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PRESENTATION D’UNE GOBOX BULLE WIFI HOME MADE

Je vais vous présenter un projet d’une gobox bulle WIFI que j’ai réalisée pour l’EMCOM et pour l’amusement.

Cette gobox permet d’offrir un réseau WIFI, une téléphonie IP, un mini-serveur FREEDOM BOX OFF GRID à base de raspberry pi et un load balancing (redondance de plusieurs connexions internet). Elle est autonome en énergie. Elle offre une messagerie textuelle, vocale et vidéo autonome en interne.

Le projet est un mix d’appareils de récupération et neufs. Mon but est de montrer qu’il est possible pour un particulier de construire une gobox avec un minimum de frais.

MAJ : 19/01/2024

PRESENTATION DE LA GOBOX

Le but de cette GOBOX bulle WIFI est d’offrir une bulle WIFI internet n’importe où avec une autonomie en énergie de 7h. Elle se déploie très facilement et rapidement.

Elle offre un accès internet 4G qui peut être dédoublé avec une autre source : câble, VSAT, Starlink. Le routeur load balancing permet de basculer automatiquement d’une source à l’autre.

En plus, elle est équipée d’un serveur local Freedom Box adapté par mes soins. Il permet d’avoir des services locaux comme une messagerie de tchat eJabberd, une messagerie vocale multi-utilisateurs Mumble, un serveur mail, un wiki, un blogue, vidéoconférence, partage de fichiers, … tout ça en local avec les applications Windows, Mac OS, Android, Linux et Iphone incluses.

Un gateway SIP DECT permet d’utiliser 4 téléphones sans fils DECT en local et d’avoir deux lignes externes OVH. Cela offre ainsi une téléphonie via VoIP.

En résumé, elle permet d’avoir des services de messageries minimum en local, un accès à internet autour et de la téléphonie.

MATERIEL

Cette GOBOX 100 % amateur a été réalisée avec du matériel acheté d’occasion, de récupération et neuf.

Liste :

· Routeur 4G TP-Link MR200 (Flybox Orange avec carte SIM prépayée Orange) : WAN1

· Routeur TP-LINK ER605 : routeur load banlancing et DHCP

· Routeur WIFI Cisco de récupération configuré en AP WIFI 

· Rasperry Pi 3B+ équipé de l’image Freedom Box Off Grid : serveur d’applications locales

· Base DECT IP Gigaset C530 IP + 4 combinés

· Une alimentation à découpage 220VAC / 12 VDC avec fonction UPS sur accus au plomb 12 VDC

· Un convertisseur 12VDC / 5VDC USB

· Un attaché caisse en carton renforcé alu de récupération

· Des colliers colson pour attacher les éléments fixes

· Du Velcro pour attacher des éléments amovibles

· Des Wagos pour les câbles électriques

· Des connecteurs 12V pour alimenter les différents appareils

· Des connecteurs USB pour alimenter les appareils 5 et 6V

· Un accus plomb au gel 12V 14 Ah REC14-12

· Des patchcords ethernet RJ45

· Câbles d’alimentations DC

Tout se trouve sur Aliexpress, Ebay et Amazon.

Les câbles d’alimentations 12V sont récupérés de vieilles alimentations de routeurs, …

Les câbles, les colsons, le Velcro et les wagos se trouvent dans les magasins de bricolages ou d’électroniques.

TOPOLOGIE IP

Voici un schéma de la topologie réseau :

Le routeur Load Balancing est le routeur principal. Il fait office de firewall, routeur, serveur DHCP, de switch gigabit et du basculement automatique entre WAN1 et WAN2. Bien choisir des sous-réseaux IP différents comme dans le schéma. Il faut éviter 192.168.0.0/24 et 192.168.1.0/24 pour le LAN et WAN1 car vous risquerez de rencontrer ces sous-réseaux dans d’autres WAN (connexion ADSL, 4G, …).

Les sources internet sont le routeur 4G (WAN1) et une autre source (WAN2). Le routeur bascule sur WAN2 si absence de connexion sur WAN1. Il faut attendre 3 minutes lors du basculement avec le TP-LINK ER605. On connecte une des prises LAN des routeurs/modem internet sur la bonne entrée WAN du routeur load balancing.

L’AP WIFI permet d’avoir une connexion WIFI aux alentours de la GOBOX. On fera bien attention à désactiver le serveur DHCP !!! On le connecte sur une des prises ethernet LAN, pas WAN !!! On choisit un SSID simple et un mot de passe avec WPA2 au minimum. Les clients se connectent dessus.

Une autre porte ethernet est disponible pour brancher un autre AP wifi de longue portée.

Le server FREEDOM BOX OFF GRID est connecté au LAN et en IP fixe. On fera bien attention à désactiver le serveur DHCP et l’AP WIFI du RPI! Pour la configuration, lisez le tutoriel écrit à cet effet.

Le gateway SIP IP DECT est programmé en IP dynamique comme il sert à d’autres usages sur d’autres LAN. Il a deux comptes SIP OVH en abonnement de base pour deux lignes externes. D’autres fournisseurs existent. Je recommande Belgium VOIP qui ont une excellente expérience dans le domaine, un SAV super top pour un prix correct. Concernant les téléphones DECT, la base permet de connecter 4 combinés et gère elle-même la téléphonie interne.

PARTIE ELECTRIQUE

Matériel :

Alimentation à découpage 220VAC/12VAC 120W :

Connecteur 12V DC 5,5 x 2,1 mm mâle pour alimenter les équipements 12V (routeur, AP WIFI et routeur 4G) :

Répartiteurs WAGO :

Convertisseur 12V/5V avec ports USB :

Kit injecteur PoE pour AP WIFI supplémentaire :

L’alimentation 220VAC vers 12 VDC est équipée d’une fonction UPS qui permet de basculer sur un accu en coupure de courant.

On connecte tous les équipements 12V directement sur la sortie 12 VDC. Bien repérer la polarité ! En règle générale, l’âme du connecteur DC est le positif, mais attention, des fois, c’est l’inverse …

Les équipements 5V et 6V se connectent sur les ports USB. Les ports USB peuvent aussi servir pour recharger des smartphones.

On prendra des câbles d’une section suffisante pour supporter des intensités de 2 A par connexion et 10 A (1,5 mm) à la sortie de l’alimentation.

L’auxiliaire permet d’alimenter un autre appareil en 12V : un deuxième access point WIFI que l’on peut placer à un meilleur endroit pour accroître la couverture. Grâce au kit injecteur PoE, on peut utiliser un patchcord ethernet pour le data et l’alimentation. Ce kit se branche sur la source 12V auxiliaire et sur une des portes du switch d’un côté. De l’autre côté, on ressort le 12V sur le connecteur d’alimentation et le data sur l’ethernet.

Le système au complet consomme entre 1 et 2 A en 12 V à la sortie de l’alimentation : 0,9 A en régime, 1,5 à 2 A au démarrage. Parfois, 1,5 A en régime. En gros, je tourne autour de 24 W maximum.

Il est judicieux de bien mesurer les consommations de vos éléments. Aussi, un petit test très empirique : sentir si un équipement chauffe trop. Quelque chose qui chauffe trop est quelque chose qui consomme trop de courant.

SERVICES LOCAUX GRACE A FREEDOM BOX OFF GRID

Freedom Box Off Grid offre des services hors ligne. Ainsi, on peut utiliser certaines applications en local. Les applications sont disponibles sur Windows, Android, Linux, Mac OS et iPhone. Les installations sont incluses hors ligne évidemment.

On connecte une tablette, un smartphone ou un PC, et hop, on a accès à pleins de petits services locaux !

Un tchat textuel du style de Messenger (eJabberd)

Une plateforme vocale en groupe (Mumble)

Une salle de discussion vidéo (Janus)

Un service d’email (POSFIX)

Un partage de fichier (SAMBA)

Tout ça fonctionne sous Windows (PC), Android (smartphone et tablettes), iPhone, Mac OS et Linux (PC).

Pour plus d’information, voir le tutoriel à cet effet.

MATERIEL VSAT

La parabole Tooway (photo 1) est connectée via coaxial au modem Viasat. Le modem est relié à un access point Cisco Aironet configuré en mode bridge WIFI. Il est relié à une antenne 2,4 GHz. A l’autre bout, un autre Cisco Aironet réceptionne le WIFI. Ensuite, tout est relié à un routeur Linksys WRT54. J’utilise des vieux AP Cisco car ils sont beaucoup plus robustes en extérieur et car le débit du VSAT ne dépasse pas les 15 Mbps dans mon cas. En outre, les AP Cisco sont beaucoup plus stables et résilients en mode propriétaire bridge.

L’ensemble modem Viasat, alimentation et AP WIFI sont logés dans un petit coffret électrique métallique prévu pour extérieur avec aération et grilles de protection contre les intrusions des rongeurs.

Les câbles extérieurs sont protégés sous gaine annelée. Le mieux est d’utiliser des tubes HDPE (marque Socarex) de petit diamètre car ils résistent aux UV, contrairement à l’annelé. De plus, le Socarex résiste à plusieurs tonnes de compression.

Pour une utilisation EMCOM 100 % autonome, il faut une source portable 220 VAC : un Ecoflow, un Jackery, un UPS avec un accus 12V, un booster de voiture avec un convertisseur DC/AC, un groupe électrogène, ... La multitude des tensions DC requise oblige à utiliser du 220 VAC. Le modem et sa parabole consomment 30 W pour une tension de 30 VDC. Il faut ajouter à ça tous les autres éléments : AP Cisco, injecteurs PoE, ....

AMATEUR VS PROFESSIONNEL

Le projet ici présent est 100 % amateur. Mon but est de monter un système très complet qui ne doit pas coûter des sommes astronomiques et qui doit être portable. L’ennui des gobox pro est qu’elles sont vites trop lourdes. Les firmes qui les développent demandent des prix assez conséquents : on peut vite compter 5000 € pour une gobox complète.

On pourrait grouper les gobox en 3 catégories :

· Gobox amateur

· Gobox semi-pro

· Gobox pro

Mon projet est quelque chose de très amateur (gobox amateur) déjà par l’attaché caisse utilisé. C’est un attaché caisse en carton renforcé en aluminium léger. Celui qui coute le moins cher, mais qui est très pratique à moduler si on est pas très regardant sur l’esthétique, tout en y apportant tout le soin nécessaire. Je l’ai réalisé avec l’outillage de base du particulier bricoleur.

Le matériel utilisé est un mix de récupération, d’occasion et de matériel neuf. J’utilise du matériel informatique domestique moyen de gamme. On peut récupérer un vieux routeur WIFI pour faire un AP WIFI par exemple. D’autres appareils ont été achetés d’occasion. Le matériel neuf est du moyen de gamme à des prix abordables.

Le point auquel j’ai fait très attention, c’est d’avoir la consommation la plus basse possible. Après, le poids et l’encombrement des équipements d’avoir la disposition la plus pratique. On attache une importance très grande au soin du montage. Ce n’est pas parce qu’on utilise des colliers de serrages et des agrafes que l’on doit bâcler son montage. Le câblage doit être propre.

Pour monter en gamme (gobox semi-pro), on peut utiliser une flighcase rack 19’’ (rack sono). Il existe un tas de modèles trolley ou non. Les racks 19’’ de sono ont l’avantage d’être adaptés au transport et facilement aménageables. Ils permettent d’avoir une finition plus professionnelle. Ils sont évidemment plus lourd. Gardez à l’esprit que la gobox doit être facilement transportable par une personne seule.

Avec les flightcases trolley renforcés (gobox pro), on peut faire des montages beaucoup plus professionnels. Cependant, le prix monte avec. En professionnel, on choisit des équipements (routeurs, modems 4G, …) de qualité supérieure. Il y a un usinage à réaliser derrière. De la main d’œuvre à prévoir si on ne possède pas les compétences. Cela n’est pas accessible à tous. Tous ces aspects font monter les prix en flèche.

Certains se perdent à réaliser des gobox très complètes et solides, mais aussi très lourdes. Or, plus c’est léger, mieux c’est. Cela ne sert à rien de proposer un système qui pèse 80 kg et exige deux personnes pour le transport. On va préférer une gobox de maximum 30 kg transportable par une personne seule.

Le choix de votre montage dépend de vos attentes. Une gobox amateur offrira informatiquement les mêmes services qu’une gobox pro, mais le matériel étant de moins bonne qualité, il faudra y apporter plus de soins. Le projet présenté ici ne convient pas pour être installé dehors sous la pluie. Il doit être installé à l’abris. Si vous visez une utilisation en extérieure et plus rude, dirigez-vous vers une gobox semi-pro ou pro.

AUTRES TUTORIELS CONNEXES SUR ON3MEE.BE

· Starlink et VSAT – Partage d’expériences : https://www.on3mee.be/telecom/vsat.htm

· Stratégie EMCOM : https://www.on3mee.be/telecom/emcom.htm

· Présentation d’une gobox home made : https://www.on3mee.be/telecom/gobox.htm

· Freedom Box Off Gride (un serveur d’applications locales sur raspberry pi ) : https://www.on3mee.be/informatique/freedom_box_off_grid.htm

· Les réseaux IP temporaires (ouvrage qui explique de A à Z le déploiement d’un LAN pour évènementiel et emcom) : http://www.on3mee.be/telecom/telecom_radio_public_et_pro_partie_2.pdf

POUR EN SAVOIR PLUS SUR LA RADIO

N’hésitez pas à consulter les autres articles sur la radio de mon site : www.on3mee.be.