Правила FCC на ISM-диапазон могут расколоть сообщества LoRa-сетей

Перевод статьи FCC ISM Rules May Shatter Lora Mesh Communities — Hackaday. Фото на обложке: «Meshtastic T-Beam» by Chiffre01.

У каждого свои причины залезть в новое хобби, но одним из главных двигателей популярности Meshtastic и MeshCore была невероятная доступность автономных LoRa-меш-сетей. Не нужно ни дорогого железа, ни лицензии: отладочная плата за $20 плюс открытый софт — и через несколько минут вы в эфире.

А дальше начиналось самое интересное: посмотреть, кто ещё есть рядом. Низкий порог входа и самоорганизующаяся природа этих проектов означали хороший шанс довольно скоро начать переписываться с такими же увлечёнными людьми по соседству.

По крайней мере, так было раньше. После того как выяснилось, что конфигурации радио по умолчанию, возможно, нарушают правила Федеральной комиссии по связи США (FCC), регулирующие любительское использование ISM-диапазона 900 МГц, пользователи и разработчики обоих проектов забегали. Технически привести всё в соответствие несложно: Meshtastic уже внёс изменения, и любой, кто запускает свежий альфа-релиз, может быть уверен, что начальная конфигурация радио соответствует требованиям FCC.

Но тут возникает новая проблема. Перевести новые установки Meshtastic и MeshCore в режим, устраивающий FCC, легко — вот только это ломает совместимость со всем, что уже развёрнуто. Сообщество расслаивается в зависимости от того, когда кто настраивал своё железо, с дополнительной порцией путаницы от самых упрямых пользователей, которые наверняка откажутся переходить на новые настройки.

То, что было простым и доступным, только что стало заметно сложнее.

Погодите, это они про нас?#

Как оба проекта умудрились зайти так далеко, не заметив, что, возможно, нарушают правила, действующие с 1980-х? Восстановить хронологию непросто. В самих правилах в последнее время ничего не менялось, и хотя закулисные обсуждения не исключены, публично FCC ни Meshtastic, ни MeshCore, ни вообще LoRa-меш-сети не упоминала.

Но если вернуться в октябрь прошлого года, видны первые тревожные признаки. Ишью #945 в репозитории MeshCore на GitHub указывает, что настройки радио по умолчанию для США и у него, и у Meshtastic выглядят нарушением правила FCC 15.247 — а именно второго абзаца подпункта (a), который задаёт минимальную допустимую полосу. «Из коробки» MeshCore работает на 62,5 кГц, а Meshtastic — на 250 кГц, тогда как FCC требует 500 кГц или больше.

Последовавшее обсуждение растянулось на несколько сотен сообщений и не утихло до сих пор. Оно хорошо объясняет, почему вопрос так долго не набирал вес: текст 15.247 на первый взгляд кажется однозначным, но в документах такого рода всегда остаётся место для трактовок.

Одни указывали, что подпункт (a) «ограничен передатчиками с частотным скачкообразным перестроением и цифровой модуляцией», и делали вывод, что к проектам он неприменим, поскольку ни один из них не использует частотные скачки. Другие считали, что правила задумывались для устройств с большей выходной мощностью. Третьи просто не верили, что производители вообще позволили бы модулям работать в несоответствующем режиме.

Проще говоря, люди не могли решить, стоит ли вообще беспокоиться о 15.247, и без официального слова от FCC не хотели ввергать сообщество в хаос.

Филадельфия сделала домашнюю работу#

Пока пользователи MeshCore спорили, переходить ли на 500 кГц, многие пользователи Meshtastic начали изучать альтернативные конфигурации радио — но совсем по другой причине. Режим по умолчанию на 250 кГц, известный как Long Fast, никогда не проектировался под сети из сотен узлов в городской среде. Следуя советам самих разработчиков, операторы крупных сетей — например, филадельфийской — принялись тестировать другие режимы.

Так вышло, что одним из проверенных этим летом операторами Philly Mesh режимов оказался Long Turbo — один из двух режимов с полосой 500 кГц. Их результаты, на которые с тех пор ссылаются повсюду, оказались, мягко говоря, разочаровывающими. Отчасти дело было в ошибках, которые до тех пор не всплывали из-за слабого тестирования Long Turbo. Но и после исправлений в апстриме часть железа, по их наблюдениям, просто не могла нормально работать на 500 кГц.

Самой большой бедой оказались помехи от других устройств в ISM-диапазоне. В плотной городской застройке этого не избежать в принципе, но Meshtastic на 500 кГц оказался особенно уязвим к электромагнитному гулу города. По их предположению, более узкая полоса режима по умолчанию лучше «просачивалась» между помехами, а широкие 500 кГц чаще сталкивались с чужими передачами.

Добро пожаловать на дикий-дикий меш#

Учитывая слабую работу на 250 кГц в городе и растущее опасение, что всё, что уже 500 кГц, может навлечь гнев FCC, Philly Mesh в начале этого месяца произвела в сообществе изрядный шум, объявив о переходе на MeshCore.

MeshCore на соответствующих требованиям FCC 500 кГц тоже страдал от помех, но, по результатам тестов Philly Mesh, его протокол справлялся с ситуацией изящнее. В объявлении отдельно оговорено, что от Meshtastic не отказываются совсем и будущие установки, возможно, будут работать с обоими протоколами. Но на данный момент MeshCore сочли лучшим шансом построить надёжную сеть в Филадельфии — и эта цель перевесила любую лояльность конкретному проекту.

Решение полностью меняет расклад в городе и окрестностях. Пользователи старых узлов Meshtastic на 250 кГц не смогут связаться с новыми на 500 кГц, а обе группы окажутся отрезаны от узлов, переведённых на MeshCore, — которые, в свою очередь, тоже могут работать с разной полосой в зависимости от настроек.

Одна большая сеть, доступная любому с конфигурацией Meshtastic по умолчанию, распалась на несколько фракций. Теоретически все могли бы просто начать с нуля и перейти на одинаковые настройки, но убойное сочетание трайбализма и апатии почти гарантированно оставит многих в своих нишах, запустив, по сути, войну за территорию в эфире.

Чем закончатся меш-амбиции Филадельфии, пока говорить рано. Оснований сомневаться в их анализе ситуации на местности немного, и вполне может оказаться, что своя конфигурация MeshCore — действительно лучший способ добиться заявленных целей. Но переход всё равно болезненный, и другие крупные меш-сети наверняка будут внимательно следить за происходящим, прикидывая собственное будущее.

Если тема вам близка, посмотрите и другие материалы про меш-сети: чему учит попытка использовать MeshCore для офлайн-переписки, повесть о двух городах и насколько практичен Meshtastic на солнечной батарее.