Ang Wi-Fi ay naglalagay ng Windblown California Islands sa Web

Ang matibay na pangkat ng mga biologist na nakatalaga sa Farallon Islands, isang minuskula na hanay ng mga paghuhukay sa Pasipiko sa kanluran ng San Francisco, ay naghihirap ng maraming abala.

Matapos ang lahat, nakatira sila sa mga pulo na binubuo karamihan sa mga bato, pag-inom ng na-filter na tubig-ulan at paggamit ng solar power na nababagabag sa mga maikling araw ng taglamig. Upang makalabas sa isla at likod, umasa sila sa isang banda ng mga pribadong bangka ng mga bangka na gustong maglayag sa 47-kilometro (28-milya) na kahabaan ng karagatan sa pagitan ng lungsod at ng mga isla at pagkatapos ay itataas ang kanilang mga bangka sa baybayin sa isang kreyn. Ang Farallones ay walang dock, sapagkat walang makaligtas sa hangin at magaspang na dagat, ayon kay Russ Bradley, na nagtatrabaho sa mga isla para sa mga 18 linggo ng taon bilang program manager ng Farallones para sa Point Reyes Bird Observatory.

Sa ilang mga paraan, ang Farallones ay nakadarama ng higit sa 28 milya ang layo mula sa sibilisasyon, ayon kay Bradley. "Ang transportasyon at ang logistik ng pagtatrabaho at pamumuhay dito ay isang buong hamon sa kanyang sarili," sabi niya.

Ngunit sa nakalipas na taon o higit pa, ang mga naninirahan sa dalawang maliliit, pinanumbalik ang 1870s na mga bahay na bumubuo sa tao Ang pag-areglo sa mga isla ay nagkakaroon ng mas mabilis na pag-access sa Internet kaysa sa maraming residente ng highly wired San Francisco, na makikita nila sa isang malinaw na araw. Ang mga denizen ng isla ay karaniwang nakakakuha sa pagitan ng 6M bps (bits kada segundo) at 12M bps, na nasa mataas na dulo para sa isang tipikal na cable modem connection. Ang mga ito ay kahit na may hibla tuwid sa kanilang mga tahanan, isang luxury maraming US residente ay pa rin balisa paghihintay.

Ang pagkakaiba ay na ang hibla sa Farallones nagtatapos sa tuktok ng Lighthouse Hill - talagang isang matarik, mabato tugatog halos 370 talampakan mataas na - kung saan ito ay plugged sa isang nakalaang, 50km point-to-point Wi-Fi network.

Paggamit off-the-istante access point, isang espesyal na antena, pagmomolde ng computer, at ilang mga pagsubok at error, ay nagdala ng broadband sa isang lugar kung saan ang mga seal ay higit sa mga tao. Sa angkop na paraan, ginawa nila ito para sa kapakanan ng mga seal, at para sa iba pang mga marine mammal at mga ibon na naninirahan sa Farallones, ang isang mahigpit na protektadong wildlife na pinapanatili na tahanan sa pinakamalaking kolonya ng seabird sa continental US

Ang Farallones network ay dumating tungkol sa pagkatapos ng US Fish and Wildlife Service, ang California Academy of Sciences sa San Francisco, at ang di-nagtutubong Point Reyes Bird Observatory sa kalapit na Marin County ay nagpasya sa parehong panahon na ang mga isla ay nangangailangan ng mas mahusay na digital lifeline. Ang mga pioneer sa Internet na sina Tim Pozar at Matt Peterson ay nagtaguyod ng disenyo at pagtatayo ng sistema, na naging live noong Abril 2009. May mga tao sa mga isla sa buong taon, ngunit hindi higit sa walong sa isang panahon, sa pagitan ng mga biologist at intern. Bilang karagdagan sa pagpapanatiling nakakaugnay sa mundo sa panahon ng anim na linggo o higit pa sa mga isla, ang network ay nagdadala ng mga kritikal na data tungkol sa katayuan ng mga lokal na hayop at sumusuporta sa isang full-time webcam para sa pananaliksik at pagtuturo sa publiko.

The ang mga nakaraang paraan ng komunikasyon sa Farallones ay hindi maaaring suportahan ang lahat na, hindi bababa sa hindi mapagkakatiwalaan, ayon kay Bradley, na nagtatrabaho ng mga stint sa mga isla mula noong 1998. Sa oras na iyon, ang tanging linya ng boses ay isang dalawang-daan na VHF marine radio. Maaari itong maabot ang mga konvensional na telepono sa mainland, ngunit ang mga pag-uusap ay nahihiya, sinabi niya.

"Kailangan mong pighatiin ang pindutan na ito habang nakikipag-usap ka, at pagkatapos ay palayain ito at magkaroon ng dalawang segundo na pagkaantala bago makapagsalita ang ibang tao, "Sabi ni Bradley. Ito ay karaniwang kinakailangan ng isang mabilis na paliwanag ng sistema sa tao sa kabilang dulo ng linya. Mas mas masahol pa, ang paggamit ng radyo ay nangangahulugang mag-hiking hanggang sa parola, kung saan ito ay itinatag sa isang direktang linya ng paningin sa isang istasyon ng bumbero sa mainland.

Mga apat na taon na ang nakararaan, pinalitan ng mga seismologist mula sa UC Berkeley ang access sa Internet ng Farallones upang masubaybayan nila ang mga paggalaw ng San Andreas Fault sa pamamagitan ng paghahambing ng data ng GPS (Global Positioning System). Ang mga pulo ay umupo sa kabaligtaran ng kasalanan mula sa San Francisco.

Itinayo ng mga seismologist ang mga router ng Wi-Fi ng consumer sa parola at sa isang gusali sa seaward side ng San Francisco. Ang sistema na iyon ay nasa lugar pa ngunit hindi kailanman napakabilis o maaasahan, ayon kay Bradley. Ito ay tended din crash - literal - dahil ang antena mounting ay hindi maaaring tumayo sa panahon.

Pozar at Peterson approached ang hamon methodically, ngunit kahit na sila ay upang palitan ang kanilang unang hanay ng mga radios. Ang kasalukuyang sistema, na ginagamit mula pa noong Nobyembre, ay ang pinakamabuti pa, ayon kay Bradley.

Ang puso ng network ay ang mahabang link na Wi-Fi sa pagitan ng base ng Farallones lighthouse at isang tower sa isa sa pinakamataas na puntos sa San Francisco, sa Twin Peaks. Ang link ay may dalawang IEEE 802.11n radios sa bawat dulo, ang isa ay gumagana sa 5.8GHz frequency range at ang isa sa 2.4GHz band. Ang mga radios, mula sa Ubiquiti, ang bawat isa ay tumatakbo sa Power over Ethernet at kumakain ng 8 watts o mas mababa sa kuryente, mas mababa kaysa sa tipikal na access point ng enterprise. Ang 5.8GHz radio ay gumagamit ng 2x2 MIMO (multiple in, multiple out) na teknolohiya para sa mas mataas na throughput. Ang 2.4GHz radio ay may isang solong antena connector.

Theoretically, ang isang 802.11n radio na may 2x2 MIMO ay maaaring maghatid ng throughput ng higit sa 300M bps. Ang hibla na tumatakbo pababa sa gilid ng Lighthouse Peak ay madaling hawakan iyon, kahit na ang Ethernet switch Ang paggamit ng radios ay limitado sa 100M bps. Gayunpaman, ang dalawang problema ay pumipigil kay Pozar at Peterson na mag-set up ng isang koneksyon sa broadband na gagawin ang tunay na paninibugho sa mga online na manlalaro sa mainland. Ang isa ay atmospheric attenuation, kung saan ang isang senyas na naglalakbay mula sa lupa patungo sa isla ay maaaring mapangwasak ng mga kondisyon tulad ng ulan o fog. Sa paglipas ng 50km, ang mga kundisyon na ito ay maaaring magpahina ng isang senyas, at ang fog sa partikular ay isang kilalang katangian ng baybayin sa San Francisco.

Ang isang kaugnay na problema, na tinatawag na repraktion, ay maaaring mangyari kahit sa ilalim ng pinakamahusay na mga kondisyon. Kapag mainit at maaraw sa pagitan ng San Francisco at Farallones, ang tila malinaw na hangin ay maaaring puno ng evaporating karagatan tubig na tumataas sa ilang daang mga paa, pagkatapos ay biglang huminto. Kapag ang signal ng wireless ay tumama sa linya sa pagitan ng mamasa-masa at tuyo na hangin, ang barrier ay maaaring kumilos tulad ng isang lente, baluktot ang signal mula sa nilalayong landas nito at pababa sa tubig.

Dahil sa repraksyon, ang mga bihirang araw kapag ang Farallones ay maaaring madalas na nakikita mula sa mainland ang pinakamasama para sa pakikipag-usap sa mga isla. Ang network ay lumabas sa panahon ng magandang panahon noong nakaraang linggo, sinabi ni Pozar.

Ang parehong atmospheric attenuation at repraksyon ay nagdudulot ng mga signal na lumabo. Sinusuri ng mga inhinyero ang mga problemang ito sa ilang hakbang, kabilang ang paggamit ng mga makapangyarihang antenna at makitid na mga channel. Ang isang IEEE 802.11n na radyo ay maaaring gumamit ng mga channel na malawak na bilang 40Mhz, ngunit limitado ang Pozar ang lapad ng channel sa 10MHz, na lumilikha ng mas nakatuon na signal. Ang bilis na ito ay isinakripisyo para sa distansya.

"Sapagkat kami ay umaabot ng higit sa 50 kilometro ng tubig, sobrang konserbatibo ko kaya napabagsak ko ito sa halos 12 megabits," sabi ni Pozar. Ang mga radios ay bolted sa base ng parola at nakakonekta sa isang router na itinayo sa paligid ng isang Mainboard komunikasyon ng Soekris Engineering, at sa turn sa isang Cisco Catalyst 2950 Ethernet switch. Maaaring maitayo ni Pozar at Peterson ang isa pang network ng Wi-Fi sa pagitan ng mga parola at mga bahay ng mga biologist, ngunit pinili nila ang hibla bilang mas mabilis, mas maaasahang solusyon.

Ang 5.8GHz Wi-Fi access point ay ang pangunahing link, ang 2.4GHz Wi-Fi ay ang backup, at ang mas lumang wireless lan gear ng seismologists ay ang fallback na iyon, sinabi ni Pozar. Ang pag-setup na ito ay nagbibigay-daan sa halos lahat ng digital na nangyayari sa Farallones, kabilang ang mga ulat ng wildlife, blogging, Web surfing at VOIP (voice over Internet Protocol) sa serbisyo ng VoicePulse. Ang Pozar ay tinatantya ang oras ng pagtaas ng higit sa 98 porsiyento.

"Hindi kailanman naging isang araw kung kailan ang Internet ay lubos na nahuhulog," sabi ni Bradley.

Ang Academy of Sciences ay masaya din sa pagganap ng webcam nito, na naghahatid ng 30 frames per second ng malapit-high-definition na video gamit ang 512K bps ng link sa Wi-Fi. Ang mga mananaliksik sa Academy, ang Fish at Wildlife Service at ang obserbatoryo ng paglipat ng ibon at mag-zoom sa camera nang malayuan.

"Ang mga tao ay nasasabik upang makakuha ng isang sulyap sa isla," sabi ni Kathi Koontz, isang proyekto manager sa Academy. "Walang miyembro ng publiko ang maaaring pisikal na magtatagpo sa isla, kaya binibigyan nito ang mga tao ng isang natatanging pagtingin na hindi pa nila nakuha dati." Ang Academy ngayon ay nagnanais na mag-upgrade ng webcam sa mas mataas na kahulugan (nakakain ng 1M bps) at gamitin ito sa pansamantalang eksibit tungkol sa Farallones sa museo nito, sinabi ni Koontz.

Ang buong proyekto, na pinondohan ng Academy of Sciences, ay mas mababa kaysa sa US $ 10,000, sinabi ni Pozar. Ang Lungsod ng San Francisco ay nag-donate ng tower space sa Twin Peaks para sa mainland antennas at access sa fiber network nito para sa backhaul mula roon. Ang Internet Archive, sa Berkeley, ay nagdudulot ng transit sa internet para sa network.

Sa kabila ng lahat ng suporta sa moral at pinansyal, ang pag-set up at pagtatrabaho sa network ay isang napakahirap na proyektong IT, ayon kay Pozar. Sa panahon ng nesting season ng mga ibon, kailangan ang mga mahihigpit na sumbrero para sa proteksyon laban sa divebombing, at ang proteksiyon na damit ay kinakailangan upang maiwasan ang mga malalang dumi ng mga ibon, sinabi niya.

"Ang proyekto ay isang ehersisyo sa paghahanda. uri ng liken ito sa mga misyon ng buwan ng Apollo, "sabi ni Pozar. "Kailangan mong magkaroon ng lahat ng bagay na naka-pack up at dalhin ang lahat ng bagay sa labas na maaari mong, at inaasahan ang bawat uri ng kawalang-tiyak ng anumang mangyayari, dahil walang Radio Shack sa isla."

Dahil sa kumplikadong Logistics ng pagkuha ng bangka biyahe sa mga isla at naghihintay ng tamang panahon, maaaring tumagal ng ilang buwan upang makabalik sa Farallones kung may naganap na mali, sinabi ni Pozar. Bilang isang pag-iingat, itinatag niya ang mga radios para sa mga isla at sinubukan ang mga ito sa isang burol sa San Francisco bago paalisin sila para sa pag-install. Still, Pozar, na nagsasabing siya ay nagtrabaho bilang isang radio broadcast engineer sa Northern California delta, nag-set up ng access sa Internet sa mga proyektong pabahay na mababa ang kita sa San Francisco at nagsimula ang unang ISP ng lungsod, ay walang mga pagsisisi.

"Ang Farallones ay tulad lamang ng sobrang cool na hack," sabi ni Pozar.