Sieć dla urządzeń działających na dworze (300m, do 20 punktów)

Witam.
Zaprojektowałem i wykonałem pewien system oparty na Raspberry Pi. Całość opiera się na jednym serwerze (którym wcześniej też było raspberry, ale że nie wydoliło to zmieniłem je na netbooka) i kilku/kilkunastu klientów, którzy wykonują jakieś operacje. Cały system komunikuje się przez sieć WiFi i wszystko niby fajnie działa ale mam problem ze stabilnością łącza i przez to z komunikacją urządzeń.

Mój serwer to netbook + router WS-WN513N2 + standardowa antena 5dBi (albo dwie antenki, w zależności czy jakąś mam pod ręką). Każdy "klient" to raspberry pi model B podłączony do takiego samego routera działającego w trybie repeater, tak by sygnał był wzmacniany i rozsyłany do kolejnych takich zestawów. Wszystko działa na dworze, gdzie maksymalny obszar to około 40x180m (w przyszłości będę tego używać w dowolnej lokalizacji ale póki co chcę dobrze zaprojektować sieć w takich warunkach, później będzie to powiedzmy obszar do 300x300m). Tylko serwer jest zasilany stałym źródłem prądu, reszta siedzi w skrzynkach narzędziowych z bateriami żelowymi.

Chciałbym usprawnić moją sieć i o tyle co znam się na programowaniu, tak na sieciach i sprzęcie sieciowym już nie. Nie wiem co mi pomorze, a co będzie przerostem formy nad treścią i niepotrzebnie tylko przyprawi o dodatkowe wydatki. Nie przesyłam w sieci dużych danych - komunikuję się przez usługi sieciowe i sockety i są to małe dane. Nie przesyłam żadnych strumieni tylko pojedyncze komunikaty, może ich być wiele w ciągu sekundy ale nie jest to znów jakiś systemu czasu rzeczywistego (przeżyję lagi do 250-500ms) i nie mam tysięcy żądań na sekundę.
Obecnie urządzenia potrafią mi gubić sieć i nim się ponownie połączą to przegapią jakąś akcję którą chciałem zrobić i jest to dla mnie niedopuszczalne.

Czy ktoś może mi pomóc z zaprojektowaniem tej sieci tak by lepiej działała i dobrać jakieś konkretne urządzenia, które mam kupić i złożyć w całość?
By było łatwiej zrozumieć wam mój problem zrobiłem na potrzeby tego wątku mały schemat który powie więcej niż bym się tu rozpisywał nie wiadomo jak dokładnie.


Jeśli to możliwe to chciałbym zachować mobilność; czyli maksymalnie tam gdzie jest serwer chce się podłączać do stałego źródła zasilania - gdzie też w razie konieczności jestem mobilny bo netbook pójdzie trochę na baterii a router mogę podpiąć pod baterie żelową. Czyli przy serwerze mogę mieć jakąś mocną antenę, która wyśle mocny sygnał i wymagałaby jakiegoś ekstra zasilania. Wszystkie raspberry w terenie natomiast muszą być mobilne i bez kabli, gdyż pomiędzy tym biegają ludzie i nie chciałbym by się ktoś potykał o kable. Za sugestią kolegi rozważałem pociągnięcie wzdłuż terenu skrętki i co jakiś czas umieścić punkt który roześle mocny sygnał sieci a reszta się będzie łączyć do najbliższego/najmocniejszego punktu, natomiast zasilanie może udałoby się dosłać w skrętce na wolnych żyłach, przy 150m nie wiem tylko jaką by to miało wydajność bo przekrój takiego kabla jest dość mały. Minusy jakie jednak widzę w tej koncepcji to jest ciągnięcie kabla i nie mam pewności czy uda mi się zrealizować to zasilanie. Bo dodatkowe akumulatory żelowe przy każdym punkcie to już trochę zamieszanie (powiedzmy 3 punkty, po dwa akumulatory, czyli około 200zł na samo zasilanie + 3 dodatkowe routery + 3 lepsze anteny + 200m kabla..), może są jakieś lepsze rozwiązania radiowe - mógłbym wtedy to zabrać wszędzie (nawet z tymi akumulatorami, ale już bez kabli). No i muszę tworzyć takie dodatkowe punkty dostępowe, a teraz same urządzenia już mi tworzą sieć i zapewniają komunikacje - niestety nie do końca sprawną.

Obecnie bateria + raspberry + router starcza mi na kilka godzin pracy, gdy chce więcej dokładam kolejną. Nie wiem ile pobierają odpowiednie anteny, których mogę potrzebować ale w razie czego myślę że ze 3 baterie w pojedynczym zestawie zmieszczę. Chciałbym żeby działało mi to nieprzerwanie kilka godzin. Przy czym w razie czego mogę je zmieniać w trakcie działania po jakimś czasie.

Proszę was o pomoc, co i jak mogę tu ulepszyć?

Tryb repeater jest źródłem problemu.

Do tego jeszcze drzewa.

Przy takiej ilości urządzeń w tym trybie to cud, że w ogóle to chce działać.

Pomysł z połączeniem AP skrętką jest właściwym kierunkiem.

Co do AP jeśli ma to działać stabilnie to pomyśl o mikrotiku lub Ubiquiti.

To tak w gwoli zobrazowania pomysłu pierwszego ze skrętką:


Dobrze się rozumiemy?

Minusy jakie tu widzę: mam długi kabel i przy przenoszeniu urządzeń/systemu w inną lokalizację muszę też rozwinąć taki kabel. Tu mam pole działania w prostokącie (40x180m) więc zadziała, jak będzie w kwadracie (np 300x300) to pewnie będę musiał puścić taką "linię komunikacyjną" przez środek, a tam biegają między tym ludzie więc jest to jakieś utrudnienie. Samą skrętkę jako zasilanie mogę wyeliminować bateriami, z tym że routery/AP (?) już będą się komunikować radiowo. Rozumiem że muszę w nich zrezygnować z trybu repeater i zamiast się łączyć z raspberry do jednej sieci o nazwie X to mam skonfigurować kilka sieci i żeby sobie Raspberry łączyło się do jednej najmocniejszej, którą nada któryś z tych AP podłączonych do skrętki. Czy ewentualnie ta sama nazwa sieci na innych kanałach i wtedy w raspberry nie muszę nic zmieniać?

Plusy: szybka komunikacja i brak strachu że mi zła pogoda coś rozgoni, z tego co widzę to długość skrętki może być do 100m w jednym ciągu, a że będę mieć co jakieś 50m router/AP to nie ma strachu.

Te mikrotiki/ubiquiti to tylko AP podłączone do skrętki musiałbym wstawić czy wszystkie WS-WN513N2 musiałbym wymienić?

Anteny w tych wszystkich urządzeniach zostawić czy zmienić na jakieś inne/lepsze/mocniejsze albo/i na jakiejś tyczce wbite w ziemie?

Co do AP/routerów/anten mógłbym prosić o propozycję jakiś konkretnych modeli? Nie znam się na tym i łatwiej jest mi wyjść od jakiejś dobrej propozycji niż szukać w ciemno, kupić i się okaże że coś pomyliłem. W sieciach się znam na tyle, że mam problem rozróżnić router od AP, jako takie pojęcie mam i w domu sobie skonfiguruję sieć ale tu już miałem problem dlatego się do Was zwróciłem.

PS: na schemacie z pierwszego postu wrzuciłem więcej opisów niż w poście, między innymi że mam tam przy tym terenie tyczki (5m) na których jak na masztach mogę te AP ustawić, by były nad terenem trochę. Mogę takie (które?) urządzenia i skrętkę (w tym przypadku skrętkę chyba bym zostawił w ziemi wkopaną bo to akurat jest stałe miejsce funkcjonowania tego systemu) zostawić na cały rok na tych masztach? Nic się nie stanie z tym (poza jakimś piorunem i fizycznym uszkodzeniem np przez wiatr), chodzi mi o upał, mróz, woda itp?

PPS: te schematy robię jak umiem i tylko poglądowo żeby nam się łatwiej dyskutowało więc traktujcie je na luzie

Używasz sformuowania "kabel", jednak liczysz się z tym, że potrzebujesz odrębnego kabla dla każdego AP ?

Nie. Tzn teraz już tak.
Myślałem że to jak w routerze od urządzenia do urządzenia.

No właśnie. Od punktu centralnego do AP. Chyba, że Twój AP ma WAN oraz LAN to można by od punktu centralnego do AP i dalej AP-AP. Tak mi się wydaje.

Ok. Dzięki za to co udało się uzyskać. Liczyłem że uda się wskazać jakieś nazwy urządzeń warte uwagi by nie testować w ciemno i jakieś informacje na temat anten ale niestety się nie udało. Wiem chociaż, że pomysł z poprowadzeniem apeków na skrętce/skrętkach jest słusznym kierunkiem.

Dzięki za pomoc, jakby ktoś chciał jeszcze coś dodać to chętnie wysłucham bo temat jak najbardziej otwarty.

pzdr.

Są urządzenia analogiczne do OmniTIK U-5HnD tylko działające w paśmie 2,4 GHz a nie 5GHz?

Rozpracowuję wariant radiowy, bez kabla.

edit:
dla potomności: Elektroda: Zewnętrzny AP zintegrowany z anteną na pasmo 2.4 GHz

Chyba że ktoś jeszcze ma inne propozycje.