FabFi は、一般的な建材と既製の電子機器を使用して、最大数マイルの距離にわたってワイヤレス イーサネット信号を送信する、FabLab が開発したオープンソースのシステムです。Fabfi を使用すると、コミュニティは独自のワイヤレス ネットワークを構築して高速インターネット接続を確立できるため、オンラインの教育、医療、その他のリソースにアクセスできるようになります。
Contents
導入
2009 年 1 月、ジャララバード ファブラボは、アフガニスタンのナンガルハル州ジャララバードにある村、病院、大学、非政府組織に高速インターネットを導入し、FabFi システムの機能を実証しました。これらの低コストの地元生産のネットワークは、孤立した村や町に簡単に広げることができ、村や町を外の世界と連絡させ、社会経済の発展を根本から促進します。1 か月間にわたる集中的なトレーニングと実践的な経験を経て、ジャララバードのファブラバーは、連携する拠点の長いリストを揃えて、独自のローカル ネットワークの維持と拡大を自給自足する方向に順調に進んでいます。
ジャララバードの最長リンクは現在、ファブラボとジャララバードの公立病院の給水塔の間の 3.91 マイルで、実際のスループットは 4.5Mbps で送信されています (規格に準拠した既製の 802.11g ルーターの理想的な場合の 22Mbps と比較)わずか数フィートの距離で送信します）。このシステムは、大雨、スモッグ、およびいくつかの適切なサイズの木があっても一貫して機能します。
プロジェクト概要（2011年10月5日現在）
- 生産ネットワークは 2 か国 4 か所に積極的に展開されています
- アフガニスタン
- 現在、アフガニスタンのジャララバードとその周辺に 45 のリモート FabFi ノードが展開されています
- 最長リンクは 6,000 メートル (3.72 マイル)
- データスループット 11.5Mbps
- 誰でも拡張可能なシステム
- エンドポイント リンクを作成するための材料は 60 ドルで、ローカルで入手できます。
- ケニア
- 現在、50 のリモート FabFi ノードが 3 つのサイトに展開されています
- 最長リンクは3,500m
- 2,500m にわたる 6 ホップのデータ スループット、> 30Mbps
- システムはエンドユーザーに WiFi を直接提供します
ユーザーの会計と管理を統合したシステム
FabFi は、ニューヨーク タイムズや、Gizmodo.com、BoingBoing.net、オランダの NOS ニュースなどの主要なテクノロジー ブログを含む、多数の印刷メディアやオンライン メディアの記事で取り上げられています。
ファフィ開発
2011 年も終わりに近づき、Fabfi チームはまったく新しいアーキテクチャに取り組んでいます。Fabfi バージョン 5 は、マルチ無線デバイス、802.1x 認証、統合課金、クラウド管理を備えたネイティブ IPv6 システムになります。私たちは、このシステムがユーザーがインストール可能な数千のノードに拡張できるものとして想定しています。未解決部分を解決している間、ドキュメントに不備があったことをお詫び申し上げます。フィールドテストが進行中であり、正式なリリースは 2012 年第 1 四半期に予定されています。
ファブフィ ケニア
アーカイブ Web サイトからの FabFi 画像
アーカイブ Web サイトからの FabFi 画像
2010 年の夏、Fab チームは、Fabfi が信頼性と持続可能性の両方を備えていることを証明することに着手しました。ケニアをパイロットサイトとして選択した Fabfolk は、コミュニティ運営のビジネスとしてネットワークの展開を開始するためのハードウェアを 3 人の Fablab 学生にシードしました。次の 6 か月にわたって、チームは FabFi ソフトウェアを更新し、1 年以内に経費と人件費を賄うことを目標に 3 つのパイロット サイトを立ち上げました。ケニアの現場での最初の経験は、このようなコミュニティ ネットワークが大手プロバイダーが無視するニッチなサービスとサポートを提供することを示唆しています。当社のケニア人オペレーターは、サービスを提供する人々と強力な個人的な関係を構築しており、多くの場合、単純なネットワーク サポートを超えた他の技術サービスを実行しています。ユーザーからのフィードバックは圧倒的に肯定的です。私たちのケニア人協力者は、JoinAfrica という名前で Fabfi プラットフォームを使用した有料インターネット サービスを提供しています。Fabfi Kenya の最新情報については、JoinAfrica の Web サイトをご覧ください。
ファブフィ アフガニスタン
アーカイブ Web サイトからの FabFi 画像
アーカイブ Web サイトからの FabFi 画像
アーカイブ Web サイトからの FabFi 画像
2009 年 1 月、ジャララバード ファブラボは、アフガニスタンのナンガルハル州ジャララバードにある村、病院、大学、非政府組織に高速インターネットを導入し、FabFi システムの機能を実証しました。これらの低コストの地元生産のネットワークは、孤立した村や町に簡単に広げることができ、村や町を外の世界と連絡させ、社会経済の発展を根本から促進します。1 か月間にわたる集中的なトレーニングと実践的な経験を経て、ジャララバードのファブラバーは、連携する拠点の長いリストを揃えて、独自のローカル ネットワークの維持と拡大を自給自足する方向に順調に進んでいます。ジャララバードの最長リンクは現在、ファブラボとジャララバードの公立病院の給水塔の間の3.95マイルである。実際のスループットは 11.5Mbps で送信されます (標準準拠の既製の 802.11g ルーターがわずか数フィートの距離で送信する場合の理想的なケースの 22Mbps と比較)。このシステムは、大雨、スモッグ、およびいくつかの適切なサイズの木があっても一貫して機能します。
FabLabs では、テクノロジーが人々とアイデアを結び付けます。FabFi もこれと同じ原則を採用しています。FabFi アフガニスタン最長のリンクのエンドポイントを収容するこの公立病院は、コミュニティの共有リソースとなり、市内中心部のますます多くの場所へのダウンリンクを提供しています。共有インフラストラクチャにより、都市全体の FabFi ユーザー間のコミュニケーションが容易になり、ネットワークを協力して成長および維持できます。FabFi ユーザー グループは、FabLab の「FabFi Club」の一部として FabFi リンクを構築、インストール、維持することで、すぐに自分たちとラボに収益をもたらすことができる貴重なスキルを学んでいます。下の写真は給水塔リンクの 2 つのエンドポイントです。左側が FabLab、右側が給水塔です。
こちらは、ウォーター タワー リンク (2.91 マイル) のセットアップに成功し、非常に満足している様子のバグラミのサイード ジャラルとスティーブ A. です。
素晴らしい未来
FabFi は基本的に技術的および社会学的研究活動であるため、常に成長し、変化しています。今後数か月間で、安定性の向上とコスト削減を目的としたインフラストラクチャの改善や、成長するユーザー ベースをサポートするためのメッシュ化や帯域幅集約などの機能の追加が見込まれると予想されます。ネットワークの改善に加えて、提供された接続を活用してオンライン コミュニティを構築し、MIT OpenCourseWare に加えてユーザー向けにローカルでホストされるリソースを構築する計画もあり、システムの価値はアップリンク帯域幅の合計よりもはるかに高くなります。
FabFi 技術概要
概要
FabFi は、ユーザーが拡張可能な長距離ポイントツーポイントおよびメッシュのハイブリッド無線ブロードバンド伝送インフラストラクチャです。これは、シンプルでインテリジェントな相互接続デバイスのネットワークによって、不安定な環境でも信頼性の高いネットワークを構築できるというシンプルな考えに基づいています。私たちは単純な物理学を使用して、低コストのデバイスが非常に長距離で指向性通信できるようにし (物理学はクールです!)、さまざまな条件に適応する柔軟な構成を使用します。
極端な状況に備えて、RF エネルギーの方向を変えるワイヤー メッシュ表面を備えた加工された RF (無線周波数) 反射板に市販のワイヤレス ルーターを取り付けます。反射器の利得は、使用される材料と反射器のサイズによって異なりますが、現在の設計の一部では 15dBi もの高さになると測定されています。
FabFi システムの単一のワイヤレス リンクは、ワイヤレス ルーターが接続された 2 つのリフレクターで構成されます。同様に、2 台のルーターを有線接続でリンクできます。1 台のルーターを有線接続と無線接続の両方に同時にリンクできます。このシステムは、個々のリンクをさまざまな方法で組み合わせるように構成されており、非常に長距離をカバーしたり、狭いエリアで多数のユーザーにサービスを提供したりするリンクを作成します。このリンクの重要なコンポーネントは「メッシュ化」と呼ばれます。メッシュ ネットワークは、任意のデバイスを非構造化 (アドホック) 方法で 1 つ以上の他の近隣デバイスに接続できるネットワークです。メッシュ ネットワークは、ソフトウェアがネットワーク トポロジの検知に基づいてデータのルーティングをリアルタイムで自動的に決定するため、堅牢で構成が簡単です。従来のメッシュ ネットワークは単一の無線に依存するため、規模が制限されます。ワイヤレス専用接続と全方向性アンテナ。可能な限り、指向性無線リンクと有線転送を使用することにより、Fabfi システムは、非常に大規模な静的 (モバイルではなく) メッシュ ネットワークを構築するために最適化されています。スケールにより、高価で多くの場所で利用できない高帯域幅のローカル アップリンクに依存することなく、地域内で堅牢なデジタル コミュニティを構築できる可能性が生まれます。もう少し詳細については、アニメーションを確認してください (2MB、ロードに時間がかかる場合があります)。スケールにより、高価で多くの場所で利用できない高帯域幅のローカル アップリンクに依存することなく、地域内で堅牢なデジタル コミュニティを構築できる可能性が生まれます。もう少し詳細については、アニメーションを確認してください (2MB、ロードに時間がかかる場合があります)。スケールにより、高価で多くの場所で利用できない高帯域幅のローカル アップリンクに依存することなく、地域内で堅牢なデジタル コミュニティを構築できる可能性が生まれます。もう少し詳細については、アニメーションを確認してください (2MB、ロードに時間がかかる場合があります)。
リフレクターの仕組み
FabFi リフレクターは、放物線の準線に垂直に移動するベクトルが放物線の表面に当たると、放物線の焦点に反射されるという放物線形状 (Y=cX^2) の特性を利用します。(これについては、Mathworld を参照してください...) 窓網や金網などの RF 反射材を、3 次元で放物線の形状を形成するフレームに取り付け、焦点の反射板にワイヤレス ルーターを取り付けます。送信時にはルーターからの RF エネルギーを正確に集中して誘導し、受信時にはペアになったルーターから RF エネルギーを効率的に収集できます。
建物の反射板
アーカイブされた FabFi Web サイトより
アーカイブされた FabFi Web サイトより
アーカイブされた FabFi Web サイトより
FabFi システムの重要なコンポーネントは、地元で入手可能な材料であれば何でも実装できる柔軟性です。必要なのは、2D デザイン ファイルをプリントアウトし、入手できるあらゆる素材から作品を作成する機能だけです。ファブラボをお持ちの場合は、レーザー カッターや CNC ウッド ルーターを使用して、木、金属、またはアクリルから直接リフレクターを作成できますが、粘土から成形したり、石から彫ったり、彫刻でリフレクターを作成できない理由はありません。前面に金属製の RF 反射面を取り付ける方法がある限り、氷のブロックでも構いません。
2009 年 1 月の初期配備中に、ジャララバードでは 3 つの異なる反射板設計が導入されました。大きいのは 4 フィートの木製バージョン、2 フィートの木製バージョン、および 18 インチのアクリル バージョンです。反射面の材料には、金網、ステンレス鋼の織メッシュ、および窓が含まれていました。その後、現場のニーズにより、統合された耐候性とファスナー不要のアセンブリを備えた修正リフレクター設計の開発が推進され、これらの新しい設計は 2010 年の夏にデビューしました。
しかし、それから間もなく、ネットワーク ユーザーが地元で調達した廃材を使って独自の反射板を設計し、構築し始めました。これらの反射板はまだ大幅な改良が必要ですが、技術分野における技術移転と地域の人的資本の発展を示す明らかな物理的な兆候です。価格も 3 US ドル未満です。
ルーターとファームウェア
FabFi は、すべてのルーターで OpenWRT と呼ばれるオープンソースのサードパーティ ファームウェアを使用しています。OpenWRT の Linux ベースの柔軟性を利用して、FabFi デバイスは幅広いネットワーク監視ツールや自己診断ツールを実行できます。現在のシステムは、リアルタイムのネットワーク監視、ローカル Web キャッシュの一元的なアクセス制御、ユーザー管理、および使用状況追跡 (請求用) をサポートしています。これらはすべて、50 ドルから 100 ドルのデバイスで実行されます。自動構成は、FabFi 1.0 リリースの昔から着実に改善されてきました。複数の fabfi ディストリビューションにわたる複数のルーターをサポートし、802.11n 速度のネットワークを構成できるようになりました。電力 発展途上地域では、信頼性の高い電力が継続的な課題です。便利なことに、現在サポートされているすべてのデバイスは 12VDC で動作します。車や小型エンジンのバッテリーから直接簡単に電力を供給できます。車のバッテリーと 2 台の安価な充電器は、ジャララバード ネットワーク内の 2 つの主要な配信ハブで信頼性の高い UPS デバイスとして機能し、都市電力なしでほぼ 2 日間ルーター群に電力を供給します。ケニアでは、ネットワーク内のすべてのノードに UPS、取り付け、耐候性を提供し、主電源または太陽光発電をサポートする「ボックス内のノード」を設計しました。将来の開発は、付属の 100 ～ 240 VAC スイッチング電源ブリックを組み立てられた UPS に接続し、UPS をルーターに接続することで設備に統合できる、ベアボーン 12 V ～ 12 V UPS の開発が計画されています。風力発電やその他の地元で発電された電力を利用した充電回路は、並行して行われる FabLab プロジェクトです。Fab Future 石畳の美学にもかかわらず、Fabfi は、アフガニスタンの厳しい気候 (定期的に砂嵐が発生するジャララバードでは、夏には華氏 130 度に達します) の中で信じられないほど信頼できることが証明されています。2010 年の夏から、クライアント デバイスへの直接ワイヤレス アクセスを提供するために fabfi システムを拡張し、コミュニティ規模の Wi-Fi ISP を実行してきました。導入から 2 年以上が経過しても、ハードウェア障害の数はまだ片手で数えることができます。驚いたことに、これまでの最大の課題はアップリンク帯域幅でした。多くの国がユニバーサル アクセス問題の解決策として「モバイル ブロードバンド」を宣伝していますが、ほとんどの国での真実は、モバイル デバイスだけでは何らかの支援なしでは十分なパフォーマンス (または手頃な価格) を提供できないということです。ケニアでは、
External links
- Technical summary
- Project wiki
- FabFi: community-built wireless network, Ponoko blog post, August 26, 2011. Includes pictures.
- Google Code repository archive
- Contact e-mail: fabfi at fabfolk dot com