Mesh netwerk 868 MHz

Een Mesh netwerk is wellicht bekend om de prestatie van een WiFi netwerk in huis te verbeteren. Een vergelijkbaar netwerk kwam ik op het spoor toen ik mij aan het verdiepen was in Mesh netwerken. Ik werd via de site https://meshtastic.org/docs/getting-started/ geïnspireerd om mijn eerste ervaringen met een eigen Mesh netwerk op te doen.

In Nederland zijn er steeds meer zendamateurs en niet zendamateurs die gebruik maken van de vrijgestelde ISM-frequentieband in Europa op 868 MHz voor LoRa (long range) apparatuur. Naast 868 MHz is er ook apparatuur beschikbaar voor 433 MHz. Daar heb ik zelf nog niet voor gekozen omdat ik eerst ervaring op 868 MHz wilde opdoen.  Binnen het licentievrije spectrum van 868 MHz zijn in Europa vijf segmenten gereserveerd die worden aangeduid als subbanden.  In onderstaande tabel zijn deze subbanden weergegeven waarbinnen de apparatuur mag uitzenden.

De eigenschappen van het LoRa protocol is dat het werkt in de ISM-band en dat het zendvermogen beperkt is. Dus ook het energie verbruik is beperkt wat het als communicatie medium uitermate geschikt maakt om bijvoorbeeld in noodgevallen via een accu langdurig in bedrijf te zijn. Wat verder erg interessant is dat het LoRa signaal tot 20 dB onder de ruisdrempel een signaal kan decoderen. Dus een laag energie verbruik en een succesvol ontvangst onder de ruisdrempel, helaas houdt dat wel in dat de datasnelheid van het protocol laag is (minder dan 0,5 kbps). Kortom niet geschikt voor spannende video of digitale spraak maar wel voor het versturen van tekstberichten.

Nu terug naar de Meshtastic website, daar staat een goede handleiding omschreven wat je kunt doen om een apparaat met een zgn. ESP32 chip te voorzien van software (firmware) zodat je de eerste voorzichtige stappen kunt maken met een eigen Mesh netwerk. De prijzen die je moet betalen voor de ESP32 apparatuur (hierna modules) zijn niet duur, de prijzen variëren van € 18 tot zo’n € 30,–. Je vindt op de website terug welke apparatuur geschikt is, ik heb besloten om een tweetal modules aan te schaffen (Heltec V3 en een LILLYGO TTGO LoRa). Ik had er twee aangeschaft omdat ik vermoede dat er nog weinig stations in bereik zouden zijn om te testen met mijn eigen Mes netwerk. Inmiddels weet ik beter en zie vaak de netwerken wt8b (op 855m), GF1 (PA1GF op 435 m) en soms RCB1 (PI4RCB op 6,1 km) op mijn ontvanger binnenkomen. Wat wel belangrijk is om een goede ontvangstantenne aan te schaffen, zelf heb ik een verticaal aangeschaft met een versterking van 5 dBi. Deze antenne staat bij mij op het bureau in een testopstelling en ben van plan om deze binnenkort in de mast te plaatsen. Verwacht niet te veel van de antennes die bij de ESP32 modules worden geleverd, deze zijn niet heel erg geweldig.

Het configureren van het netwerk kan de eerste keer het best via de website verzorgd worden. Daar zijn meerdere mogelijkheden om na het succesvol installeren de module te configureren.  Bij de configuratie bepaal je bijvoorbeeld de naam, kanalen, positie, de toepassing van de module (bij mij op Client = laagste vermogen), zendvermogen (tot max 27dBm), de regio (op EU_868 zetten). Onder netwerk kun je bepalen of WiFi enabled wordt. Doe je dat niet dan zal de module via Bluetooth te benaderen zijn.

Na de eerste configuratie en de keuze voor WiFi kan de module via het netwerk benaderd worden. Ik heb op mijn Android telefoon de app Meshtastic hiervoor geïnstalleerd.

Als de module is aangesloten dan kan het protocol MQTT aangezet worden. De module kan dan via een zgn. broker verbinding maken over het internet en dan komt bv. heel Nederland in beeld. Ik heb daar zelf ook mee getest via de PA8F MQTT broker. Fred is zeer actief en je kunt via Telegram lid worden van Meshtastic Netherlands (nu 101 leden) waar de inlog gegevens voor de broker beschikbaar zijn maar ook veel kennis en ervaring over het Mesh netwerk in Nederland wordt gedeeld. Zelf heb ik het MQTT uitgezet omdat ik vooral geïnteresseerd ben in het RF bereik. Daarbij wil ik ook dat het netwerk bij uitval van de netspanning via een accu (en wellicht een PV-paneel) in bedrijf blijft. Nu vind ik het vooral erg leuk om de pubers thuis te pesten met mijn eigen netwerkje voor berichtjes.

Dit artikel is slechts bedoeld als eerste aanzet om interesse te wekken met Mesh netwerken. Ik hoop dat anderen ook geïnteresseerd raken om te experimenteren. Het zou best aardig zijn om een A03 Channel te gebruiken voor lokale communicatie. Tevens is het een leuke bijkomstigheid dat niet gelicenseerden interesse krijgen om de zendamateur licentie te behalen of met bv. Zelfbouw te experimenteren.

Peter (PC3M)