Wi-Fi pone Windblown California Islands en la Web

El robusto equipo de biólogos estacionado en las Islas Farallon, un minúsculo conjunto de afloramientos en el Pacífico al oeste de San Francisco, sufre muchos inconvenientes.

Después de todo, viven en islas inventadas principalmente de rocas, bebiendo agua de lluvia filtrada y usando energía solar que disminuye durante los días cortos de invierno. Solo para salir y regresar a la isla, confían en una banda de capitanes de embarcaciones privadas que están dispuestos a navegar el tramo de 47 kilómetros (28 millas) de océano entre la ciudad y las islas y luego hacen que sus barcos se eleven hasta la orilla. en una grúa Los Farallones no tienen muelle, porque ninguno sobreviviría al viento y los mares agitados, según Russ Bradley, que trabaja en las islas durante aproximadamente 18 semanas del año como gerente del programa Farallones para el Observatorio de Aves Point Reyes. De alguna manera, los Farallones se sienten a más de 28 millas de la civilización, según Bradley. "Solo el transporte y la logística de trabajar y vivir aquí es todo un desafío en sí mismo", dijo.

Pero durante el último año más o menos, los habitantes de las dos pequeñas casas restauradas de 1870 que componen el ser humano Los asentamientos en las islas han disfrutado de un acceso a Internet más rápido que muchos residentes de San Francisco altamente cableado, que pueden ver en un día despejado. Los habitantes de la isla suelen obtener entre 6M bps (bits por segundo) y 12M bps, que está en el extremo superior para una conexión típica de cablemódem. Incluso tienen fibra directamente en sus casas, un lujo que muchos residentes de los EE. UU. Aún esperan ansiosamente.

La diferencia es que la fibra en los Farallones termina en la cima de Lighthouse Hill, en realidad un pico empinado y rocoso de casi 370 pies de alto, donde está conectado a una red Wi-Fi dedicada, de 50km punto a punto.

Usando puntos de acceso estándar, una antena especial, modelado de computadora y algo de prueba y error, dos veteranos locales de Internet han llevado la banda ancha a un lugar donde las focas superan en número a los humanos. Oportunamente, lo hicieron principalmente por el bien de las focas, y por los otros mamíferos marinos y aves que habitan los Farallones, una reserva de vida silvestre fuertemente protegida que alberga la colonia de aves marinas más grande de los EE. UU.

La red Farallones llegó Después del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los EE. UU., la Academia de Ciencias de California en San Francisco y el Observatorio de Aves Point Reyes sin fines de lucro en el cercano Condado de Marin, todos decidieron al mismo tiempo que las islas necesitaban una mejor línea de vida digital. Los pioneros de Internet Tim Pozar y Matt Peterson se unieron para diseñar y construir el sistema, que entró en funcionamiento en abril de 2009. Hay personas en las islas durante todo el año, pero nunca más de ocho a la vez, entre biólogos del personal y pasantes. Además de mantenerlos en contacto con el mundo durante periodos de seis semanas o más en las islas, la red contiene datos críticos sobre el estado de la vida silvestre local y es compatible con una cámara web de tiempo completo para investigar y educar al público.

los métodos previos de comunicación en los Farallones no podrían haber respaldado todo eso, al menos no de manera confiable, según Bradley, quien ha estado trabajando en las islas desde 1998. En ese momento, la única línea de voz era un VHF bidireccional radio marina. Podría llegar a los teléfonos convencionales en el continente, pero las conversaciones fueron incómodas, dijo.

"Tuviste que presionar este botón mientras hablabas, y luego lo sueltas y tienes un retraso de dos segundos antes de que la otra persona pueda hablar ", Dijo Bradley. Esto usualmente requería una explicación apresurada del sistema a la persona del otro lado de la línea. Peor aún, usar la radio significaba caminar hasta el faro, donde se estableció con una línea de visión directa a una estación de bomberos en el continente.

Hace unos cuatro años, los sismólogos de la Universidad de Berkeley mejoraron el acceso a Internet de los Farallones. para que pudieran rastrear los movimientos de la Falla de San Andrés al comparar los datos del GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Las islas se encuentran en el lado opuesto de la falla desde San Francisco.

Los sismólogos instalan enrutadores Wi-Fi para el consumidor en el faro y en un edificio en el lado mar adentro de San Francisco. Ese sistema todavía está en su lugar, pero nunca ha sido muy rápido o confiable, según Bradley. También tendía a chocar, literalmente, porque el montaje de la antena no podía soportar el clima.

Pozar y Peterson abordaron el desafío metódicamente, pero incluso tuvieron que cambiar su primer conjunto de radios. El sistema actual, en uso desde noviembre, es el mejor hasta ahora, según Bradley.

El corazón de la red es el largo enlace Wi-Fi entre la base del faro Farallones y una torre en uno de los puntos más altos en San Francisco, en Twin Peaks. El enlace tiene dos radios IEEE 802.11n en cada extremo, uno de los cuales funciona en el rango de frecuencias de 5.8GHz y el otro en la banda de 2.4GHz. Las radios, desde Ubiquiti, funcionan con Power over Ethernet y consumen 8 vatios o menos de electricidad, menos que los puntos de acceso empresariales típicos. La radio de 5.8GHz usa tecnología 2x2 MIMO (entrada múltiple, salida múltiple) para un mayor rendimiento. La radio de 2.4GHz tiene un solo conector de antena.

Teóricamente, una radio 802.11n con MIMO 2x2 puede entregar un rendimiento de más de 300M bps. La fibra que corre por el costado de Lighthouse Peak podría manejar eso fácilmente, aunque el interruptor Ethernet es usado con las radios está limitado a 100M bps.

Sin embargo, dos problemas impidieron que Pozar y Peterson establecieran una conexión de banda ancha que hubiera hecho que los jugadores en línea en el continente estuvieran realmente celosos. Una es la atenuación atmosférica, en la que una señal que viaja de una isla a otra puede verse distorsionada por condiciones tales como la lluvia o la niebla. Más de 50 km, esas condiciones pueden debilitar una señal, y la niebla en particular es una característica muy conocida de la costa de San Francisco.

Un problema relacionado, llamado refracción, puede ocurrir incluso bajo las mejores condiciones. Cuando hace calor y está soleado entre San Francisco y los Farallones, el aire aparentemente transparente puede llenarse con agua del océano que se evapora, que se eleva a unos cientos de pies y luego se detiene de repente. Cuando la señal inalámbrica llega a la línea entre el aire húmedo y el seco, la barrera puede actuar como una lente, doblando la señal fuera de su camino previsto y bajando al agua.

Debido a la refracción, los raros días en que los Farallones pueden ser visto desde el continente a menudo son los peores para comunicarse con las islas. La red se apagó durante un período de buen tiempo la semana pasada, dijo Pozar.

Tanto la atenuación atmosférica como la refracción hacen que las señales se desvanezcan. Los ingenieros abordaron estos problemas con varios pasos, incluido el uso de poderosas antenas y canales estrechos. Una radio IEEE 802.11n puede usar canales de hasta 40Mhz, pero Pozar limita el ancho del canal a 10MHz, creando una señal más enfocada. Esta velocidad sacrificada por la distancia.

"Debido a que estamos superando los 50 kilómetros de agua, soy extremadamente conservador. Así que en realidad lo reduje a unos 12 megabits", dijo Pozar.

las radios están atornilladas a la base del faro y conectadas a un enrutador construido alrededor de una placa madre de comunicaciones de Soekris Engineering, y a su vez a un conmutador Cisco Catalyst 2950 Ethernet. Pozar y Peterson podrían haber instalado otra red Wi-Fi entre el faro y las casas de los biólogos, pero optaron por la fibra como una solución más rápida y confiable. Ponen la fibra monomodo justo en la montaña junto a una línea eléctrica.

El punto de acceso Wi-Fi de 5.8GHz es el principal, el Wi-Fi de 2.4GHz es la copia de seguridad, y el antiguo equipo LAN inalámbrico de los sismólogos es la alternativa a eso, dijo Pozar. Esta configuración alimenta casi todo lo digital que ocurre en los Farallones, incluidos informes de vida silvestre, blogs, navegación web y VoIP (voz sobre Protocolo de Internet) en el servicio VoicePulse. Pozar estima el tiempo de actividad en más del 98 por ciento.

"Nunca ha habido un día en que Internet haya bajado por completo", dijo Bradley.

La Academia de Ciencias también se mostró feliz con el rendimiento de su cámara web, que ofrece 30 fotogramas por segundo de video de alta definición usando 512 Kbps del enlace Wi-Fi. Los investigadores de la Academia, el Servicio de Pesca y Vida Silvestre y el observatorio de aves mueven y acercan la cámara de forma remota.

"La gente ha estado emocionada por echar un vistazo a la isla", dijo Kathi Koontz, directora de proyectos de la Academia. "Ningún miembro del público puede poner un pie en la isla físicamente, por lo que le está dando a la gente una vista única que no han podido obtener previamente". La Academia ahora planea actualizar la cámara web a una definición más alta (consume 1M bps) y usarla en una exposición temporal sobre los Farallones en su museo, dijo Koontz.

Todo el proyecto, financiado por la Academia de Ciencias, cuesta menos que US $ 10.000, dijo Pozar. La Ciudad de San Francisco donó espacio en la torre de Twin Peaks para las antenas del continente y el acceso a su red de fibra para la red de retorno desde allí. Internet Archive, en Berkeley, dona tránsito de Internet para la red.

A pesar de todo el apoyo moral y financiero, establecer y trabajar en la red ha sido un proyecto de TI especialmente desafiante, según Pozar. Durante la temporada de anidación de las aves, se requieren cascos para protegerse contra el buceo con proyectiles, y se necesita ropa protectora para evitar los excrementos picantes de las aves, dijo.

El proyecto también fue un ejercicio en preparación.

"I tipo de compararlo con las misiones de la luna Apolo ", dijo Pozar. "Tienes que tener todo empacado y sacar todo lo que puedas, y esperar todo tipo de contingencia, porque no hay Radio Shack en la isla".

Debido a la compleja logística de llevar un bote a la En las islas y esperando el clima adecuado, podría llevar meses regresar a los Farallones si algo salía mal, dijo Pozar. Como medida de precaución, instaló las radios para las islas y las probó en una colina en San Francisco antes de transportarlas para su instalación.

Aún así, Pozar, quien dice que trabajó como ingeniero de radiodifusión en el delta del norte de California, configuró el acceso a Internet en proyectos de viviendas para personas de bajos ingresos en San Francisco e inició el primer proveedor de servicios de Internet de la ciudad, no se arrepiente.

"Los Farallones eran un truco tan genial", dijo Pozar.