Introducción

En el post anterior, aprendimos cómo hacer algunos cálculos rápidos sobre el papel, y valorar si el proyecto de instalación de una red wifi de largo alcance es viable desde el punto de vista teórico.

En este segundo post vamos a hacer la instalación y puesta en marcha de nuestra red wifi de largo alcance.

Ingredientes

Para esta instalación vamos a necesitar:

  • 2 x Ubiquity PowerBeam AC – PBE-5AC-300
  • 4 x Power-Line Communication – (o 2 x TP-Link  TL-WPA4220KIT, si queremos tener WIFI integrado en el PLC)
  • 4 x mástil 5 metros (extensible)
  • 2 x kit de sujeción de antenas
  • Cable de red STP
  • 4 Clavijas de red
  • Grimpadora RJ45
  • Comprobador de cables de red

Adicionalmente, puede ser necesario:

Esquema general de la instalación

De forma muy simplificada, el esquema y visión global de la instalación sería el siguiente:

wifi-schema

En nuestro punto de origen (donde tenemos nuestro router de Internet), conectamos un PLC al router vía RJ45, para transportar por la red eléctrica la señal de Internet. En el tejado, o ubicación donde vaya a estar instalada la antena Ubiquity, colocamos el otro PLC.

En el punto de destino, seguimos la lógica inversa, donde vaya a estar ubicada la segunda antena, ponemos el tercer PLC, para introducir en la red eléctrica la señal de Internet, y en la estancia donde queramos compartir Internet, colocamos el cuarto y último PLC (preferentemente con capacidad para compartir WIFI directamente)

Alternativamente, podemos utilizar un cable de red RJ45, si tenemos problemas con el PLC.

Configurando las antenas

El primer paso que deberemos hacer es configurar las antenas. Esto lo haremos en tierra, con ambas una al lado de la otra, para verificar que todo funciona correctamente y el enlace se puede establecer.

Para ello, podemos utilizar la quick start guide que viene con las antenas:

  1. Conectar directamente un PC al alimentador POE de la antena, vía Ethernet
  2. Dar una IP estática al PC, dentro de la subred 192.168.1.X. En Mac, por ejemplo, podemos crear una nueva ubicación en las propiedades de red y establecer manualmente la IP de la siguiente forma:
    ubiquity-location
  3. Abrir un navegador y abrir la siguiente URL: http://192.168.1.20
  4. Iniciar sesión en la web de la antena, usando las credenciales ubtn/ubnt

Otorgar IP estática

Cada una de las antenas de la instalación tendrá una IP estática, de forma que en todo momento podremos acceder a ellas. Esta opción se puede configurar en la pestaña “Network”:

network

Opciones utilizadas:

  • Network mode: Bridge (Utilizamos la antena como puente de datos, no queremos que sea un router)
  • IP: Static (Queremos asignarla manualmente)
  • IP Address: Dirección IP de la antena
  • Netmask: Máscara de red. En redes domésticas suele ser 255.255.255.0, pero dependerá de tu caso
  • Gateway IP: Dirección IP del router donde está la conexión a Internet. En redes domésticas suele ser 192.168.1.1, pero dependerá de tu caso

IMPORTANTE: Otorgaremos una dirección IP distinta para cada una de las antenas de la instalación. De lo contrario se producirán conflictos de red y no podremos acceder a ellas de forma remota.

Configurar el Access Point

La antena ubicada en origen (donde está la conexión a Internet) hará de “Access Point”. Vamos Wireless y parametrizamos:

wireless-ap

Opciones seleccionadas

  • Wireless Mode: AP (Access Point)
  • SSID: El Id de tu red WIFI de largo alcance.
  • Channel Width: 20 MHZ (Menor ancho, mayor alcance)
  • Frequencia: Dependerá de la saturación de haya en tu zona. En mi caso, he tenido que ir variando.
  • Security: WPA2-AES
  • WPA Authentication: PSK
  • WPA Preshared Key: Una contraseña bien larga y difícil de adivinar 🙂

Configurar la Station

La antena donde queremos llevar Internet (destino) se conectará al AP en modo “Station”. Una vez configurada la IP estática tal y como hemos hecho en el paso anterior, configuramos ahora Wireless de la siguiente forma:

  1. Conectamos ambas antenas
  2. Vamos a la pestaña “Wireless” de la antena “Station”
  3. Seleccionamos “Station” en “Wireless mode”
  4. En “SSID” hacemos click en “Select…”, lo que nos mostrará un listado de las redes inalámbricas disponibles:
    lock-to-ap
  5. Selecionamos la red que se corresponda con tu SSID y pulsamos sobre “Lock to AP”.
  6. Configuramos la seguridad, pegando la contraseña WPA2-PSK que hemos definido en el AP:
    wireless-station
  7. En la pestaña “Main”, comprobamos que las antenas se han enlazado correctamente:
    main-station

Una vez enlazadas en tierra, las antenas están listas para ser desplegadas en el tejado.

Moviendo la señal de Internet dentro de casa

Ya tenemos las antenas listas. Ahora, tanto en origen como en destino, vamos a necesitar mover la señal de Internet desde/hacia las antenas Ubiquity.

En origen, esto es tan fácil como conectar un PLC justo al lado del router, tomar un cable RJ45, y enlazar ambos dispositivos via Ethernet. En destino, la lógica es la misma por al revés: Conectamos un PLC a la antena, y luego al WIFI o dispositivo que va a compartir la señal con el resto de dispositivos.

A continuación puedes ver una foto de cómo está en la antena de destino:

img_2921

En la imagen:

  • Color negro: Alimentador de la antena Ubiquity (ubicado dentro de casa), al que hemos conectado la antena (cable verde) y un puente con el PLC (cable gris). Las antenas Ubiquity se alimentan vía POE (Power Over Ethernet), con lo cual solo necesitar conectar un cable de red a la antena, el cual lleva tanto la señal de Internet como la alimentación.
  • Color gris: PLC TP-Link, conectado a la red eléctrica. Este dispositivo está enviando/recibiendo la señal de internet por toda la cada.

IMPORTANTE: Como se puede observar en la imagen se ha tenido que realizar un pequeño agujero en la pared para pasar el cable de red (verde). Esto nos obligó a utilizar cable de red sin clavijas (para intentar que el agujero fuera lo más pequeño posible), teniendo que grimpear las clavijas a posteriori, una vez pasado el cable. Aunque es una información muy fácil de encontrar en Internet, dejo a continuación cómo deben colocarse los cables en la grimpadora RJ45:

img_0822

 

Desplegando las antenas

Ya tenemos los enlaces configurados y la conexión a Internet en el tejado. Es hora de desplegar las antenas. Para una primera prueba, utilizamos dos tiras metálicas sin fijación, en las que colocamos la antena en la parte superior.

En este momento, recuperamos los cálculos teóricos que hicimos en la parte 1:

earth_trigonom_resolved

Antena “AP” (Origen)

  • Inclinación: 2,26º
  • Orientación 232º (Norte magnético)

Antena “Station”

  • Inclinación: -2,27 º (90º – 87,73º)
  • Orientación: 52º (Norte magnético)

Las antenas Ubiquity te obligan a configurar la inclinación antes de colocarles en los mástiles. Llevan un sistema mecánico de inclinación, que fijas con una tuerca. Es el momento de otorgar a las antenas la inclinación calculada, y encaramarlas a los mástiles:

img_0871 img_0872

Para calcular la orientación respecto al norte magnético, puedes utilizar la bruja de un Smartphone. No es un método 100% preciso… pero seguro que ahora mismo tienes uno a mano y te hace el papel.

IMPORTANTE: ¡No dejes nunca desatendidas las antenas mientras no estén bien fijadas!

Para comprobar si enlace funciona, desde la Station podemos utilizar la misma funcionalidad de “Wireless” > “SSID” > “Select” que hemos visto antes, para ver la lista de redes Wifi disponibles, pero sin guardar nada:

lock-to-ap

Houston, tenemos un problema

Con ambas antenas desplegadas y orientadas según nuestros cálculos, nos dimos cuenta que la red WIFI no aparecía en el listado. Sencillamente, teníamos un montón de arboles por delante de las antenas que nos bloqueaban la conexión:

img_2918

Vista de la ubicación donde estaba la antena de destino.

Lección aprendida: Las antenas de 5GHZ no se llevan bien con los árboles…

Con lo cual tuvimos que improvisar.

Buscar un lugar adecuado (y sin árboles por medio)

Tras el susto inicial, decidimos buscar una ubicación un poco alejada del lugar de destino, pero dentro de los límites del terreno privado, donde además tuviéramos luz eléctrica. Por suerte, dimos con esta ubicación, donde por fin pudimos establecer ver el SSID de nuestra red WIFI. Por tanto, el método de cálculo que utilizamos fue útil, y nos simplificó mucho el proceso:
img_2924

Con el SSID a la vista, es hora de afianzar la instalación.

Montaje final

Si has estado utilizando elementos de montaje temporal (como fue nuestro caso), ya es hora de hacer la instalación definitiva. Como puedes ver en la foto siguiente, correspondiente a la antena de emisión, utilizamos 2 barras de antena de 5 metros, que atornillamos fuertemente a un elemento fijo del tejado. Luego, comprobamos que la alineación era la correcta de nuevo (utilizando “Align Antenna”, que describimos en el apartado siguiente) y finalmente colocamos el kit de tensores para proteger la antena de posibles rachas de viento:

img_0955

En destino, utilizamos solo una tira de 5 metros, sin tensores, ya que la parte conseguimos una fijación muy fuerte atornillando parte del mástil contra una pared:

img_2924

Lección aprendida: En España, cualquier instalación de antena superior a 10 metros de altura requiere utilizar torretas. Esta torreta debe estar fuertemente anclada al suelo mediante obra. Si necesitas enlazar más de dos mástiles de 5 metros, ten en cuenta que esta instalación no sería legal y, en caso de accidente, serías responsable de un delito…

Alineando las antenas

Los cálculos anteriores nos ayudaron a ajustar bastante el tiro a la hora de desplegar las antenas, sin embargo, es necesario hacer una alineación “perfecta” para que el invento funcione. Ubiquity incluye una pequeña utilidad llamada “Align antennas”, ubicada en el desplegable “Tools” que nos viene como anillo al dedo para esta fase. Así que conectamos nuestro PC directamente a la antena, abrimos la herramienta de configuración y abrir la herramienta:

tools-align-antenna

La herramienta resulta es así de sencilla:

align-antenna

Con las antenas enlazadas, nos muestra el nivel de señal actual, así como el ruido. Nos permite seleccionar el nivel de señal que queremos obtener, y nos permite activar una alerta sonora (“Beep”) que va variando en función de la potencial de señal. De esta forma, podemos abrir la utilidad, subir al tejado, e ir moviendo la antena a izquierda o derecha, hasta que obtengamos el máximo valor de señal posible.

La potencia máxima recomendada es de -65 db. Cualquier valor por encima puede dar problemas, y por debajo puede resultar en una menor velocidad del enlace.

Como se puede comprobar en la captura, en este enlace de 7 KM obtuvimos un nivel de señal de -80 db. Más adelante conoceremos qué velocidad nos da.

Antenas alineadas y bien fijadas. Con el PC aún conectado directamente a la antena podemos abrir el navegador de Internet. Y ¡voila! ya funciona Internet.

Todo listo (para tí, si has tenido suerte).

Si en tu caso no tuviste problemas y tienes el PLC de destino junto al POE de la antena, ya lo tienes todo. Bastará con enlazar ambos dispositivos, con lo cual podrás empezar a disfrutar de Internet en toda la casa.

En nuestro caso, aún nos faltaban 90 metros más para llegar al destino.

Nanostation Loco M2 al rescate

Para solventar el último escollo (estábamos a 90 metros del destino), decidimos comprar otras dos antenas más, esta vez más baratas y de menos alcance: Ubiquity Nanostation Loco M2 (2 GHZ). Colocamos una de las Loco M2 junto con la PowerBeam AC:

img_2933

Y creamos un puente entre ambas antenas, de forma que la señal de Internet que llegaba del AP se “retransmite” a través de la Loco M2:

img_2926

  • Cable verde: POE hacia la PowerBeam AC
  • Clavija roja: POE hacia la Nanostation Loco M2
  • Cable Ethernet gris: Puente entre los dos puertos LAN de los alimentadores.

En destino, colocamos la otra Loco M2, en el mismo punto donde queríamos ubicar la PowerBeam AC al principio:

img_2922

La configuración y alineamiento de las Loco M2 es exactamente igual que el de sus hermanas grandes:

  1. Configurar IP estática / Modo bridge
  2. Crear AP/Station, creando una red WIFI
  3. Alinear con la “Align tool”

Dejo a continuación la configuración de ambas antenas, por si resulta de utilidad:
loco-m2-ap

loco-m2-st

Una vez aquí, solo queda conectar la Loco M2 al PLC, como hemos visto en fotos anteriores:

img_2921

Fin del camino, hora del performance

Con las antenas en lugar, es hora de ver qué velocidad de Internet obtenemos. Para ello, Ubiquity incluye otra utilidad, en el menú “Tools” > “Speed Test” (muy cerca del test de alineamiento que hemos visto antes):

Para la prueba, he abierto la herramienta desde la Station (ST), y he puesto la dirección IP / credenciales del AP:

speed-test

En total, hemos conseguido un enlace con 4,45 mbps de bajada y 0,54 mbps de subida. No es mucho, pero suficiente para poder navegar, WhatApp, hacer blog posts, e incluso VOIP.

Bonus track: ¿Cómo conecto mis dispositivos WIFI en destino?

El kit TP-Link que comentaba al principio incluye dos tipos de PLC: Uno que actúa de emisor/receptor vía Ethernet. Y otro que es emisor/receptor Ethernet + WIFI. En nuestro caso, hemos colocado un TP-Link Ethernet + WIFI en las estancias en las que queremos tener conexión WIFI, y listo.

Bonus track: ¿Sólo router en origen?

Sí, tanteamos el tener un router local en destino. Pero al final no sabíamos cuando habían problemas con la conexión de la antena. Así que dejamos un único router en origen, y toda la gestión DHCP y demás se hace de forma centralizada desde allí. Cuando no haya conexión entre las antenas, sencillamente los nuevos dispositivos no obtendrán dirección IP, lo cual indica a los usuarios que haya algún problema. Además de que es mucho más simple.

Esto es ya una opción personal.