Page History

Содержание

Введение

Данный документ описывает применение устройств Инфинет для обеспечения устойчивой беспроводной связью подвижные объекты в различных сценариях. В частности, представлен базовый проект и рассмотрены особенности его реализации для горнодобывающей промышленности, железнодорожного и водного транспорта.

...

Решение задач создания сети, описанных выше, представлено на рисунке 2. Решение удобно разделить на четыре компонентыкомпонента:

• Опорная сеть предприятия.
• Узел агрегации.
• Опорная радиосеть.
• Область нахождения объекта.

Опорная радиосеть состоит из нескольких базовых станций (БС), объединённых проводной инфраструктурой. Каждая БС может состоять из одного или нескольких секторов, совокупность диаграмм направленности антенн которых формирует зону действия радиосети. В качестве АС и секторов БС могут использоваться устройства семейства семейств InfiMAN 2x2, InfiMAN Evolution. Следует иметь в виду, что для объединения нескольких БС могут использоваться беспроводные каналы связи или смешанная инфраструктура.

...

• Устройства семейства InfiLINK 2x2: до 280 Мбит/с.
• Устройства семейства InfiLINK XG: до 500 Evolution: до 670 Мбит/с.
• Устройства семейств Vector 5 и Vector 6: до 650 Мбит/с.
• Устройства семейства Vector 70 : до 480 Мбит/с.
• Устройства семейства InfiLINK XG 1000: до 1000 500 Мбит/с.

...

• Устройства семейства InfiLINK XG 1000: до 1000 Мбит/с.

На каждом подвижном объекте устанавливается одна абонентская станция (АС), в конфигурацию которой добавляются радиопрофили для каждого из секторов БС. Принцип работы заключается в возможности переключения АС между БС по ходу движения объекта. Поскольку секторы БС обеспечивают покрытие всей области, в которой может находиться АС, то АС в любой момент времени находится в зоне действия одной из БС. Как только радиопараметры текущего подключения ухудшатся, АС разорвёт радиоканал и выполнит подключение к другому сектору.  Так, при перемещении объекта из точки А в точку B на рисунке 2, АС последовательно подключается к одному из секторов БС1, БС2, БС3 и БС4.

...

• Сервис сбора телеметрии, телефонии и организация дистанционного управления чувствительны к задержкам и джиттеру, поэтому они требуют кропотливой конфигурации тщательной настройки правил распределения трафика по классам. Минимизация джиттера для чувствительных сервисов может быть достигнута с помощью использования ПО с поддержкой технологии TDMA на устройствах семейства семейств InfiMAN 2x2 и InfiMAN Evolution. Сравнительный анализ методов множественного доступа Polling и TDMA приведён в документе TDMA и Polling: особенности применения в беспроводных сетях.
• Сервис видеонаблюдения, помимо требований к задержке,  предъявляет требования к полосе пропускания в восходящем канале от АС к БС. Устройства семейства InfiMAN 2x2 и InfiMAN Evolution поддерживают метод множественного доступа с временным разделением TDMA, позволяющий администратору гибко распределять доступную полосу между восходящим и нисходящим каналами.
• Использование единой инфраструктуры для предоставления набора различных сервисов требует гибкого распределения доступной полосы между ними.

...

Положение устройства в пространстве определяет параметры фактические показатели качества беспроводного канала связи. Положение устройства определяется:

...

В проектах с подвижными объектами следует учитывать направленные свойства антенн устройств. Если БС статичны и область радиопокрытия является постоянной, то диаграмма направленности антенны подвижного объекта может сильно влиять на качество связи. В продуктовом портфеле компании Инфинет представлены устройства с интегрированными антеннами и возможностью подключения внешних антенн, выбор антенны устройства определяется спецификой проекта.

...

MINT (Mesh Interconnection Network Technolohy - технология построения сетей с произвольными связями) - фирменная технология компании "Инфинет", используемая в устройствах семейств InfiLINK 2x2, InfiMAN 2x2, InfiLINK Evolution и InfiMAN 2x2Evolution, обеспечивающая передачу данных между устройствами по беспроводным и проводным каналам связи.

...

Рассмотрим описанное выше решение в контексте областей MINT (см. рисунок 4). Между устройствами Master и Slave установлен радиоканал и они образуют область MINT 5. Каждый из секторов БС1, БС2, БС3 и БС4 потенциально готов установить радиоканал с АС, установленной на подвижном объекте, образовав отдельную область MINT с соответствующим идентификатором.

...

Следует понимать, что протокол MINT предназначен для обмена данными в рамках области MINT. Данные вне области MINT могут быть переданы с помощью других канальных протоколов, например Ethernet, т.е. АС и каждый из секторов БС является шлюзом между MINT и Ethernet. Таким образом, в В представленной схеме будет выполнена передача данных между обмен данными осуществляется между подвижным объектом и центром управления и подвижным абонентом, но это потребует настройки , т.е. кадр в прямом и обратном направлениях пройдёт через несколько Ethernet-сегментов и областей MINT. Таким образом настройка коммутационных групп на каждом из устройств является обязательным условием передачи данных:

switch group 1 add eth0 rf5.0
switch group 1 start
switch start

...

mint rf5.0 -fixedcost 1000 rf5.0 -fixedcost 1000

Настройка и поддержка передачи данных и QoS на каждом из беспроводных устройств является трудоёмкой задачей, которую можно упростить, расширив область MINT. Ниже будут рассмотрены схемы, позволяющие снизить затраты на настройку и эксплуатацию беспроводных устройств за счёт объединения их в единую область MINT.

Anchor
unified_mint_mux unified_mint_mux

Схема объединения секторов в одну MINT-область через InfiMUX

Главным недостатком представленного выше решения является необходимость конфигурации коммутационных групп на всех беспроводных устройствах. Поскольку группа коммутации является шлюзом между MINT и Ethernet, то можно объединить все БС опорной радиосети в единую область MINT, закрепив функцию шлюза за коммутатором InfiMUX (см. рисунок 5). В этом случае группу коммутации необходимо будет настроить только на InfiMUX. Необходимость объединения устройств в единую область MINT и преимущества такой схемы рассматриваются в онлайн-курсе "Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2".

Center
Image Modified Рисунок 5 - Объединение опорной радиосети в единую область MINT в схеме организации связи с подвижными объектами

...

Одним из решений данной задачи является объединение каналообразующих устройств магистрали в единую область со всеми остальными устройствами (см. рисунок 6). Данное решение реализуемо только при использовании на магистральном канале связи устройств семейства семейств InfiLINK 2x2 или InfiLINK Evolition. В этом случае единые правила классификации трафика, настроенные на Master, будут справедливы в рамках всей области MINT. Кроме того, функции шлюза между MINT и Ethernet могут быть перенесены на устройство Master, а вместо InfiMUX может быть использован любой коммутатор. Объединение областей выполняется по аналогии с рассмотренной выше конфигурацией.

...

• Активируйте DFS на устройстве с ролью "ведущий":

  Code Block
  language text theme Emacs title Активация DFS
  dfs rf5.0 dfsonly dfs rf5.0 freq auto

• Активируйте DFS и Radar detection на устройстве с ролью "ведущий":

  Code Block
  language text theme Emacs title Активация DFS и Radar detection
  dfs rf5.0 dfsradar dfs rf5.0 freq auto

• Активируйте поддержку iDFS на Instant DFS на устройствах с ролью "ведущий" и "ведомый":

  Code Block
  language text theme Emacs title Активация iDFS
  mint rf5.0 -idfs

...

Работа механизма частотного роуминга тесно сопряжёна сопряжена с функцией Instant DFS, поскольку, при обнаружении частотных каналов с меньшим уровнем интерференции, чем на текущем, сектор БС в режиме PtMP или ведущее устройство в режиме PtP должны выполнить смену рабочей частоты. При этом подключенные к ним устройства, также должны выполнить смену частотного канала. Поведение устройств при частотном роуминге определяется значением параметра "roaming":

• leader: устройство определяет новый частотный канал и рассылает служебные сообщения другим устройствам для смены рабочей частоты. Целесообразно данную функцию назначить на устройство с активированной функцией DFS/iDFSInstant DFS.
• enable: устройство, получив команду на смену рабочей частоты от "leader", выполняет переход на новый частотный канал.
• disable: устройство, получив команду на смену рабочей частоты от "leader", игнорирует её.

В рассматриваемом решении не используется технология DFS, однако в проектах, где необходимо использование DFS/iDFSInstant DFS, целесообразно настроить секторы БС как "roaming leader", а АС - как "roaming enable".

...

Главным недостатком механизма роуминга является то, что АС , после разрыва канала связи с БС1, пытается восстановить это соединение и, только после нескольких неудачных попыток, выполняет будет стремиться сохранить подключение к БС1 пока сигнал не будет потерян, только после разрыва соединения выполнит поиск других БС для установления установки радиоканала. Устройства Инфинет поддерживают фирменную функцию MultiBS, позволяющую ускорить этот процесс.

...

Фирменная функция Global позволяет избежать подобной ситуации. В случае, если в конфигурации АС активирована функция Global, то АС будет устанавливать радиоканал только с устройствами, на которых тоже активна функция Global. Кроме того, устройства в одной области MINT могут выполнять проксирующую функцию по отношению к устройствам с активированной функцией Global. Таким образом, если в конфигурации InfiMUX и АС активировать функцию Global, то все БС в момент установления радиоканала будут сообщать АС о том, что через них доступен InfiMUX, у которого активирована функция Global. Если между БС1 и InfiMUX повреждена кабельная трасса, то БС1 не будет сообщать АС о доступности InfiMUX, т.е. АС не установит радиоканал с БС1.

Использование функции Global позволяет повысить отказоустойчивость опорной радиосети, однако её использование будет иметь эффект только при соответствующем радиочастотном планировании - области покрытия секторов должны быть выполнены с перекрытием.

...

Одним из факторов, влияющих на параметры канала связи с подвижным объектом, является степень актуальности таблицы перенаправления кадров MINT. Поскольку речь идёт о таблице перенаправления MINT, то данная настройка может быть применена только на устройствах семейств InfiLINK 2x2, InfiMAN 2x2, InfiLINK Evolution и InfiMAN 2x2Evolution. В конфигурации устройств можно установить интервал обновления записей таблицы перенаправления MINT, выбрав одно из трёх значений параметра "mode":

...

Установка значения параметра mode в конфигурации устройства может быть выполнена следующим образом:

• Установите режим fixed на устройствах с ролью "ведущий" и "ведомый":

  Code Block
  language text theme Emacs title Конфигурация режима fixed
  mint rf5.0 -mode fixed

• Установите режим nomadic на устройствах с ролью "ведущий" и "ведомый":

  Code Block
  language text theme Emacs title Конфигурация режима nomadic
  mint rf5.0 -mode nomadic

• Установите режим mobile на устройствах с ролью "ведущий" и "ведомый":

  Code Block
  language text theme Emacs title Конфигурация режима mobile
  mint rf5.0 -mode mobile

...