Учет топологии беспроводных WPAN-




Download 0.69 Mb.
Pdf ko'rish
bet5/9
Sana19.02.2024
Hajmi0.69 Mb.
#158643
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Bog'liq
analiz-sposobov-organizatsii-setey-peredachi-dannyh-dlya-postroeniya-sovremennyh-mfsb-v-ugolnyh-shahtah
Nilufar, 1 amaliy, 11, Adabiyot, Tohir tabiat, Tojibayeva Dilafruz 2, Elmira apa maǵlıwmat, Azizov Boburmirzo, Malumotlar Bazasi ish 1, AIP Conference Proceedings Template, Raqamli-analog va analog-raqamli o’zgartirgichlar reja Analogli, 1155673, kc66T4XT7WzfwrKW65UVERBQnZJryjUKKi5f9ADf
Учет топологии беспроводных WPAN-
сетей.
До сих пор мы рассматривали беспровод-
ные сети с «идеальной» топологией. В этой сети 
на доставку данных до высокоскоростной про-
водной магистрали по беспроводному сегменту 
тратится минимальное время. Однако, при рас-
смотрении реальных топологий беспроводных 
сетей время передачи данных сильно возрас-
тает. Дело в том, что большинство WPAN-сетей 
используют ячеистую топологию 
[8]

[11]
. Ячеи-
стая топология (англ. Mesh Topology) — сетевая 
топология компьютерной сети, построенная на 
принципе ячеек, в которой рабочие станции сети 
соединяются друг с другом и способны прини-
мать на себя роль коммутатора для остальных 
участников. Такая организация сети является 
достаточно сложной в настройке, однако, при 
этой топологии реализуется высокая отказоу-
стойчивость. Как правило, узлы соединяются по 
принципу "каждый с каждым" и таким образом, 
большое количество связей обеспечивает широ-
кий выбор маршрута следования трафика вну-
три сети, а обрыв одного соединения не нарушит 
функционирования сети в целом. Во всех преды-
дущих рассуждениях мы рассматривали тополо-
гию WPAN-сетей, показанную на рисунке 4. Бес-
проводной трафик в такой сети минимален, т.к. 
взаимодействие между метками и узлами сети 
проходит по минимальному расстоянию и полу-
ченные узлом данные очень быстро доставля-
ются к серверу обработки.
Реальная топология выглядит по-другому 
(Рисунок 5).
В реальной топологии всегда есть протя-
женный участок радиосегмента или беспровод-
ной сети. Такая сеть автоматически планирует 
маршруты соединений со шлюзом (на рисунке 5 
красный) и обладает функцией «самовосстанов-
Рисунок 4 – Идеальная топология WPAN-сетей


Технологические вопросы безопасности горных работ
77
научно-технический журнал № 3-2016
ВЕСТНИК
Рисунок 5 – Реальная топология WPAN-сетей с применением технологии MESH.
Рисунок 6а – Ретранслятор Р1 передает Пакет 
1 Ретранслятору Р2.
Рисунок 6б – Ретранслятор Р2 передает Пакет 
1 Ретранслятору Р3. Ретранслятор Р1 должен 
ждать, так как Ретранслятор Р2 занял канал.
Рисунок 6в – Ретранслятор Р3 передает Пакет 
1 Ретранслятору Р4. Ретранслятор Р1 должен 
ждать, так как Ретранслятор Р3 занял канал.
Рисунок 6г – Ретранслятор Р4 передает Пакет 
1 дальше по сети. Ретранслятор Р1 предприни-
мает попытку передать Пакет 2 Ретранслятору 
Р2. Передача Ретранслятора Р4 может мешать 
ретранслятору Р2 принять Пакет 2, поэтому 
могут потребоваться неоднократные попытки 
передачи. 
ления» в случае повреждения любого узла сети. 
Mesh-топология позволяет передавать данные 
на большие расстояния путём разбиения длин-
ного маршрута на серию коротких переходов 
между узлами - хопов/hops. Учет топологии сети 
приводит к тому, что реальная пропускная спо-
собность WPAN-сети существенно снижается. 
Связано это с тем, что пересылка пакета от хопа 
к хопу требует времени, а это приводит к за-
держке в передаче сигнала. Для примера можно 
рассмотреть процесс передачи пакета данных 
по WPAN-сети из 4 узлов (Ретрансляторов Р1…


78
Технологические вопросы безопасности горных работ
научно-технический журнал № 3-2016
ВЕСТНИК
Р4), показанный на рисунках 6а-6г. Здесь пред-
полагается, что Р1 «слышит» процесс переда-
чи Р3, то есть Р1 связан не только с соседним 
узлом Р2, но и с узлом соседа-соседа Р3. Это 
необходимо для того, чтобы в случае выхода из 
строя любого ретранслятора не обрушилась вся 
цепочка. То есть, если Р2 выйдет из строя, то 
восстановится связь по маршруту Р1-Р3 и весь 
сегмент продолжит работу.
Очевидно, что скорость передачи данных 
в такой сети сильно снижается. Именно разме-
ры выработок шахт ограничивают возможности 
MESH-сети, поскольку заставляют вытягиваться 
магистрали в длинные отрезки и ограничива-
ют тем самым сети в построении оптимальных 
маршрутов. Косвенно это подтверждается дан-
ными опубликованными в 
[12]
. В этой работе 
описываются проблемы, возникшие у компании 
Рисунок 7 – Рекомендованные и нерекомендованные последовательности соединения ретранслято-
ров (рисунок взят для иллюстрации из источника 
[12]
).
«Ингортех» при внедрении системы голосовой 
связи СМС «ИСЕТЬ» 
[13]
на реальной шахте.
СМС «ИСЕТЬ» практически идентична разра-
ботке RealTrac “Шахта” компании «RTL-сервис», 
однако отличается показателями производи-
тельности и возможностей сети. Так вот, в этой 
работе большое внимание уделяется правилам 
построения топологии сети, в частности указы-
вается на то, что число последовательных узлов 
сети (хопов) не может быть больше 10. Здесь 
узлы инфраструктуры, которые взаимодейству-
ют с мобильными устройствами системы (мет-
ками позиционирования, цифровыми рациями и 
т.д.) и другими точками доступа по радиоканалу 
называются РТД, а узлы инфраструктуры с выхо-
дом на высокоскоростную магистраль ШТД, так 
же как и в
[13]
. Предлагается расставлять узлы 
РТД только в рекомендованной последователь-
Рисунок 8 – Ограничения в последовательности соединения ретрансляторов (рисунок взят для 
иллюстрации из источника 
[12]
)


Технологические вопросы безопасности горных работ
79
научно-технический журнал № 3-2016
ВЕСТНИК
ности Chain1 на рисунке 7 и избегать последо-
вательности Chain2. ШТД – конечный узел связи 
в цепочке Chain1 и закрашен голубым цветом. В 
цепочке Chain2 вся информация от 10 РТД спра-
ва и 10 РТД слева передается на ШТД в сере-
дине цепочки и парализует его работу. Для ис-
правления ситуации рекомендуется применять 
непрозрачную преграду для электромагнитных 
волн в последовательности Chain3.
Так же советуется избегать топологий сети 
аналогичных конфигурации, указанной на рисун-
ке 8. Если хоть один узел связи, указанный серым 
цветом будет доступен для связи узлу указанно-
му красным цветом, то будет парализована ра-
бота всех радиосегментов сети, подключенных 
к этому узлу. И это одна из фундаментальных 
проблем стандарта IEEE 802.15.4 во всех его мо-
дификациях, которая получила название «IEEE 
802.15.4 hidden node problem» или «проблема 
скрытого узла» 
[14]
, косвенно разобранная выше 
на примере четырех ретрансляторов.
Все эти ограничения указывают на то, что 
инфраструктура WPAN работает на пределе 
своей пропускной способности.

Download 0.69 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9




Download 0.69 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



Учет топологии беспроводных WPAN-

Download 0.69 Mb.
Pdf ko'rish