Travaux sur le réseau radio

C’est une activité quasi quotidienne chez SCANI : on surveille et on adapte le réseau radio. Il arrive souvent qu’un ou plusieurs membres envoient des mails, notification télégram, messages sur les réseaux sociaux ou autre pour signaler une baisse de régime ou une panne.

On s’y intéresse généralement dans l’heure … et quand on peut y faire quelque chose, le problème est assez vite résolu. Mais que fait-on exactement ?

Plongée dans la gestion d’un réseau radio

La pierre angulaire du réseau SCANI est notre système d’information. Il se présente sous la forme d’une carte générale du réseau accompagnée d’un certain nombre de pages permettant de savoir ce qui se passe :

Elle rassemble un grand nombre d’information (liste non exhaustive) :

  • L’ensemble des endroits ou SCANI a des équipements radio ou réseau et leur bon fonctionnement (vert ou rouge)
  • L’état des liens radio et fibre optique (plus on tire sur le bleu mieux c’est, plus on tire vers le rouge moins bien c’est)
  • Les membres qui nous ont envoyé un petit mot et à qui nous n’avons pas encore répondu ou qui ont un problème toujours en cours

Elle permet aussi d’accéder à énormément de fonctions qu’on ne détaillera pas ici (ceux que ça intéresse peuvent venir aux permanence du mardi pour découvrir l’outil)

Carte et supervision

Associé à cet outil principale, la surveillance de l’ensemble du réseau (effectuée par Zabbix) envoi des alertes dans plusieurs groupes de discussion auxquels sont abonnés une poignée active de membres SCANI. Dans les 10 minutes qui suivent l’arrêt d’un équipement sur une zone, si des volontaires sont abonnés à ces alertes sur la zone, ils sont au courant et peuvent agir.

Dans ce cas, on saute généralement directement sur la carte à l’endroit ou se situe le problème, ce qui permet, visuellement, un premier contrôle. Si l’installation du membre SCANI qui a un soucis est en rouge, c’est qu’elle n’est pas joignable, et s’il y a aussi du rouge tout autour, c’est que le problème se situe plus en amont, sur un nœud du réseau.

Sources des problèmes

Une fois que l’endroit ou se situe le problème est identifié, on accède à la liste des équipements techniques installés à cet endroit et on sait lesquels sont éventuellement encore joignables ou pas. Bien évidemment, en cas de coupure de courant rien n’est joignable, mais il est impossible, à distance, de distinguer une coupure de courant d’un matériel grillé ou d’un simple disjoncteur coupé. Pour améliorer ça, SCANI s’est doté d’un robot qui interroge régulièrement les services d’ENEDIS pour savoir si des coupures de courant sont en cours ou prévues, zone par zone. Ça donne quelque chose comme ça :

Si, dans le même temps, la supervision retourne un problème sur Saint Fargeau, on a de bonnes chances que ce soit dû à la coupure de courant et on va donc juste attendre un peu, 9 fois sur 10, tout rentre dans l’ordre tout seul.

Lorsque ça ne revient pas tout seul ou qu’on sait que le problème est plus important, un membre de SCANI se rend généralement sur place pour vérifier que tout est alimenté, que les antennes sont toujours là et correctement alignées, etc …

Au secours, ça rame

Il y a aussi le cas, bien plus fréquent, de la baisse de qualité de la connexion. Dans ce cas, l’antenne est toujours accessible à distance mais il faut trouver « ou ça coince ». Faisons un petit zoom sur la carte (on a volontairement enlevé le fond de carte pour éviter de divulguer des informations d’ordre personnelles) :

Admettons que le problème déclaré se situe chez l’abonné en bas à droite de l’image. D’un coup d’oeil, on constate que l’ensemble de la zone est joignable sur le réseau. On voit également que le lien entre ce membre et le relais précédent est d’une couleur qui tire vers le rouge, il y a donc peut être quelque chose à creuser de ce côté. On voit également que sa connexion passe à travers 2 relais avant de sortir sur le trait violet, il faudra donc vérifier le bon fonctionnement de ces deux relais (et des 3 suivants, puisque ce secteur du réseau fait partie d’un secteur plus grand qui a encore 3 autres relais avant la sortie fibre de la zone).

On peut, ponctuellement, trouver des soucis de câblage, avec une connexion dégradée entre deux équipements d’un relais (prise réseau mal faite, câble endommagé par des travaux ou un rongeur, …). Ce problème se diagnostique assez simplement en constatant la vitesse du réseau entre deux équipements situés au même endroit. Habituellement, ils savent discuter à 100Mbps ou 1000Mbps. Si l’un d’entre eux indique 10, il y a un problème et il faut intervenir sur place pour le régler, parfois avec de quoi grimper sur le toit, ça prend donc pas mal de temps à organiser.

Une histoire de fréquence

Plus régulièrement, les problèmes concernent les fréquences. SCANI utilise le spectre libre dans la bande des 5Ghz. Qui dit libre dit qu’on n’a pas besoin de demander le droit de s’en servir, mais, corollaire, tout un chacun peut en faire autant, nous devons donc naturellement composer avec d’autres structures et même des particuliers qui émettent et reçoivent sur les mêmes fréquences que nous.

Pour comprendre le phénomène, l’analogie la plus claire est celle du restaurant plein à craquer. Plus il y a de monde, plus le bruit ambiant augmente, et plus le bruit ambiant augmente, plus vous devez parler fort pour vous faire entendre convenablement de la personne assise en face de vous.

C’est la même chose en radio. Dans les endroits ou la bande est très occupée, on a tendance à pousser la puissance d’émission pour « parler plus fort ». Mais de la même façon que dans la vraie vie, si vous hurlez sur une personne à 1 mètre de vous, elle comprendra moins bien que si vous parlez normalement.

C’est donc un jeu de chat et de souris permanent pour trouver des morceaux de spectre libre ou peu occupés, dans lequel nous sommes aidés par deux outils principaux :

Le « radar radio »

Notre système d’information en premier lieu, nous permettant d’éviter de nous parasiter nous même en installant, au même endroit, deux antennes qui utilisent la même fréquence :

Ce diagramme peut perturber les gens qui ont l’habitude de travailler sur des outils radios. Chaque antenne est représentée par un cadran de couleur permettant de connaître la largeur de bande utilisée (ici 40Mhz) et, lorsqu’on étend la recherche géographique, de voir les antennes qui sont plus loin (le morceau de camembert est plus petit) ou plus proche (il est plus grand) pour se rendre compte de l’impact de perturbation potentielle.

Ici, on voit clairement que deux antennes ont une plage de fréquence commune, ce qui ne doit pas aider à maintenir une bonne performance du réseau. On va donc aller reconfigurer l’antenne orange actuellement calée entre 5560 et 5600 pour la décaler entre 5540 et 5580.

Mais ce diagramme ne nous informe pas sur les réseaux autres que ceux de SCANI susceptibles d’utiliser les fréquences. Pour ça, on se rend directement sur les antennes pour observer l’analyse spectrale radio fine :

Ces trois diagramme représentent peu ou prou la même chose, le premier étant une vue qualitative instantanée, le second une vue « à plat » des quelques dernières secondes et le dernier une vue historique sur une heure. Foi de ces informations, on sait qu’on peut envisager d’installer un lien radio en dessous de 5200Mhz, autour de 5270Mhz ainsi qu’au dessus de 5600Mhz. Tout le reste de la bande est utilisé (et on ne peut pas utiliser la plage 5300-5500).

Arrive donc le moment, après analyse de la situation, ou on intervient concrètement sur le réseau. On se place toujours sur une antenne sur laquelle on sait qu’ont ne peut pas perdre la main en faisant des modification (même principe que lorsqu’on scie une branche, on s’assoie du côté ou il y a le tronc, pas de l’autre) et on indique les nouveaux paramètres radio à notre antenne.

A ce moment précis, le module radio éjecte l’ensemble des antennes qui sont en face, se reconfigure, puis attend que les antennes éjectées reviennent. Sauf que chaque plage de fréquence a ses obligations réglementaires associées, la principale étant le respect de l’usager primaire de la bande : les services météorologiques.

DFS mon amour

Pour faire simple, les radars météo se servent des 5Ghz pour analyser la couverture nuageuse par réflexion à partir de stations au sol. Sauf que si un émetteur crache sur cette fréquence pendant que le radar écoute pour détecter des nuages, le résultat de l’écho radar va ressembler à ça :

Image empruntée au MIT
Article « The Threat to Weather Radars by Wireless Technology »

Du coup, la quasi totalité du matériel radio mondial utilisant la bande des 5Ghz dispose d’une fonction nommée « DFS » (Dynamic Frequency Selection) qui a pour but principal d’obliger un émetteur à changer de fréquence en un temps record (quelques milliseconde) lorsqu’il reçoit un « pulse » émis par un radar météo.

Et pour éviter trop de gymnastique, avant de commencer à émettre, une antenne va « écouter » la fréquence qu’elle souhaite utiliser pendant 30 à 600 secondes avant de commencer à émettre.

En guise de conclusion

Du coup, quand, chez SCANI, on change la fréquence d’une antenne, ça peut engendrer jusqu’à 10 minutes de coupure du réseau pour ceux qui sont situé en aval de cette antenne. Et comme souvent, lorsqu’on modifie le plan de fréquence, on touche plusieurs fois à une fréquence, voir même à plusieurs antennes successivement, ça peut vite devenir désagréable pour les utilisateurs qui sont derrière.

Il nous manque encore un outil de ciblage précis qui permettrait d’avertir les concernés lorsqu’on démarre une campagne de modification de plan de fréquence, mais c’est à l’étude (les spécialistes des graphs acycliques et des requêtes SQL complexes sont les bienvenus s’ils souhaitent venir aider !)

Bien entendu, 95% du temps, tout ça se fait confortablement assis dans un canapé avec un ordinateur portable. Le geek de base est assez flemmard, il faut le savoir !

Il reste beaucoup de choses à raconter sur les actions quotidiennes sur le réseau de SCANI, mais on ne voudrait pas faire trop long 🙂

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