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.
Постановка задачи
Базовый сценарий (см. рисунок 1) предусматривает передвижение одного или нескольких объектов по территории предприятия вдоль заданной траектории между точками A и B. На расстоянии от области, в которой может находиться подвижный объект, расположен центр управления сетью.
Целью проекта является организация надёжного канала связи между центром управления и подвижными объектами для организации различных информационных сервисов.
Рисунок 1 - Базовый сценарий проекта организации связи с подвижными объектами
Для достижения поставленной цели должны быть решены две категории задач:
- Базовый список задач:
- Построение опорной радиосети. Покрытие опорной радиосети должно соответствовать области нахождения объекта.
- Построение узла агрегации. Узел агрегации предназначен для объединения устройств опорной радиосети и является шлюзом между радиосетью и сетью предприятия.
- Построение магистрального канала связи между узлом агрегации и центром управления.
- Расширенный список задач:
- Обеспечение отказоустойчивости каналов связи на уровне доступа.
- Обеспечение бесшовного абонентского роуминга в рамках опорной радиосети.
- Обеспечение отказоустойчивости магистрального канала связи между узлом агрегации и центром управления.
- Предусмотреть возможность внедрения политики качества обслуживания.
Решение
Решение задач базового списка, описанных выше, представлено на рисунке 2. Решение удобно разделить на четыре компоненты:
- Опорная сеть предприятия.
- Узел агрегации.
- Опорная радиосеть.
- Область нахождения объекта.
Опорная радиосеть состоит из нескольких базовых станций (БС), объединённых проводной инфраструктурой. На каждой из БС могут быть установлены один или несколько секторов, совокупность диаграмм направленности антенн которых формирует зону действия радиосети. Следует иметь в виду, что для объединения БС могут использоваться беспроводные каналы связи или смешанная инфраструктура.
Объединение базовых станций выполняется в узле агрегации, в котором устанавливается коммутатор InfiMUX. Использование InfiMUX, как будет показано позже (#ССЫЛКА), позволяет упростить конфигурацию устройств Инфинет за счёт объединения всех БС в единую MINT-область.
Между узлом агрегации и центром управления сетью организован магистральный канал связи. Выбор каналообразующих устройств определяется объёмом передаваемого трафика (см. Производительность устройств Инфинет ):
- Использование устройств семейства InfiLINK 2x2 позволяет получить пропускную способность 280 Мбит/с.
- Использование устройств семейства InfiLINK XG позволяет получить пропускную способность 500 Мбит/с.
- Использование устройств семейства InfiLINK XG 1000 позволяет получить пропускную способность 1000 Мбит/с.
На каждом подвижном объекте устанавливается одна абонентская станция (АС), в конфигурацию которой добавляются все радиопрофили секторов БС. Принцип работы заключается в возможности переключения 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 выполнит подключение к другому сектору. Так, при перемещении объекта из точки А в точку B на рисунке 2, АС последовательно подключается к БС1, БС2, БС3 и БС4.
Следует иметь в виду, что АС не может быть одновременно подключена к двум БС, т.к. в устройстве используется один радиомодуль, поэтому переключение АС между БС сопровождается кратковременными разрывами связи. К одному сектору БС может быть одновременно подключены несколько АС, поэтому в качестве сектора БС и АС используется оборудование семейства InfiMAN 2x2.
Рисунок 2 - Схема организации связи с подвижными объектами
Решение расширенного списка задач основывается на описанной архитектуре и не заменяет её, а дополняет.
Отказоустойчивость каналов связи на уровне доступа обеспечивается перекрытием диаграмм направленности секторов при проектировании опорной радиосети. Так, выход из строя одного из секторов, при перекрытии с соседними секторами более 50%, не повлияет на зону действия радиосети. Радиочастотное планирование требует комплексного подхода и подробнее рассматривается в следующих разделах.
Как было отмечено, роуминг в предлагаемом решении не является бесшовным, т.к. переключения АС между БС сопровождается перерывом связи. Переход к бесшовному роумингу требует установки второй АС на каждый из подвижных объектов. Такое решение подробно описано ниже (#ССЫЛКА).
Устройства Инфинет могут использоваться в различных схемах резервирования и агрегации каналов связи "точка-точка". Так, например, магистральный канал связи может быть зарезервирован с помощью фирменной технологии Failover, для чего потребуется установить второй комплект беспроводных устройств. Использование Failover позволит реализовать автоматическое резервирование магистрального канала связи с использованием всего лишь одного частотного канала. Варианты организации резервирования каналов связи представлено в документе Агрегация каналов, балансировка и резервирование.
Задача по внедрению политики качества обслуживания не потребует установки дополнительных устройств и решается конфигурацией беспроводных устройств и InfiMUX:
- Сервис сбора телеметрии, телефония и организация дистанционного управления чувствительны к задержкам и джиттеру, поэтому они требуют кропотливой конфигурации правил распределения трафика по классам.
- Видеонаблюдение, помимо задержки, требует широкую полосу пропускания в восходящем канале от АС к БС. Устройства семейства InfiMAN 2x2 поддерживают метод множественного доступа с временным разделением TDMA, позволяющий администратору гибко распределять доступную полосу между восходящим и нисходящем каналами.
- Использование единой инфраструктуры для предоставления набора сервисов с различными требованиями требует гибкого распределения доступной полосы между сервисами.
Планирование радиопокрытия
ДН антенны, характеристики сигнала (RSSI, SNR)
Вопросы размещения устройств, интерференция, TDMA, монтаж
3. Протокол MINT
3.1 Что такое? Зачем?
3.2 Понятие области MINT
3.3 Выбор пути, возможность формирования cost (+команда), петли
3.4 Передача данных, коммутация (+команда)
3.5 Схема объединения секторов в одну MINT-область через InfiMUX (+команда)
3.6 Схема с объединением секторов и магистрального канала в одну MINT-область (+команда)
4. Роуминг
4.1 Установление радиоканала, опции min и max (+команда)
4.2 Радиопрофили, режим auto, DFS, iDFS (+команда)
4.3 Режимы roaming (+команда)
4.4 Режимы fixed/mobile/nomadic (+команда)
4.5 Роуминг (переход АС между секторами)
4.6 Опция MultiBS (+команда)
4.7 Опция Global(+команда)
4.8 Использование двух абонентских устройств на объекте (+команда)
5. Горнодобывающая промышленность
5.1 Особенности
5.2 Истории успеха
6. Железнодорожный транспорт
6.1 Особенности
6.2 Истории успеха
7. Водный транспорт
7.1 Особенности (+TDMA для водной поверхности из-за guard interval +Beamforming)
7.2 Истории успеха
Дополнительные материалы
Производительность устройств Инфинет
Агрегация каналов, балансировка и резервирование