verdadeiramente ciumentos. Uma é a atenuação atmosférica, na qual um sinal viajando de terra para ilha pode ser distorcido por condições como chuva ou neblina. Mais de 50 km, essas condições podem enfraquecer um sinal, e o nevoeiro, em particular, é uma característica bem conhecida da costa de São Francisco.

Um problema relacionado, chamado refração, pode ocorrer mesmo sob as melhores condições. Quando está quente e ensolarado entre San Francisco e os Farallones, o ar aparentemente limpo pode ser preenchido com água oceânica evaporada que sobe a algumas centenas de metros, e então pára de repente. Quando o sinal sem fio atinge a linha entre o ar seco e úmido, a barreira pode agir como uma lente, dobrando o sinal fora do caminho pretendido e caindo na água.

Por causa da refração, os raros dias em que os Farallones podem ser visto do continente, muitas vezes são os piores para se comunicar com as ilhas. A rede saiu durante um bom tempo na semana passada, disse Pozar.

Tanto a atenuação atmosférica quanto a refração causam o desvanecimento dos sinais. Os engenheiros resolveram esses problemas com várias etapas, inclusive usando antenas poderosas e canais estreitos. Um rádio IEEE 802.11n pode usar canais de até 40Mhz, mas o Pozar limitou a largura do canal a 10MHz, criando um sinal mais focalizado. Esta velocidade sacrificada para a distância

"Porque estamos a percorrer mais de 50 quilómetros de água, estou a ser extremamente conservador. Por isso, de facto, voltei a apenas cerca de 12 megabits", disse Pozar. Os rádios são parafusados ​​à base do farol e conectados a um roteador que é construído em torno de uma placa principal de comunicações da Soekris Engineering e, por sua vez, a um switch Cisco Catalyst 2950 Ethernet. Pozar e Peterson poderiam ter criado outra rede Wi-Fi entre o farol e as casas dos biólogos, mas optaram pela fibra como uma solução mais rápida e confiável. Eles colocam a fibra monomodo ao longo da montanha ao lado de uma linha de energia.

O ponto de acesso Wi-Fi de 5,8 GHz é o link principal, o Wi-Fi de 2,4 GHz é o backup e o equipamento de LAN sem fio mais antigo dos sismólogos. o fallback para isso, Pozar disse. Essa configuração alimenta quase tudo o que acontece digitalmente nos Farallones, incluindo reportagens sobre a vida selvagem, blogs, navegação na Web e VoIP (Voice over Internet Protocol) no serviço VoicePulse. Pozar estima o tempo de atividade em mais de 98%.

"Nunca houve um dia em que a Internet estivesse totalmente esgotada", disse Bradley.

A Academia de Ciências também ficou feliz com o desempenho de sua webcam, que oferece 30 quadros por segundo de vídeo de alta definição usando 512 Kbps do link Wi-Fi. Pesquisadores da Academia, do Serviço de Pesca e Vida Selvagem e do observatório de aves movem e ampliam a câmera remotamente.

"As pessoas estão animadas para ter um vislumbre da ilha", disse Kathi Koontz, gerente de projetos da Academia. "Nenhum membro do público pode fisicamente colocar os pés na ilha, por isso está dando às pessoas uma visão única que elas não foram capazes de obter anteriormente." A Academia agora planeja atualizar a webcam para maior definição (consumindo 1 Mbps) e usá-la em uma exposição temporária sobre os Farallones em seu museu, disse Koontz.

Todo o projeto, financiado pela Academia de Ciências, custa menos que US $ 10.000, disse Pozar. A cidade de San Francisco doou o espaço da torre em Twin Peaks para as antenas do continente e o acesso à sua rede de fibra para backhaul a partir daí. O Internet Archive, em Berkeley, doa o tráfego da Internet para a rede

Apesar de todo o apoio moral e financeiro, a configuração e o trabalho na rede tem sido um projeto de TI especialmente desafiador, de acordo com Pozar. Durante a época de nidificação das aves, são necessários capacetes para proteção contra o bombardeio, e roupas de proteção são necessárias para evitar os excrementos das aves, disse ele.

O projeto também foi um exercício em preparação.

"I tipo de compará-lo com as missões lunares Apollo ", disse Pozar. "Você tem que ter tudo empacotado e levar tudo o que pode, e esperar todo tipo de contingência, porque não há Radio Shack na ilha."

Por causa da logística complexa de levar um passeio de barco até o ilhas e esperando pelo tempo certo, pode levar meses para voltar aos Farallones se algo der errado, disse Pozar. Como precaução, ele montou os rádios para as ilhas e os testou em uma colina em San Francisco antes de levá-los para a instalação.

Ainda assim, Pozar, que diz ter trabalhado como engenheiro de rádio no delta do norte da Califórnia., configurou o acesso à Internet em projetos habitacionais de baixa renda em São Francisco e iniciou o primeiro ISP da cidade, não se arrepende.

"O Farallones foi um hack tão legal", disse Pozar.