Pluto-SDR/docs/COMPARISON.md

COMPARISON.md — pluto-link vs коммерческие MANET-радио (Silvus SC4200EP, Sinosun MIMOMesh)

Дата: 2026-07-15. Сравнение измеренных характеристик pluto-link (README.md, BENCHMARK.md) с публичными данными двух коммерческих COFDM-радио. Данные pluto-link — из фактических прогонов на плате (§12 README, docs/BENCHMARK.md). Данные конкурентов — маркетинговые материалы вендоров, без независимой верификации.

Источники:

• Silvus Technologies, StreamCaster 4200 Enhanced Plus: https://silvustechnologies.com/products/streamcaster-4200-enhanced-plus/
• Sinosun, Data Radio MIMOMesh (multiple handheld series): https://www.sinosunmesh.com/quality-43320224-data-radio-mimomesh-wireless-mesh-data-link-multiple-handheld-series

1. Почему именно эти два продукта

Sinosun MIMOMesh построен на AD936x + Zynq (7Z020/7Z030/7Z035/7Z100) — той же паре чипов, что и Pluto+ (README §1: Zynq-7020, AD9361). По сути это серийное изделие на буквально той же платформе, что и наш прототип, только модем вынесен из ARM в программируемую логику (PL) того же Zynq. Silvus — не совпадает по платформе, но того же класса (тактический MANET COFDM) и задаёт верхнюю планку рынка.

2. Сводная таблица

Параметр	pluto-link (измерено)	Sinosun MIMOMesh	Silvus SC4200EP
Платформа	AD9361 + Zynq-7020, PHY на ARM Cortex-A9 (liquid-dsp, софт)	AD936x + Zynq 7Z020…7Z100, PHY в FPGA (PL)	проприетарная, не раскрыта
Waveform	OFDM M=64/CP=16, QPSK фиксированная	TD-COFDM, адаптивная BPSK…1024QAM	MN-MIMO COFDM, адаптивная
Полоса	1.5 МГц (rate 1.92 MSPS — потолок ARM-синхронизатора, README §2)	1.25–80 МГц	1.25–20 МГц
Goodput	~120 КБ/с ≈ 0.96 Мбит/с (-p 3000, §12.6); ~95 КБ/с лосслесс с group-FEC (-p 4000, §12.7)	1–70 Мбит/с @20 МГц … до 350 Мбит/с @80 МГц	не публикуется
MIMO	SISO (софт); AD9361 физически 2R2T, канал не задействован	2×2, space-time coding + TX/RX beamforming	2×2, eigen-beamforming
Топология	точка-точка, симплекс	MANET, 256+ узлов, multi-hop	MANET, до 559 узлов
Дуплекс	нет (FDD 868/915 — roadmap §10 п.7)	TDD	TDD, single-frequency
Надёжность/FEC	RS(255,223) внутрикадрово + group-FEC 16+2 (эрейжер, GF(256), overhead 12.5%), измеренный PER 0.26–0.36%, 10 МБ соук байт-в-байт (§12.7)	адаптивная модуляция под канал (заявлено)	адаптивная модуляция под канал (заявлено)
ARQ	✅ есть на FDD (селективный ретрансмит по NACK + END/COMPLETE, §12.9, техдолг #6 закрыт); на симплексе — group-FEC без обратного канала, ARQ там недоступен принципиально	есть (MAC-уровень)	есть (MAC-уровень)
Латентность	не нормируется отдельно; эфир кадра 5.33 мс + пауза TX 3–4 мс (§12.6/12.7)	~6 мс/хоп (заявлено)	~7 мс/хоп (заявлено)
TX-мощность	AD9361 без внешнего УМ, рабочая точка gain −20 дБ (единицы мВт на разъёме, §12.4)	2×2 / 4×2 / 5×2 Вт	до 10 Вт (20 Вт эфф. с beamforming)
Диапазон	915 МГц (тест); AD9361 tunable 70 МГц–6 ГГц, но без фильтров/УМ под конкретный банд	заказные банды 225 МГц – 5.85 ГГц	dual-band, конкретные частоты не раскрыты
Шифрование	нет; в заголовке кадра зарезервирован байт флагов, формат допускает AEAD +16 Б/кадр (README §10 п.6, техдолг-примечание)	AES-128/256, DES, опционально SM4/SNOW3G/ZUC	AES-256, FIPS 140-3 Level 2
Сертификация	нет (прототип ОКР «R-Link»)	не указана в источнике	Blue UAS, NDAA/DoD cybersecurity
Цена	~$200–250 за плату (2 шт. для линка)	$3450–4050/шт.	не публикуется (класс рынка — от $10k+)

3. Где pluto-link уже сопоставим

• Работающий COFDM-линк на том же трансивере (AD9361), что и Sinosun.
• Все характеристики — измеренные, а не заявленные: PER, EVM, throughput, предел CPU сняты прогонами на плате (docs/BENCHMARK.md, README §12), а не взяты из datasheet.
• Групповой стирающий FEC 16+2 без обратного канала (README §10 п.6, §12.7) — у обоих конкурентов эквивалентный слой не описан в публичных материалах; они полагаются на ARQ поверх MAC, что требует дуплекса. У pluto-link это единственный механизм, спасающий целостность на симплексе.
• Подтверждённый лосслесс: 10 МБ байт-в-байт на -p 4000 (§12.7) — не демо-цифра, а воспроизводимый соук-тест.
• GF(256)-кодек самопроверен формальным тестом (make gftest, 774 400 кейсов, 0 ошибок) — уровень верификации, обычно не публикуемый вендорами вообще.
• Цена железа на 1–2 порядка ниже при сопоставимом чипсете.

4. Разрыв и его причина

Главная развилка — PHY на ARM (софт) vs PHY в FPGA. Наши же измерения это объясняют: синхронизатор liquid на Cortex-A9 тянет 1.65 Msps на сплошном потоке — это 0.86× от целевых 1.92 MSPS (BENCHMARK.md, «пересмотр 14-07», README §12.5), то есть одно ядро 667 МГц — это и есть потолок пропускной способности порядка ~1.5 Мбит/с. У Sinosun тот же Zynq-7020 выдаёт 70 Мбит/с при 20 МГц полосы, потому что модем реализован в программируемой логике, а ARM в их изделии занят только управлением и MAC — ровно то разделение труда, которое мы не можем себе позволить без переноса PHY в PL.

Второй разрыв — RF-обвязка: у нас голый AD9361 без внешнего усилителя мощности, фильтров под конкретный диапазон и диплексера для полного дуплекса; у конкурентов это Вт-класса УМ + LNA + TDD-свитчинг.

Третий — MAC/сетевой уровень: TDD-слоттинг, mesh-маршрутизация на 250+ узлов, ARQ. У pluto-link это точка-точка без MAC вообще.

5. Горизонт 1 — потолок Pluto+ как есть (без нового железа)

Софтовые шаги в рамках текущего roadmap (README §10):

• п.7 FDD 868/915 + ARQ — закрывает «молчаливые дыры» техдолга #6, даёт двусторонность. В сочетании с уже реализованным group-FEC получается гибрид (стирающий FEC + ARQ по обратному каналу), которого по отдельности ни у одного конкурента в описании нет — у них это либо ARQ, либо ничего.
• п.8 UDP-туннель + web-настройка — паритет по «IP-прозрачности» с Ethernet-мостом конкурентов.
• п.9 видео raw UDP ≤1472 Б — тот же сценарий использования, что у конкурентов декларируется как основной (потоковое видео).
• Адаптивная модуляция QPSK↔16QAM по телеметрии EVM/RSSI, которая уже снимается (§12.4) — дешёвый шаг к «auto link adaptation» уровня конкурентов; перед внедрением обязателен прогон ofdm_bench (правило CLAUDE.md №6/README §5.6, PHY-параметры меняются).
• M=32/CP=8 — единственный обнаруженный резерв поднять предел синхронизатора выше 1.65 Msps (BENCHMARK.md, «неисследованные резервы»); требует нового бенчмарка перед принятием.
• 2R2T Pluto+: второй RX/TX-канал AD9361 физически присутствует и не используется. Реалистичная цель на ARM — RX-diversity (не полноценный 2×2 MIMO с пространственным мультиплексированием — MRC/STC на ARM в реальном времени, скорее всего, не влезает в оставшийся бюджет CPU; требует отдельного ofdm_bench-прогона, прежде чем закладывать в план).
• AEAD-резерв под шифрование уже заложен в формате кадра (byte 11) — реализация зависит от требования ОКР.

Честный потолок горизонта 1: порядок ~1.5 Мбит/с, точка-точка (2 узла), симплекс/FDD-полудуплекс, TX-мощность в единицах мВт без внешнего УМ. Mesh на ARM-PHY недостижим — нет свободного CPU одновременно на многопоточный синхронизатор и MAC-маршрутизацию.

6. Горизонт 2 — что нужно для класса Sinosun ($3.5–4k/шт.)

• Перенос модема в PL Zynq (HLS или RTL OFDM-модем) — главный и самый трудоёмкий шаг; именно это меняет потолок с 1.92 MSPS/ARM на 20–80 МГц полосы. По объёму разработки это ядро того, что стоит за продуктом Sinosun — не спринт, а отдельная многомесячная инженерная программа.
• RF-тракт: усилитель мощности 2–10 Вт, LNA, фильтры под целевой диапазон, TDD-переключение приём/передача.
• MIMO 2×2: пространственное кодирование/beamforming в FPGA (на ARM нереалистично при текущем бюджете CPU).
• MAC-уровень: TDD-слоттинг, mesh-маршрутизация, multi-hop, ARQ — сетевой стек, которого у pluto-link сейчас нет вообще (точка-точка).
• Регуляторика/сертификация: диапазоны 868/915 в нашем регионе уже выявленное ограничение (docs/NOTES.md — 868 SRD, 915 не свободен в ETSI); для заказных вендорских бандов (как у Sinosun) нужен отдельный частотный допуск.

Позиционирование: pluto-link на этом этапе — верифицированный прототип waveform-а, формата кадра и FEC-стека (group-FEC 16+2, CRC-поверх-RS) с воспроизводимой методикой измерений. Путь к изделию уровня Sinosun — это миграция PHY с ARM на FPGA того же Zynq с сохранением формата кадра и group-FEC слоя, а не переписывание протокола с нуля.

7. Приоритеты (рекомендация)

1. ✅ Завершить §10 п.7 (FDD + ARQ) — выполнено 2026-07-16 (README §12.9, техдолг #6 закрыт на FDD). Полная приёмочная матрица пройдена на железе: гибрид group-FEC+ARQ на 10 МБ вытягивает 51/51 потерю всего 6 ретрансмитами (паритет закрывает 45 из них немедленно, без обратного канала) — то самое сочетание «стирающий FEC + ARQ», которого по отдельности нет ни у одного конкурента в §2. На симплексе (без обратного канала) техдолг закрыт group-FEC-ом, ARQ там принципиально недоступен — так и задумано.
2. Адаптивная модуляция (QPSK↔16QAM) — измеримый шаг к паритету по «auto link adaptation» с минимальными изменениями кода.
3. ✅ §10 п.8 (UDP-туннель) — выполнено 2026-07-17 (README §12.10). Переводит pluto-link из «демо передачи файла» в «сетевой линк», ближе к тому, как позиционируются оба конкурента. udp_gw — record-слой поверх существующего байтового потока, ядро тракта не изменено ни строкой. Радио-смоук на антеннах (два прогона): md5 == байт-в-байт, 0 дропов/ ресинков/дыр. Web-настройка (хвост п.8) осталась нереализованной.
4. Решение о горизонте 2 (перенос PHY в FPGA) принимать по факту завершения пп. 7–9 roadmap — раньше данных для оценки трудоёмкости недостаточно.