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.
