Izmēģinām “MeshCore” decentralizēto radio saziņas tīklu

Kā būtu, ja mēs varētu savā starpā sazināties neatkarīgi no mobilajiem, interneta vai kādiem citiem centralizēti kontrolētiem sakariem? Un darīt to ērtā veidā no saviem mobilajiem telefoniem un bez lielas naudas tērēšanas uz papildus aparatūru? Šāds saziņas rīks varētu būt noderīgs gan vienkāršai saziņai mikrorajona vai ciemata ietvaros, kā arī noderēt kādu dabas vai citu kataklizmu gadījumā, kad ir ierobežoti citi centralizētie saziņas rīki. Protams, kas var būt labāks par projektu, kura uzbūvē piedalies tu pats nevis gaidi, kad to tavā vietā izdarīs kāds cits?

Es tagad runāju par LoRa mesh tīkliem, kas pēdējā laikā kļūst arvien populārāki arī Latvijā. Izrādās, ka LoRa (saīsinājums no “long range”) radio modulācijas tehnoloģiju, kas iepriekš vairāk dzirdēta dažādu lietu interneta (lasi, digitālo skaitītāju) projektu sakarā, var izmantot arī teksta saziņai. Proti, LoRa radio modulācijas tehnoloģija tiek izmantota, piemēram, Meshtastic un MeshCore projektos tas ļauj radīt decentralizētus teksta saziņas tīklus.

Kā darbojas LoRa mesh radiotīkli?

Tie darbojas tā, ka mums vajag ierīci, kas spēj klausīties un pārraidīt attiecīgajās LoRa tīklu frekvencēs (Latvijā LoRa izmanto 868 MHz frekvenču diapazonu) un tad šai ierīcei varam pieslēgties (pamatā ar Bluetooth) ar mūsu mobilo telefonu vai datoru. Tātad, čatojam attiecīgā tīkla mobilajā lietotnē un ziņojumi izplatās caur tīklu radio ierīcēm. Labā ziņa ir tāda, ka šajās frekvencēs varam darboties bez papildus licenču iegūšanas. Otra labā ziņa ir tāda, ka šī saziņa ir šifrēta un neviens no malas mūs nevarēs noklausīties un mainīt ziņojumu saturu. Principā sanāk tāds kā Signal, bet pa radio viļņiem.

Mesh tīklā papildus šādām gala (klientu) radio ierīcēm ir arī tā saucamie repīteri (repeater), kas var būt tieši tādas pašas gala ierīces, kas gluži vienkārši darbojas t.s. atkārtotāja režīmā – saņem datus un pārsūta tālāk. Tas ir nepieciešams, lai saziņa varētu norisināties arī plašākos apgabalos. Ja ierīces atrodas tiešā redzamībā, tad tās spēj sazināties arī vairāku desmitu kilometru attālumā, bet reālistiski pilsētvides apstākļos mēs varam rēķināties ar dažu simtu metru līdz dažu kilometru saziņas attālumu. Jo vairāk tīklā ir saziņas ierīču (nodes), jo uzticamāki un plašākā apgabalā darbosies šie sakari.

Meshtastic un MeshCore

Ar LoRa modulācijas tehnoloģiju darbojas vairāki saziņas projekti no kuriem populārākie ir Meshtastic un MeshCore. Abi projekti principā ir līdzīgi, darbojas uz vienām un tām pašām ierīcēm un piedāvā decentralizētas saziņas iespējas, taču atšķiras abu tīklu tehniskā realizācija. Latvijā var lietot abus tīklus, taču izskatās, ka lielāka aktivitāte šobrīd ir tieši MeshCore komūnā. Tā kā sēdēt klusumā un runāties pašam ar sevi nav diez ko aizraujoši, es pats izmēģināju MeshCore tīklu un iesaku to izmēģināt arī jums. Galu galā, tīkls kļūst labāks tikai tad, kad to izmanto vairāk cilvēku un tīklā izvieto vairāk ierīces (nodes).

Kādas ierīces darbojas LoRa mesh tīklos?

Kā jau iepriekš minēju, mesh tīklu burvība ir tāda, ka tajos sazināties arī ļoti lētas, mazas jaudas (līdz 500 mW ERP) un maza enerģijas patēriņa ierīces. Piemēram, Heltec LoRa 32 (V4) maksā ap 20 ASV dolāriem, bet LILYGO T-Beam ap 30 dolāriem. Viegls apkārt pārnēsājams SenseCAP T1000-E maksā ap 40 dolāriem. Vēl viena kompakta un viegli apkārt nēsājama ierīce, LILYGO T-Echo, maksā ap 60 dolāriem. Ja gribam radio un saziņas iespēju vienā ierīcē, tad par aptuveni 70 dolāriem varam nopirkt LILYGO T-Deck Plus.

Kā redzam, varam izvēlēties no pavisam lētām un plikām platēm, kuras varam iebūvēt pašu 3D drukātos korpusos un apveltīt ar displejiem, papildus antenām un barošanas avotiem, vai arī nopirkt jau gatavas un uzreiz lietojamas ierīces.

Galvenais, pērkot jāatceras, ka ierīcei un tās antenai ir jādarbojas 868 MHz frekvenču diapazonā un kad veiksim ierīces programmatūras uzstādīšanu, konfigurācijā jānorāda EU Narrow frekvenču iestatījumi.

Es pats kā pirmo nopirku LILYGO T-Echo ierīci un izmantoju to kopā ar telefonu. Proti, T-Echo klausās radio ēteru pēc MeshCore sakariem un nodod saklausīto uz telefonā uzstādīto MeshCore lietotni. No sākuma man bija ierīcē jāielādē MeshCore programmatūra. To var atrast MeshCore Web Flasher tīmekļa vietnē, kur varam (ar Chrome pārlūku) veikt programmatūras uzstādīšanu no datora, kam ar USB kabeli pievienota MeshCore ierīce vai radio ierīcē pa tieši iekopējot programmatūras failu un ierīci restartējot. Forši, ka vairumu no šādām ierīcēm var izmantot gan Meshtastic, gan MeshCore tīklos un uz tām darbojas šo abu tīklu programmatūra. Ja T-Echo ierīcei veiksim pielāgojumus, lai nevaram nejauši saspaidīt tās sānā izvietotās pogas, tad to var ērti nēsāt apkārt un visu laiku būt saziņā. Ierīcē ir iebūvēta baterija un principā savas 3-4 dienas tā spēj darboties bez uzlādes.

OK, ierīce man ir. Kā sazināties?

MeshCore mobilās lietotnes pieejamas Android un Apple iOS ierīcēm, kā arī kā tīmekļa versijas. Tātad, esam mūsu izvēlētajā radio ierīcē uzstādījuši MeshCore programmatūru un norādījuši korektos frekvenču iestatījumus. Tālāk uz telefona uzstādām MeshCore programmu un tad no tās caur Bluetooth savienojamies ar mūsu radio ierīci. Pēc kāda laiciņa, kad tā būs paklausījusies ēteru, sāksim redzēt apkārt esošās ierīces (nodes) un publiskajā čata kanālā pirmos paziņojumus. Kartes skatā varam redzēt aptuveno tīkla dalībnieku informāciju mums apkārt. Aptuveno tāpēc, ka radio ierīcēm nav pienākums nodot tīklā savu atrašanās vietu, taču varam šādu informāciju nodrošināt.

Ja savas MeshCore ierīces mums vēl nav, bet gribam jau sākt iepazīties ar tīklā notiekošo, varam ielūkoties kādā no t.s. logeriem. Piemēram, anrijs.lv/meshlog varam aplūkot to, kādas ierīces šobrīd darbojas tīklā, kur tās aptuveni ir izvietotas un ko cilvēki čato publiskajā kanālā. Šāds logeris noderēs arī tad, kad būsim tikuši pie savas ierīces un mēģināsim saprast vai tā vispār strādā.

Aptuveni mēnesi esmu pabakstījies gan ar MeshCore gala iekārtu, gan repīteri un manas atziņas ir tādas, ka ir liela nozīme tam, kur radio ierīce atrodas. Pat ja ar telefonu čatosim mājās, labāk radio ierīci vai tās antentu iznest ārpus mājas. LoRa tīkli, protams, izplatās tālu, taču ēkas u.c. objekti signālu bloķē un rada situācijas, kad pat dūšīgi ar sakaru ierīcēm (nodēm) noklātajā Rīgā ne visas ziņas varu saņemt un nosūtīt. Situācija krietni uzlabojās, kad sev tuvumā uzstādīju repīteri. Tagad manas ziņas diezgan garantēti caur to izplatās tīklā un arī es pats bez problēmām saņemu principā visu, kas tiek runāts Rīgā un tās tuvumā. Kad sapratīšu, kā repīteri padarīt autonomāku, plānoju to novietot kaut kur augstāk, lai tas spēj vēl stabilāk un plašāk darboties.

Ko tālāk?

Kad pirmā sajūsma par jauno un decentralizēto saziņas tīklu ir mazliet noplakusi, ir vērts aplūkot karti. Ir ļoti labi redzams, ka vismaz pagaidām 2025. gada nogalē MeshCore tīkls diezgan labi aptver Rīgu un tai tuvākās pilsētas. Daži atsevišķi punkti mēģina iedzīvoties arī Latvijas reģionos. Un skaidrs ir viens – jo vairāk būs radio ierīces (nodes), jo kvalitatīvāk darbosies sakari un mūsu ziņas spēs izplatīties plašāk.

Tieši tāpēc ir vērts padomāt par repīteriem. MeshCore tīkla ierīces principā var patērēt pavisam maz enerģijas un tādējādi pavisam reāli ir izveidot repīterus, kas enerģiju iegūst no saules paneļiem un tādējādi spēj diskrēti un autonomi darboties. Sagatavojam, uzstādām kādā tornī vai uz jumta un aizmirstam – lai ierīce dara savu darbu bez mūsu iesaistes.

Un te ir ļoti plašas manevru iespējas. Noteikti būs cilvēki, kas sapirks komponentes, kārbiņas, blīves, līmes un paši uzmeistaros repīterus, bet būs arī tādi kā es, kam rokas aug no pēcpuses un meklēs pēc jau gataviem risinājumiem. Pēc īsas gūglēšanas sesijas atradu WisMesh Repeater Mini, kas maksā ap 100 dolāriem un ir jau gatavs risinājums ar MeshCore saderīgiem radio dzelžiem, antentu un kvalitatīvi iebūvēts kārbiņā ar saules panelīti. Lai arī šādu repīteri palaist tīklā nav tik interesanti kā no nulles pašam to uzbūvēt, tomēr arī šajā gadījumā ir par ko padomāt. Ierīcē būs jāuzstāda MeshCore repītera programmatūra un jāpaspēlējas ar iestatījumiem. Kā izrādās, mūsu rudenī jau var būt par maz gaismas, lai saules panelis spētu ierīci uzlādēt un vismaz pagaidām ik pēc kādas nedēļas mans repīteris izlaiž garu. Būs jādomā, kā tajā ielikt lielākas baterijas vai par repītera novietošanu kaut kur augstākā un labāk apgaismotā vietā. Tāpat nav skaidrs, kas notiks ziemas spelgonī. Bet skaidrs ir viens, kad būšu vai nu ar šo, vai citu komplektu atkodis to, kā uzbūvēt Latvijas apstākļiem derīgu autonomu repīteri, varēs tos sagatavot vairākus un izvietot dažādos mūsu skaistās valsts nostūros.

Manuprāt, šis ir tāds foršs un samērā praktiski noderīgs urķēšanās projekts lieliem un maziem. LoRa mesh tīklu ierīces nemaksā pārlieku dārgi un principā nekā diži tehniska tur nav, lai tiktu līdz saziņas iespējām. Būtu forši, ja šī raksta iespaidā saaktivizētos interesenti ārpus Rīgas un palīdzētu MeshCore tīklu paplest plašāk pa visu Latviju. Internetā ir gana daudz informācijas par šo tēmu un varu ieteikt iegriezties arī vietējā MeshCore/Meshtastic komūnas čatā, lai uzzinātu šīs jomas aktualitātes un iegūtu atbildes uz neskaidrajiem jautājumiem.