LTE Multi-Tower Mesh: Сценарій з 3+ вишками¶

Огляд¶

Цей документ описує розгортання mesh-мережі з трьома і більше LTE вишками, де кожна може бути як клієнтом так і точкою доступу одночасно.

Топологія¶

Базова схема (3 вишки)¶

                         ┌─────────────────┐
                         │   🌐 INTERNET   │
                         └────────┬────────┘
                                  │
                         ┌────────▼────────┐
                         │    ВИШКА A      │
                         │   (Primary)     │
                         │ ─────────────── │
                         │ • Starlink      │
                         │ • Open5GS Core  │
                         │ • srsENB        │
                         │ • WG Hub        │
                         └───┬─────────┬───┘
                    LTE      │         │      LTE
                 ┌───────────┘         └───────────┐
                 │                                 │
        ┌────────▼────────┐               ┌────────▼────────┐
        │    ВИШКА B      │     LTE       │    ВИШКА C      │
        │  (Secondary)    │◄─────────────►│  (Secondary)    │
        │ ─────────────── │   backup      │ ─────────────── │
        │ • LTE Modem→A   │               │ • LTE Modem→A   │
        │ • srsENB        │               │ • srsENB        │
        │ • Local Core    │               │ • Local Core    │
        └────────┬────────┘               └────────┬────────┘
                 │                                 │
            ┌────▼────┐                       ┌────▼────┐
            │Клієнти B│                       │Клієнти C│
            └─────────┘                       └─────────┘

Розширена схема (5+ вишок)¶

                              INTERNET
                                  │
                         ┌────────▼────────┐
                         │    ВИШКА A      │
                         │   HUB/Primary   │
                         └───┬───┬───┬─────┘
                             │   │   │
              ┌──────────────┘   │   └──────────────┐
              │                  │                  │
     ┌────────▼────────┐ ┌──────▼───────┐ ┌────────▼────────┐
     │    ВИШКА B      │ │   ВИШКА C    │ │    ВИШКА D      │
     │   Secondary     │ │  Secondary   │ │   Secondary     │
     └───────┬─────────┘ └──────────────┘ └────────┬────────┘
             │                                     │
    ┌────────▼────────┐                   ┌────────▼────────┐
    │    ВИШКА E      │                   │    ВИШКА F      │
    │   Tertiary      │                   │   Tertiary      │
    └─────────────────┘                   └─────────────────┘

Ролі вишок¶

Primary (Hub)¶

Має прямий інтернет (Starlink, оптика)
Центральний Open5GS Core
WireGuard Hub для всього mesh
Обслуговує Secondary вишки як клієнтів

Secondary¶

Підключається до Primary через LTE
Має власний srsENB для своїх клієнтів
Локальний Core для офлайн-режиму
Може бути relay для Tertiary вишок

Tertiary¶

Підключається до Secondary через LTE
Два хопи до інтернету (Tertiary → Secondary → Primary)
Максимальна автономність

IP-адресація¶

WireGuard Mesh¶

Вишка	WG IP	Роль	Підмережа клієнтів
A	10.10.10.1	Primary	10.10.20.0/24
B	10.10.10.2	Secondary	10.10.21.0/24
C	10.10.10.3	Secondary	10.10.22.0/24
D	10.10.10.4	Secondary	10.10.23.0/24
E	10.10.10.5	Tertiary	10.10.24.0/24
F	10.10.10.6	Tertiary	10.10.25.0/24

Open5GS Core¶

Вишка	MME IP	SGW IP	PGW IP
A (Primary)	10.10.10.1	10.10.10.1	10.10.10.1
B (Local)	10.10.10.2	10.10.10.2	10.10.10.2
C (Local)	10.10.10.3	10.10.10.3	10.10.10.3

Конфігурація¶

Вишка A: Primary Hub¶

WireGuard Hub¶

# /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
Address = 10.10.10.1/24
PrivateKey = <PRIVATE_KEY_A>
ListenPort = 51820
PostUp = iptables -A FORWARD -i wg0 -j ACCEPT
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE
PostDown = iptables -D FORWARD -i wg0 -j ACCEPT
PostDown = iptables -t nat -D POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE

# Вишка B
[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_B>
AllowedIPs = 10.10.10.2/32, 10.10.21.0/24, 10.10.10.5/32, 10.10.24.0/24

# Вишка C
[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_C>
AllowedIPs = 10.10.10.3/32, 10.10.22.0/24

# Вишка D
[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_D>
AllowedIPs = 10.10.10.4/32, 10.10.23.0/24, 10.10.10.6/32, 10.10.25.0/24

Open5GS MME¶

# /etc/open5gs/mme.yaml
mme:
  freeDiameter: /etc/freeDiameter/mme.conf
  s1ap:
    - addr: 0.0.0.0
  gtpc:
    - addr: 10.10.10.1
  gummei:
    plmn_id:
      mcc: 001
      mnc: 01
    mme_gid: 1
    mme_code: 1
  tai:
    plmn_id:
      mcc: 001
      mnc: 01
    tac: 1
  security:
    integrity_order: [EIA2, EIA1, EIA0]
    ciphering_order: [EEA0, EEA1, EEA2]

srsENB¶

# /etc/srsran/enb.conf
[enb]
enb_id = 0x19B01
mcc = 001
mnc = 01
mme_addr = 127.0.0.1
gtp_bind_addr = 10.10.10.1
s1c_bind_addr = 10.10.10.1
n_prb = 50

[rf]
device_name = lime
device_args = auto
dl_earfcn = 3100
tx_gain = 60
rx_gain = 40

Вишка B: Secondary¶

WireGuard Client¶

# /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
Address = 10.10.10.2/24
PrivateKey = <PRIVATE_KEY_B>
# Роутинг через LTE
Table = off
PostUp = ip route add 10.10.10.1/32 via $(ip route | grep wwan0 | grep default | awk '{print $3}') dev wwan0
PostUp = wg set %i fwmark 51820
PostUp = ip route add default dev %i table 51820
PostUp = ip rule add fwmark 51820 table 51820
PostUp = iptables -A FORWARD -i wg0 -j ACCEPT
PostUp = iptables -t nat -A POSTROUTING -o wg0 -j MASQUERADE

[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_A>
Endpoint = <PRIMARY_PUBLIC_IP>:51820
AllowedIPs = 0.0.0.0/0
PersistentKeepalive = 25

# Вишка E (Tertiary через B)
[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_E>
AllowedIPs = 10.10.10.5/32, 10.10.24.0/24

srsENB для своїх клієнтів¶

# /etc/srsran/enb.conf
[enb]
enb_id = 0x19B02
mcc = 001
mnc = 01
# Підключення до Primary Core через WG
mme_addr = 10.10.10.1
gtp_bind_addr = 10.10.10.2
s1c_bind_addr = 10.10.10.2
n_prb = 50

[rf]
device_name = lime
device_args = auto
# Інша частота!
dl_earfcn = 3350
tx_gain = 60
rx_gain = 40

Локальний Core (для офлайн)¶

# /etc/open5gs/mme-local.yaml
mme:
  freeDiameter: /etc/freeDiameter/mme.conf
  s1ap:
    - addr: 127.0.0.1
  gtpc:
    - addr: 10.10.10.2
  gummei:
    plmn_id:
      mcc: 001
      mnc: 01
    mme_gid: 2
    mme_code: 2
  tai:
    plmn_id:
      mcc: 001
      mnc: 01
    tac: 2

Вишка E: Tertiary¶

WireGuard через Вишку B¶

# /etc/wireguard/wg0.conf
[Interface]
Address = 10.10.10.5/24
PrivateKey = <PRIVATE_KEY_E>
Table = off
PostUp = ip route add 10.10.10.2/32 via $(ip route | grep wwan0 | grep default | awk '{print $3}') dev wwan0
PostUp = wg set %i fwmark 51820
PostUp = ip route add default dev %i table 51820
PostUp = ip rule add fwmark 51820 table 51820

[Peer]
PublicKey = <PUBLIC_KEY_B>
# Endpoint — WG IP Вишки B (через LTE від B)
Endpoint = 10.10.10.2:51820
AllowedIPs = 0.0.0.0/0
PersistentKeepalive = 25

Частотне планування¶

Band 7 (2600 MHz)¶

Вишка	EARFCN	Центральна частота DL	Ширина
A	3100	2655 MHz	10 MHz
B	3200	2665 MHz	10 MHz
C	3300	2675 MHz	10 MHz
D	3400	2685 MHz	10 MHz

Band 3 (1800 MHz) — альтернатива¶

Вишка	EARFCN	Центральна частота DL	Ширина
A	1575	1842.5 MHz	10 MHz
B	1675	1852.5 MHz	10 MHz
C	1775	1862.5 MHz	10 MHz

Правила¶

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  ВАЖЛИВО: Сусідні вишки НЕ повинні використовувати          │
│  однакові частоти! Мінімальний рознос — 10 MHz              │
│                                                             │
│  Вишка A ────► 2655 MHz                                     │
│  Вишка B ────► 2665 MHz  (в зоні видимості A)              │
│  Вишка C ────► 2655 MHz  (НЕ в зоні видимості A — можна)   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Автоматичний Failover¶

Сценарії відмов¶

Сценарій 1: Втрата інтернету на Primary
┌─────────┐         ┌─────────┐         ┌─────────┐
│ Вишка A │    X    │ Internet│         │         │
│         │─────────│         │         │         │
│ Primary │         └─────────┘         │         │
└────┬────┘                             │         │
     │ LTE                              │         │
┌────▼────┐                             │         │
│ Вишка B │ ◄─── перемикається на ────► │ Вишка C │
│         │      локальний Core         │         │
└─────────┘                             └─────────┘

Результат: B і C працюють автономно зі своїми клієнтами

Сценарій 2: Втрата Вишки B
┌─────────┐
│ Вишка A │
│ Primary │
└────┬────┘
     │
     │ LTE (B недоступна)
     │
┌────▼────┐         ┌─────────┐
│ Вишка E │ ◄────── │ Вишка B │ X
│Tertiary │  relay  │Secondary│
└─────────┘         └─────────┘

Результат: E перемикається на прямий зв'язок з A
          (якщо в зоні покриття) або офлайн режим

Скрипт multi-path failover¶

#!/bin/bash
# /usr/local/bin/mesh-failover.sh

PRIMARY="10.10.10.1"
SECONDARY_PEERS=("10.10.10.2" "10.10.10.3" "10.10.10.4")
CHECK_INTERVAL=15
FAIL_THRESHOLD=3

declare -A fail_counts

check_peer() {
    local peer=$1
    if ping -c 1 -W 3 $peer > /dev/null 2>&1; then
        return 0
    fi
    return 1
}

find_best_route() {
    # Спочатку пробуємо Primary
    if check_peer $PRIMARY; then
        echo $PRIMARY
        return
    fi

    # Шукаємо робочий Secondary
    for peer in "${SECONDARY_PEERS[@]}"; do
        if check_peer $peer; then
            echo $peer
            return
        fi
    done

    echo "none"
}

switch_route() {
    local new_gw=$1

    if [ "$new_gw" == "none" ]; then
        echo "$(date): No route available, switching to offline mode"
        systemctl start open5gs-local
        return
    fi

    echo "$(date): Switching default route to $new_gw"
    ip route replace default via $new_gw dev wg0
}

current_route=""

while true; do
    best=$(find_best_route)

    if [ "$best" != "$current_route" ]; then
        switch_route $best
        current_route=$best
    fi

    sleep $CHECK_INTERVAL
done

Моніторинг¶

Prometheus метрики¶

# /etc/prometheus/prometheus.yml
scrape_configs:
  - job_name: 'mesh-nodes'
    static_configs:
      - targets:
        - '10.10.10.1:9100'  # Вишка A
        - '10.10.10.2:9100'  # Вишка B
        - '10.10.10.3:9100'  # Вишка C
        - '10.10.10.4:9100'  # Вишка D
        - '10.10.10.5:9100'  # Вишка E

Grafana Dashboard¶

Ключові метрики:
- WireGuard handshake age (< 180s = OK)
- LTE signal strength (RSRP, RSRQ)
- Latency між вишками
- Кількість підключених UE
- Throughput на кожному лінку

Alerting¶

# /etc/prometheus/alerts.yml
groups:
  - name: mesh-alerts
    rules:
      - alert: NodeDown
        expr: up{job="mesh-nodes"} == 0
        for: 2m
        labels:
          severity: critical
        annotations:
          summary: "Mesh node {{ $labels.instance }} is down"

      - alert: HighLatency
        expr: probe_duration_seconds > 0.5
        for: 5m
        labels:
          severity: warning
        annotations:
          summary: "High latency to {{ $labels.instance }}"

      - alert: WireGuardHandshakeStale
        expr: wireguard_latest_handshake_seconds > 180
        for: 3m
        labels:
          severity: warning
        annotations:
          summary: "WireGuard handshake stale on {{ $labels.instance }}"

Масштабування¶

Додавання нової вишки¶

Згенерувати WireGuard ключі

wg genkey | tee privatekey | wg pubkey > publickey

Визначити роль (Secondary/Tertiary)
Обрати частоту (уникати конфлікту з сусідами)
Додати peer на Hub або parent вишку
Налаштувати srsENB з унікальним enb_id
Додати SIM-карти в HSS

Обмеження¶

Параметр	Ліміт	Примітка
Max вишок в mesh	~50	Обмеження WireGuard peers
Max хопів	3-4	Latency збільшується
Max UE на вишку	~100	Залежить від hardware
Max відстань LTE	5-10 км	З направленими антенами до 30 км

Приклад реального розгортання¶

Сценарій: Бригадний рівень¶

                    ┌──────────────────┐
                    │   Штаб бригади   │
                    │   (Starlink)     │
                    │   ВИШКА-HQ       │
                    └────────┬─────────┘
                             │
            ┌────────────────┼────────────────┐
            │                │                │
    ┌───────▼───────┐ ┌──────▼──────┐ ┌───────▼───────┐
    │  1-й батальйон│ │ 2-й батальйон│ │ 3-й батальйон│
    │   ВИШКА-1     │ │   ВИШКА-2   │ │   ВИШКА-3    │
    └───────┬───────┘ └──────┬──────┘ └───────┬───────┘
            │                │                │
    ┌───────▼───────┐ ┌──────▼──────┐ ┌───────▼───────┐
    │  Роти 1-го    │ │  Роти 2-го  │ │  Роти 3-го   │
    │  ВИШКА-1A/1B  │ │  ВИШКА-2A   │ │  ВИШКА-3A/3B │
    └───────────────┘ └─────────────┘ └───────────────┘

IP схема для бригади¶

Підрозділ	WG IP	LTE TAC	Підмережа
HQ	10.10.10.1	1	10.10.20.0/24
1-й бат	10.10.10.10	10	10.10.30.0/24
2-й бат	10.10.10.20	20	10.10.40.0/24
3-й бат	10.10.10.30	30	10.10.50.0/24
Рота 1A	10.10.10.11	11	10.10.31.0/24
Рота 1B	10.10.10.12	12	10.10.32.0/24

Останнє оновлення: Січень 2026
UMTC Project — Ukrainian Military Tactical Communications