OpenWifi projekt arendab avatud Wi-Fi kiipi FPGA ja SDR baasil.

FOSDEM 2020 konverentsil esitati projekt OpenWifi, mis arendab esimest avatud rakendust täiuslikust Wi-Fi 802.11a/g/n tehnoloogiast, mille signaalivorm ja modulaator on määratletud tarkvara kaudu (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi võimaldab luua täielikult kontrollitava teostuse kõikidest traadita seadme komponentidest, sealhulgas madala taseme kihtidest, mis traditsioonilistes traadita adapterites on realiseeritud auditeerimiskohustuslike kiipide tasemel. Kood tarkvarakomponentide, samuti skeemid (Verilog) riistvarablokid põhinevad FPGA-l ja need jagatakse AGPLv3 litsentsi alusel.

Demonstrandi tööprototüübi riistvara põhineb Xilinx Zynq FPGA-l ja universaalsel saatja-vastuvõtjal (RF) AD9361. OpenWifi kasutab SoftMAC arhitektuuri, mis tähendab Wi-Fi 802.11 (high-MAC) kesksete funktsioonide realiseerimist draiveri poolel ja madala taseme MAC kihti FPGA poolel. Traadita pinu jaoks kasutatakse Linuxi tuuma poolt pakutavat mac80211 alamsüsteemi. SDR-iga suhtlemiseks kasutatakse spetsiaalset draiverit.

Põhifunktsioonid:

• Täielik tugi 802.11a/g ja osaline tugi 802.11n MCS 0~7 (hetkel ainult PHY rx). Plaanis on toetada 802.11ax;
• Laius 20MHz ja sagedusvahemik 70 MHz kuni 6 GHz;
• Töörežiimid: Ad-hoc (klientseadmete võrk), juurdepääsupunkt, jaama ja jälgimisega;
• Protokolli realiseerimine FPGA poolel kanali tasandil DCF (Distributed Coordination Function), mis kasutab CSMA/CA meetodit. Raami töötlemise aeg tagatakse (SIFS) tasemel 10us;
• Konfigureeritavad parameetrid kanali ligipääsu prioriteedi osas: RTS/CTS kestus, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-aeg jne.
• Aja kvantimine (Time slicing) MAC-aadressi alusel;
• Lihtsalt muudetav ribalaius ja sagedus:
  2MHz 802.11ah jaoks ja 10MHz 802.11p jaoks;

Praegu pakub OpenWifi toetamine SDR-platforme FPGA-l
Xilinx ZC706, milles on vastuvõtjad Analog Devices FMCOMMS2/3/4, samuti koosolekud (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB ja ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Laadimiseks on loodud valmis pilt ARM Linux'i SD-kaardile. Plaanis on toetada koosolekuid ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 ja
Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

USB-adapter TL-WDN4200 N900 abil avatud Wi-Fi-punktiga kliendi ühenduvuse jõudluse testimine võimaldas saavutada andmeedastuskiirus 30,6 Mbps (TCP) ja 38,8 Mbps (UDP) juurdepääsupunktist kliendile ning 17,0 Mbps (TCP) ja 21,5 Mbps (UDP) kliendilt juurdepääsupunkti. Halduseks võivad kasutada Linuxi standardutiliite, nagu ifconfig ja iwconfig, samuti spetsialiseeritud utiliiti sdrctl, mis töötab läbi netlinki ja võimaldab hallata SDRi tööd madalal tasemel (registreerimise manipuleerimine, ajakvantisatsiooni seadete muutmine jne).

Teistest avatud projektidest, mis katsetavad Wi-Fi steki, võib märkida projekti Wime, mis arendab IEEE 802.11 a/g/p edastit GNU Radio ja tavalise PC alusel. Avatud tarkvara 802.11 traadita steke arendavad ka projektid Ziria ja Sora (Microsoft Research Software Radio).

Allikas: opennet.ru