why-your-mesh-should-switch-from-longfast

Если ваша локальная сеть Meshtastic выросла за пределы нескольких узлов и вы начали испытывать проблемы, такие как задержки доставки сообщений, перегрузка сети или непоследовательные результаты, проблема может быть в вашем пресете LoRa-радио. В частности, вы могли перерасти пресет по умолчанию: LongFast.

Хотя LongFast — отличный универсальный пресет для многих пользователей, он может не быть оптимальным выбором для больших или более плотных сетей. В этой статье мы объясним, почему переход на пресеты с более высокой пропускной способностью может значительно улучшить производительность вашей сети.

{/ truncate /}

Понимание пресетов LoRa

Устройства Meshtastic используют радио LoRa (Long Range) для связи, балансируя три ключевых фактора: дальность, скорость и надежность. Эти факторы контролируются через настройки, такие как пропускная способность, коэффициент расширения и коэффициент кодирования, которые удобно объединены в «пресеты».

Пресет по умолчанию, LongFast, использует пропускную способность 250 кГц с коэффициентом расширения 11. Эта конфигурация обеспечивает отличную дальность сразу из коробки, но за счет относительно медленной передачи данных (около 1 кбит/с).

Вот как некоторые пресеты сравниваются на бумаге:

Проблемы LongFast в больших / плотных сетях

Хотя LongFast обеспечивает отличную дальность, у него есть недостатки, которые становятся все более проблематичными по мере роста вашей сети:

1. Увеличенное время на воздухе: Сообщения LongFast дольше «висят в эфире», чем у некоторых более быстрых пресетов, потребляя драгоценное время канала. При более низких скоростях данных каждая передача занимает канал дольше, не давая другим узлам передавать в этот промежуток.
2. Повышенная вероятность коллизий: Когда несколько узлов пытаются передавать в загруженной сети, вероятность столкновений пакетов резко возрастает у более медленных пресетов, поскольку каждая передача блокирует канал дольше.
3. Сниженная пропускная способность: Комбинация вышеуказанных факторов приводит к более низкой эффективной пропускной способности по всей вашей сети, хотя LongFast кажется надежным для доставки сообщений. В большой или плотной сети это может привести к прерыванию сервиса и разочарованию пользователей.

Преимущества пресетов с более высокой пропускной способностью

Переход на пресеты с более высокой пропускной способностью, такие как MediumSlow, MediumFast, ShortSlow или даже ShortFast, предлагает ряд преимуществ:

1. Сниженное время на воздухе: Сообщения передаются быстрее, освобождая канал для связи других узлов.
2. Низкая вероятность коллизий: При более коротком времени передачи меньше шансов, что два узла попытаются передавать одновременно.
3. Лучшая масштабируемость: Пресеты с более высокой пропускной способностью предназначены для работы с большим количеством узлов и большим объемом сообщений, что делает их более подходящими для крупных развертываний. В плотных сетях улучшенная пропускная способность часто более чем компенсирует небольшое снижение дальности, приводя к лучшей общей доставке сообщений.
4. Низкая задержка: Сообщения проходят через сеть быстрее, снижая задержки, которые могут раздражать пользователей.

SDR-спектрограмм пакетов на нескольких разных пресетах (слева направо): LongFast, MediumFast, ShortFast

Когда стоит перейти?

Вам, возможно, стоит отказаться от LongFast, если ваша сеть имеет:

• Более 60 узлов, особенно если они находятся относительно близко друг к другу
• Высокий объем сообщений от многих пользователей или автоматизированных систем
• Развертывание в городской / пригородной среде, где максимизация дальности менее важна, чем пропускная способность
• Испытываемые задержки сообщений или непоследовательную доставку из-за перегрузки

Рекомендуемые альтернативы

Для крайне плотных сетей

ShortFast или ShortSlow — Эти пресеты предлагают наивысшую скорость данных, резко снижая перегрузку канала. Хотя дальность меньше, городские развертывания обычно имеют узлы достаточно близко, чтобы это не было значительной проблемой.

Для плотных городских / пригородных сетей

MediumFast или MediumSlow — Эти пресеты обеспечивают отличный баланс между дальностью и скоростью, предлагая в 3–4 раза большую скорость данных по сравнению с LongFast, сохраняя при этом достойную дальность.

Как внести изменения

Переключение пресетов простое, но требует обновления всех узлов в вашей сети:

1. Веб-интерфейс: Перейдите в Radio > LoRa и измените выпадающий список «Modem Preset»
2. Meshtastic CLI: Используйте команду meshtastic --set lora.modem_preset MEDIUM_FAST или аналогичную
3. Приложение Android/iOS: Перейдите в Settings > Radio > LoRa > Modem Preset

Помните: Все узлы в вашей сети должны использовать один и тот же пресет, чтобы оставаться в сети.

Ознакомьтесь со страницей LoRa Config для получения дополнительной информации.

Успех в реальном мире

Многие крупные развертывания Meshtastic увидели существенные улучшения после перехода с LongFast, одним из них является группа Meshtastic Bay Area:

Meshtastic Bay Area Group

Meshtastic Bay Area Group — это общинная сеть в районе залива Сан-Франциско, которая переключилась на пресет MediumSlow. Вот их отзыв об этом изменении:

Наша сеть из более чем 150 узлов сейчас процветает после перехода на пресет MediumSlow, который оказался чрезвычайно полезным. Это началось как эксперимент, чтобы выбраться из перенасыщенного канала LongFast по умолчанию, где было много узлов со старой прошивкой или неправильно настроенных узлов, спамящих сеть.

Вот что делает это работающим: 1. Осознанная координация: Наш переход на MediumSlow был тщательно спланирован. Роли узлов были продуманно назначены, таймеры настроены, а структура сети оптимизирована для покрытия и надежности. Регулярная координация — на сети и вне ее — позволяет быстро выявлять и решать проблемы. Человеческий фактор за технологиями — ключ к нашему успеху. 2. Меньше фонового шума: MediumSlow не является пресетом по умолчанию, поэтому мы избегаем наследия трафика от многолетнего использования LongFast. Это само по себе делает огромную разницу в четкости сети. 3. Современная прошивка и лучшие практики на всех узлах: Поскольку миграция была недавней и преднамеренной, почти каждое устройство работает на актуальной прошивке, снижая ошибки и повышая последовательность. Мы придерживаемся хороших практик в настройках и стараемся минимизировать ненужный трафик, который не приносит положительного эффекта.

1. Стратегическое размещение узлов: Мы резервируем режим маршрутизатора для узлов на большой высоте, обеспечивая широкое покрытие без ненужной избыточности. Высота имеет значение — и мы используем это в свою пользу. Иногда мы размещаем 2 маршрутизатора на противоположных концах заданной области, чтобы обеспечить высокую вероятность прямой видимости.
2. Принятие любопытства и экспериментов: Мы часто тестируем пределы, проводим эксперименты и в целом «пробуем вещи», чтобы учиться и проверять предположения. Это гарантирует понимание производительности и поведения сети, а изменения подкреплены влиянием и повторяемыми научными данными.

Сеть региона Веллингтон (Новая Зеландия)

Эта сеть среднего размера покрывает несколько сотен км² смешанных городских, пригородных и сельских районов на нижней части Северного острова Новой Зеландии и части верхней части Южного острова. Население разбросано по сложному рельефу, что затрудняет обеспечение хорошего покрытия. Мы мигрировали всю сеть с LONG_FAST на SHORT_FAST в течение недели в конце августа 2024 года.

К III кварталу 2024 года наша сеть выросла до более чем 150 активных узлов и испытывала значительные проблемы с перегрузкой. На тот момент мы работали на пресете LONG_FAST по умолчанию, чтобы способствовать принятию, но объем трафика в сети делал ее непригодной для использования, с пиками загрузки канала на загруженных сайтах более 65%. Это в основном состояло из обновлений nodeinfo, местоположения и телеметрии от клиентов. Большинство функций, включая текстовые сообщения, были крайне ненадежными — всплески трафика могли привести к полному сбою на время. К счастью, наша сеть никогда не испытывала проблем с вредоносными маршрутизаторами, которые наблюдались в других местах, благодаря хорошей (и ранней) координации между операторами высоких сайтов для обеспечения всестороннего покрытия с самого начала. Однако из-за нашей топографии нам требуется выше среднего количество маршрутизаторов, чтобы обеспечить адекватное покрытие населенных районов, и эти маршрутизаторы конкурировали друг с другом за ограниченное время на воздухе.

Мы начали с временного перевода пары ключевых высоких сайтов на SHORT_FAST для краткого двухчасового теста, чтобы быстро оценить, насколько осуществим переход на более быстрый пресет. Мы также исследовали MEDIUM_FAST, но в итоге решили, что SHORT_FAST будет лучшим долгосрочным решением, если оно окажется работоспособным. Миграция сети казалась большой работой, и мы не хотели повторять ее позже, если выберем компромисс, который все еще слишком медленный для будущего роста. Этот начальный тест прошел успешно. После того как концепция была доказана, мы организовали тест-день, в ходе которого перевели все ключевые высокие узлы в регионе на SHORT_FAST на 24 часа, чтобы позволить эксперименты по всему региону с полностью непрерывной меш-сетью. Это было анонсировано заранее через социальные сети и на самой сети. Тест-день прошел хорошо и доказал, что SHORT_FAST по-прежнему имеет достаточно хороший бюджет связи, чтобы все связи, кроме нескольких очень маргинальных, продолжали работать. Это также позволило нам подтвердить, что наши предположения о последовательности изменений высоких узлов верны, чтобы обеспечить возможность выполнения всего процесса через удаленное администрирование — таким образом, миграция может быть быстро реализована и легко откатана в случае проблем.

В конце августа мы инициировали миграцию всей меш-сети на SHORT_FAST, используя частоту по умолчанию для этого пресета (это означает, что пользователям нужно было изменить только одну настройку от стандартных, чтобы подключиться к нашей сети). Переход был анонсирован через социальные сети и агрессивный спам в публичном чате LongFast как объяснительным текстом, так и веб-ссылкой на страницу с более подробной информацией о переходе и ресурсами, где пользователи могли получить помощь. 31 августа все ключевые высокие узлы были одновременно переведены на SHORT_FAST, а временные дополнительные роутеры LONG_FAST были размещены совместно на критических узлах, чтобы мы могли продолжать спамить в публичном канале LONG_FAST и убедиться, что все пользователи осведомлены об изменении. К следующим выходным почти все пользователи обновили настройки своих узлов, и все временные роутеры LONG_FAST, кроме двух, были выведены из эксплуатации. Эти два были оставлены на месте еще на три месяца, чтобы заметить отстающих, которым может понадобиться помощь — к счастью, их осталось только горстка.

Производительность на SHORT_FAST оказалась чрезвычайно хорошей, с очень надежной работой, включая нашу самую длинную постоянную связь (254 км между двумя ключевыми высокими узлами). Пакеты надежно проходят через всю меш-сеть без проблем и быстро. Сниженная задержка также обеспечила гораздо лучший пользовательский опыт.

Еще одним значительным преимуществом быстрого режима стала возможность использовать дополнительный запас в канале для лучшего покрытия городских мертвых зон (заслоненных от наших основных роутеров рельефом), которые ранее было невозможно покрыть. С декабря 2024 года мы развернули несколько узлов ROUTER_LATE для покрытия этих зон — эти узлы гарантируют, что наши бывшие мертвые зоны теперь имеют путь к более широкой меш-сети и оказались чрезвычайно полезными.

Помогая другим перейти / Работа с FOMO

Если вы находитесь в сообществе или группе, где другие все еще используют LongFast, подумайте о том, чтобы поделиться своим опытом и преимуществами, которые вы заметили. Вы также можете помочь им понять компромиссы, связанные с переходом на другие пресеты. Это отличная возможность просветить других о важности оптимизации сети и о том, как она может привести к лучшему опыту для всех. Тем, кто колеблется с переходом, напомните, что стандартная настройка LongFast — не универсальное решение. Поощряйте их экспериментировать с разными пресетами и найти то, что лучше всего подходит для их конкретного развертывания.

Некоторые группы, перешедшие на пресет с большей пропускной способностью, оставили бота на пресете LongFast для отправки сообщений, перенаправляющих тех, кто еще не перешел, в новый канал. Это обеспечивает плавный переход и гарантирует, что никто не останется вне новой сети, пока они рассматривают изменение.

Почему Meshtastic просто не изменит пресет по умолчанию?

Проект Meshtastic изначально фокусировался на исходном сценарии использования — небольших частных наружных меш-сетях, а не на крупных публичных сетях, существующих сегодня. LongFast остается пресетом по умолчанию, потому что предлагает хороший баланс дальности и скорости для многих пользователей, особенно для новичков и небольших сетей. Однако по мере роста сетей и их уплотнения этот пресет становится менее оптимальным по причинам, которые мы рассмотрели выше. Изменение пресета по умолчанию также нарушит обнаружение существующих узлов, поскольку они будут на разных каналах. Это приведет к путанице и разочарованию у пользователей, не осведомленных об изменении. Для Meshtastic 3.0 мы рассматриваем новый пресет по умолчанию, более подходящий для все более популярных крупных сетей, но это пока в разработке.

Прощай, LongFast!

Хотя LongFast — отличная стандартная настройка, балансирующая дальность и скорость для сетей малого и среднего размера, крупные или плотные развертывания часто значительно выигрывают от перехода на пресеты с большей пропускной способностью.

Немного сниженная теоретическая дальность обычно компенсируется повышенной надежностью, меньшей задержкой и лучшим общим пользовательским опытом, особенно в сценариях, где узлы расположены относительно близко друг к другу.

Если ваша меш-сеть выросла за пределы нескольких узлов или вы сталкиваетесь с проблемами, связанными с перегрузкой, стоит поэкспериментировать с альтернативными пресетами, чтобы найти оптимальную конфигурацию для вашей сети.

Какие настройки вы используете для своей меш-сети? Поделитесь своим опытом в комментариях или на наших форумах сообщества!