Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

You are viewing an old version of this page. View the current version.

Compare with Current View Page History

« Previous Version 62 Next »

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.

Для достижения поставленной цели должны быть решены две категории задач:

  1. 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.
  2. 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, 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 - Базовый сценарий настройки

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.

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, телефонии и организация дистанционного управления чувствительны к задержкам и джиттеру, поэтому они требуют кропотливой конфигурации правил распределения трафика по классам. Минимизация джиттера для чувствительных сервисов может быть достигнута с помощью использования прошивки TDMA на устройствах семейства InfiMAN 2x2. Сравнительный анализ методов множественного доступа Polling и TDMA приведён в документе TDMA и Polling: особенности применения в беспроводных сетях.
  • 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 радиосети

Каждая реализация рассмотренного решения уникальна и требует предварительного планирования. Это очень важный этап, которому следует уделить внимание, т.к. экономия ресурсов на этапе проектирования может сильно повысить траты на эксплуатацию. В рамках данного документа будут рассмотрены вопросы радиочастотного планирования и размещения устройств.

Радиочастотное планирование

Частотное планирование - комплексный творческий процесс, результатом которого является карта размещения устройств с базовыми настройками радиоустройств. Удобным инструментом радиопланирования и оценки потенциальной производительности и достижимых радиопараметров является InfiPLANNER.

Выбор частотного канала, используемого на устройствах, определяется следующими факторами:

  1. Регуляторными ограничениями: радиочастотное регулирование определяется на законодательном уровне государства. Как правило, выделяется диапазон частот, разрешённый для свободного использования с определёнными ограничениями (излучаемая мощность, высота подвеса антенны и т.д.) и диапазон частот, для использования которых необходимо получать разрешение.
  2. Возможностями радиомодуля: радиомодуль беспроводного устройства поддерживает ограниченный набор излучаемых частот, это следует учитывать при проектировании.
  3. Физикой распространения электромагнитных волн: дальность распространения, влияние осадков и взаимодействие с препятствиями электромагнитной волны определяется её частотой, что необходимо иметь в виду при предварительных расчётах. Эффекты, проявляющиеся при распространении радиоволн, подробно описаны в онлайн-курсе "Основы беспроводных сетей".
  4. Интерференция: взаимное влияние беспроводных устройств оказывает существенное влияние на производительность системы, поэтому должно учитываться при проектировании. На уровень интерференции влияет мощность излучения и выбранные частотные каналы. Рекомендации по соблюдению частотного разноса при проектировании приведены в документе TDMA и Polling: особенности применения в беспроводных сетях. Особое внимание на выбор частотных каналов следует обращать в многосекторных конфигурациях проектов с подвижными объектами для того, чтобы минимизировать влияние секторов БС друг на друга.

Примеры распределения частот в рассматриваемом схеме представлен на рисунке 3. Рисунок 3а иллюстрирует схему, в которой используется 4 частотных канала, по одному для каждой из БС. Поскольку положение секторов выбрано таким образом, что диаграммы направленности БС1 и БС3, БС2 и БС4 попарно не пересекается, то они не будут интерферировать друг с другом. Это позволит оптимизировать используемый частотный ресурс, уменьшив число частотных каналов с 4 до 2 (см. рисунок 3б).


а)

б)

Рисунок 3 - Распределение частотных каналов между БС: а - с использованием четырёх каналов, б - с использованием двух каналов

Размещение устройств

Положение устройства в пространстве определяет параметры беспроводного канала связи и в эти параметры входят:

  1. Координаты устройства.
  2. Азимут и угол места.
  3. Высота подвеса.

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 конечный сервис и её выбор определяется спецификой проекта.

При расчёте проекта полезно оценить профиль трассы на протяжении всей траектории движения объекта. Это позволит найти потенциальные "мёртвые зоны", в которых будет отсутствовать связь с объектом и изменить расположение БС. Кроме того следует выполнить обследование, выехав на территорию предприятия, т.к. инструменты планирования каналов связи не учитывают влияние таких преград, как деревья, искусственные объекты и т.д.

В продуктовом портфеле Инфинет представлен широкий набор аксессуаров, в числе которых следует выделить комплекты крепления, позволяющие выполнять монтаж устройств в различных условиях с возможностью гибкой юстировки, и инжекторы питания, функционирующие на объектах как с постоянным, так и с переменным током.

Протокол MINT

Протокол канального уровня Ethernet, используемый в большинстве сетей, разрабатывался для проводных сетей и в нём не учитывается специфика беспроводной среды. Производители беспроводных устройств могут использовать стандартные протоколы беспроводной передачи данных, например Wi-Fi, или использовать собственные разработки. Компания Инфинет разрабатывает фирменный протокол передачи данных MINT, предназначенный для обмены данными в беспроводной среде.

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

Понятие области MINT

Одним из центральных понятий протокола MINT является область MINT. Областью MINT называется множество устройств являющихся соседями, т.е. обмен данными между которыми осуществляется с помощью кадров MINT.

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.

Рисунок 4 - Использование множества областей MINT в схеме организации связи с подвижными объектами


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. каждое из беспроводных устройств является шлюзом между MINT и Ethernet. Таким образом, в представленной схеме будет выполнена передача данных между центром управления и подвижным абонентом, но это потребует конфигурации коммутационных групп на каждом из устройств:

#Конфигурация группы коммутации
 switch group 1 add eth0 rf5.0
 switch group 1 start
 switch start

Помимо инкапсуляции при передаче кадров Ethernet через область MINT, протокол MINT подразумевает обмен служебными сообщениями для заполнения таблицы перенаправления кадров. Таблица перенаправления кадров позволяет выбирать маршрут передачи кадра (см. рисунок 5) через область MINT в соответствии со значением стоимости, вычисляемой с учётом параметров радиоканала и его загрузки. Данный механизм гарантирует выбор оптимального маршрута с точки зрения радиопараметров и не допускает возникновения петель.

Рисунок 5 - Пример выбора маршрута между узлами J и F в MINT

Иногда возникают ситуации, требующие вмешательства в алгоритм расчёта стоимости пути. Это можно сделать с помощью суммирования рассчитанной и добавочной стоимостей или фиксации определённого значения (коммутация в устройствах Инфинет подробно рассматривается в онлайн-курсе "Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2"):

#Суммирование добавочной и рассчитанной стоимостей
mint rf5.0 -extracost 1000

#Фиксация определённого значения стоимости
mint rf5.0 -fixedcost 1000

Схема объединения секторов в одну MINT-область через InfiMUX

Главным недостатком представленного 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 6). В этом случае группу коммутации необходимо будет настроить только на InfiMUX.

Рисунок 6 - Объединение опорной радиосети в единую область MINT в схеме организации связи с подвижными объектами

Использование протокола MINT в проводной инфраструктуре возможно с помощью использование псевдорадиоинтерфейс PRF. Это виртуальный интерфейс, являющийся дочерним для проводного интерфейса, выполняющий инкапсуляцию кадров MINT в кадры Ethernet:

#Создание PRF-интерфейса 
ifc prf0 mtu 1500 up
prf 0 parent eth0 hwmtu 1514
mint prf0 start

#Объединение PRF- и RF-интерфейсов
mint join rf5.0 prf0

К преимуществам такого решения можно отнести упрощение конфигурации QoS, т.к. правила обработки трафика разных классов обслуживания настраиваются только на InfiMUX.

Схема с объединением секторов и магистрального канала в одну MINT-область

В схеме с объединением устройств опорной радиосети в единую область MINT есть недостаток в части политики качества обслуживания: используемые правила классификации трафика должны быть продублированы на InfiMUX и устройствах магистрального канала связи Master и Slave. Если эти правила не продублировать, то эффект от внедрения политики QoS может значительно снизиться.

Одним из решений данной задачи является объединение каналообразующих устройств магистрали в единую область со всеми остальными устройствами (см. рисунок 7). 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. Объединение областей выполняется по аналогии с рассмотренной выше конфигурацией.

Рисунок 7 - Объединение всех беспроводных устройств в единую область MINT в схеме организации связи с подвижными объектами

Роуминг

В этом документе под роумингом будем понимать процесс перехода АС, установленной на подвижном объекте, из зоны действия одного сектора БС в зону действия другого сектора этой же или другой БС. Роуминг сопровождается разрывом радиоканала с первым сектором и установлением радиоканала со вторым и ограничен зоной покрытия опорной радиосети.

Рассмотрим алгоритм роуминга (см. видеоролик 1):

  1. Между АС и БС1 установлен радиоканал.
  2. Подвижный объект перемещается и радиоканал между АС и БС1 рвётся. Причиной разрыва является невозможность установки связи из-за увеличения дистанции между беспроводными устройствами. Как будет показано ниже инициатором разрыва радиоканала может быть как АС, так и БС1.
  3. АС пытается восстановить связь с БС1. Если радиоканал установлен, то алгоритм возвращается к п.1, если нет - к п.4.
  4. АС выполняет поиск устройств, с которыми можно установить радиоканал.
  5. АС находит БС2 и пытается установить с ней связь.
  6. АС устанавливает радиоканал с БС2.

Error rendering macro 'multimedia'

com.atlassian.renderer.v2.macro.MacroException: Cannot find attachment 'Without_multiBS.mp4'

Видеоролик 1 - Алгоритм роуминга

Установление радиоканала

Радиоканал может быть установлен между двумя устройствами при выполнении следующих требований:

  • Хотя бы одному из устройств назначена роль "ведущий". Возможны связи "ведущий-ведущий", "ведущий-ведомый". Архитектура решения предусматривает конфигурацию секторов БС, как ведущих, а АС - как ведомых.
  • В конфигурации АС создан радиопрофиль, соответствующий настройкам радио на БС.
  • Параметры сигналов (RSSI, SNR и т.д.) позволяют выполнять обмен данными хотя бы на минимальной модуляции.

Радиопрофили

На устройствах с ролью "ведущий" может быть настроен только один радиопрофиль, который будет использоваться для установки каналов связи. На устройствах с ролью "ведомый" может быть создано несколько радиопрофилей, либо один с возможностью автоматического выбора частоты. Конфигурация радиопараметров представлена ниже (в конфиге я не уверен):

#Настройка частоты на устройстве с ролью "ведущий"
 rf rf5.0 band 20
 rf rf5.0 mimo greenfield
 rf rf5.0 freq 5510 bitr 130000 sid 10101010 burst
 rf rf5.0 txpwr auto pwrctl distance auto

#Создание радиопрофиля на устройстве с ролью "ведомый"
 mint rf5.0 prof 1 -band 20 -freq 5510 -sid 10101010 \
          -nodeid 60755 -type slave \
          -autobitr -mimo greenfield

#Создание радиопрофиля с автовыбором частоты на устройстве с ролью "ведомый"
 mint rf5.0 prof 1 -band 20 -freq auto -sid 10101010 \
          -nodeid 60755 -type slave \
          -autobitr -mimo greenfield

При попытке установить соединение, ведомое устройство циклично перебирает радиопрофили, добавленные в его конфигурацию. Как только один из профилей подходит для установки радиоканала, создаётся связь с ведущим устройством и подбор профилей прекращается. В случае, если в конфигурации создан профиль с автоматическим выбором частоты, ведомое устройство пытается установить соединение с ведущим, перебирая частоты, поддерживаемые радиомодулем.

Очевидно, что установка связи может оказаться длительной операцией при использовании режима автоматического выбора частоты на ведомом устройстве из-за широкого диапазона частот, поддерживаемых радиомодулем. В рассматриваемых сценариях с роумингом это неприемлемо, поэтому рекомендуется в конфигурации АС создавать отдельные радиопрофили для каждого из секторов БС опорной радиосети.

Динамический выбор частоты

Устройства с ролью "ведущий", по аналогии с "ведомым" поддерживает режим динамического выбора частот (DFS). Устройства с поддержкой DFS, перед выбором частоты выполняют сканирование доступных частотных каналов и оценивают уровень интерференции на них и наличие радаров. Среди частотных каналов, свободных от радаров, выбирается канал с минимальным уровнем интерференции и устанавливается как рабочий.

DFS является стандартной технологией для беспроводных устройств, однако его недостаток состоит в том, что оценка радиообстановки выполняется только при включении и не актуализируется в процессе работы. Использование дополнительного радиомодуля на некоторых моделях устройств Инфинет позволяет реализовать фирменную технологию Instant DFS. Дополнительный радиомодуль постоянно сканирует эфир, выполняя переход между частотными каналами в соответствии с уровнем интерференции. Технологии DFS и instant DFS подробно описаны в документе Динамический выбор частоты (ещё не опубликован).

Конфигурация DFS выполняется следующим образом:

#Активация DFS на устройстве с ролью "ведущий"
 dfs rf5.0 dfsonly
 dfs rf5.0 freq auto

#Активация DFS и Radar detection на устройстве с ролью "ведущий"
 dfs rf5.0 dfsradar
 dfs rf5.0 freq auto

#Включение поддержки iDFS на устройстве
 mint rf5.0 -idfs

Частотный роуминг

Под частотным роумингом в этом документе подразмевается изменение рабочей частоты установленного радиоканала, т.е. выполняется смена частоты на обоих устройствах.

Механизм частотного роуминга тесно сопряжён с технологией instant DFS, поскольку, при обнаружении частотных каналов с меньшим уровнем интерференции, чем на текущем, ведущее устройство должно выполнить смену рабочей частоты. При этом устройства, с которыми у ведущего установлен радиоканал, также должно 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 опцией DFS/iDFS.
  • enable: устройств, 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 решение не используется технология DFS, однако в проектах, где необходимо использование DFS/iDFS, целесообразно секторы БС настроить как roaming leader, а АС - как roaming enable:

#Конфигурация сектора БС
 mint rf5.0 roaming leader

#Конфигурация АС
 mint rf5.0 roaming enable

Важно отметить, что ведомое устройство с roaming enable, получив команду на смену рабочей частоты от roaming leader выполнит переход в другой частотный канал даже в том случае, если в конфигурации устройства не будет соответствующего радиопрофиля. При этом, после перезагрузки, ведомой устройство не сможет установить радиоканал, т.к. будет руководствоваться набором радиопрофилей, добавленных в конфигурацию.

Опция MultiBS

Главным недостатком алгоритма роуминга является то, что АС, после разрыва канала связи с БС1, пытается восстановить это соединение и, только после нескольких неудачных попыток, выполняет поиск других БС для установления радиоканала. Устройства Инфинет поддерживают фирменную опцию MultiBS, позволяющую ускорить этот процесс.

Алгоритм роуминга с активной опцией MultiBS представлен ниже (см. видеоролик 2):

  1. Между АС и БС1 установлен радиоканал.
  2. Подвижный объект перемещается и параметры радиоканала между АС и БС1 ухудшается. АС разрывает канал связи с БС1. Несмотря на то, что радиоканал между АС и БС1 может быть использован для передачи данных, АС замечает отрицательный тренд и превентивно разрывает канал связи.
  3. АС выполняет поиск устройств, с которыми можно установить радиоканал.
  4. АС находит БС2 и пытается установить с ней связь.
  5. АС устанавливает радиоканал с БС2.

Error rendering macro 'multimedia'

com.atlassian.renderer.v2.macro.MacroException: Cannot find attachment 'Within_multiBS.mp4'

Видеоролик 2 - Алгоритм роуминга с активной опцией MultiBS

Активация опции MultiBS выполняется следующим образом:

#Конфигурация АС
 mint rf5.0 roaming enable multiBS

Опция Global

Рассмотрим сценарий, в котором была повреждена кабельная трасса между InfiMUX и инжектором питания БС1 (см. рисунок 8), т.е. питание к БС1 подведено и устройство готово устанавливать радиосоединения, но передача данных в центр управления невозможна.

Подвижный объект с установленным комплектом АС начинает движение по траектории из точки А в точку B. Находясь в зоне действия БС1, АС устанавливает с ней радиоканал. Поскольку кабельная трасса повреждена, то данные между подвижным объектом и центром управления не передаются. Двигаясь вдоль траектории, подвижный объект попадает в область, когда существует возможность подключиться к БС2, однако параметры установленного канала связи с БС1 удовлетворительны и АС не выполняет роуминг между БС. Без настроенной опции MultiBS, АС будет поддерживать связь с БС1 до момента выхода из зоны радиопокрытия БС1.

Фирменная опция Global позволяет избежать подобной ситуации. В случае, если в конфигурации АС активирована опция Global, то АС будет устанавливать радиоканал только с устройствами, на которых тоже активна опция Global. Кроме того, устройства в одной области MINT могут выполнять проксирующую функцию по отношению к устройствами с активированной опцией Global. Таким образом, если в конфигурации InfiMUX и АС активировать опцию Global, то все БС в момент установления радиоканала будут сообщать АС о том, что через них доступен InfiMUX, у которого активирована опция Global.

Использование опции 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.

Рисунок 8 - Использование опции Global

Конфигурация устройств выполняется с помощью следующих команд:

#Конфигурация АС
 mint rf5.0 roaming enable global

#Конфигурация InfiMUX
 mint prf0 roaming enable global

Параметры управления процессом установления радиоканала

Одним из механизмов, позволяющим влиять на установление и разрыв радиоканала являются пороговые значения SNR. В конфигурации беспроводных устройств выделяют два пороговых значения:

  • hiamp: минимальное значение SNR, требуемое для установления радиоканала между двумя устройствами.
  • loamp: минимальное значение SNR, при котором радиоканал между устройствами не будет разорван.

Таким образом, настройка пороговых значений на БС или АС является одним из механизмов по управлению процессом роуминга АС.

Конфигурация уровня SNR для установления радиоканала на беспроводных устройствах выполняется с помощью следующих команд:

#Конфигурация минимально требуемого SNR для установления радиоканала
 mint rf5.0 -hiamp 2

#Конфигурация минимального уровня SNR при котором радиоканал не будет разорван 
 mint rf5.0 -loamp 0

Режимы fixed/mobile/nomadic

Одним из факторов, влияющих на параметры качества канала связи с подвижным объектом является степень актуальности таблицы перенаправления кадров. В конфигурации устройств можно установить интервал обновления этих данных, выбрав одно из трёх значений параметра mode:

  • fixed: обновление таблицы перенаправления выполняется с интервалом 3 секунды. Данный режим предназначен для статичных объектов.
  • nomadic: обновление таблицы перенаправления выполняется с интервалом 1,5 секунды. Данный режим предназначен для подвижных объектов малой скорости.
  • mobile: обновление таблицы перенаправления выполняется с интервалом 1 секунда. Данный режим предназначен для подвижных объектов.

АС с активированной опцией MultiBS, как показано выше, выполняет сравнение текущих показателей радиоканала с максимально достигнутыми. Возможен сценарий, в котором параметры радиоканала резко ухудшатся из-за кратковременного влияния помехи и так же резко восстановятся. АС разорвёт связь с БС в соответствии с алгоритмом работы опции MultiBS, несмотря на то, что ухудшение параметров радиоканала носило кратковременный характер. Выбор значения параметра mode влияет на анализ радиопараметров при активированной опции MultiBS, задавая временной интервал оценки. Таким образом устройство со значением параметра mode fixed выполняет оценку радиопараметров на интервале трёх секунд и более устойчиво к разрыву радиоканала в условиях кратковременных помех, чем устройство со значением mode mobile.

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

#Конфигурация режима fixed
 mint rf5.0 -mode fixed

#Конфигурация режима nomadic
 mint rf5.0 -mode nomadic

#Конфигурация режима mobile
 mint rf5.0 -mode mobile

Использование двух абонентских устройств на объекте

Активация опции MultiBS, как показано выше, ускоряет роуминг АС между БС, однако, в любом случае, роуминг сопровождается кратковременным перерывом связи. Избежать перерыва связи позволяет использование двух АС на подвижном объекте, объединённых с помощью InfiMUX. В этом случае каждая из АС будет независимо устанавливать радиоканал с БС, а InfiMUX будет принимать решение по выбору канала связи для пересылки данных.

Поясним алгоритм роуминга в схеме с двумя АС (см. рисунок 9):

  1. АС1 и АС2 установили радиоканал с БС1. При этом не возникает петли, т.к. все радиоустройства объединены в одну область MINT и устройства используют таблицу пересылки кадров, учитывающую параметр стоимости.
  2. Объект движется АС2 разрывает канал связи с БС1. АС1 сохраняет связь с БС1. Перерыва сервиса не наблюдается, т.к. для обмен данными между подвижным объектом и центром управления осуществляется через канал АС2-БС1.
  3. АС2 начинает поиск БС для установления радиоканала. АС1 сохраняет связь с БС1.
  4. АС2 устанавливает связь с БС2. АС1 сохраняет связь с БС1. При передаче данных InfiMUX использует один из двух каналов связи АС1-БС1 и АС2-БС2, с меньшей метрикой.
  5. Объект движется и АС1 разрывает связь с БС1. АС2 сохраняет связь с БС2. Передача данных будет выполнена через канал АС2-БС2, перерыва сервиса не наблюдается.

Рисунок 9 - Роуминг в схеме с двумя АС на подвижном объекте (Можно сделать видео)

Настройка устройств заключается в том, что на устройствах АС1 и АС2 должны быть созданы PRF-интерфейсы в сторону InfiMUX, а на InfiMUX - PRF-интерфейсы в сторону беспроводных устройств. Кроме того, настройка групп коммутации должна быть перенесена из конфигурации АС в конфигурации InfiMUX.

Горнодобывающая промышленность

Основной сценарий построения каналов связи с подвижными объектами в горнодобывающей промышленности выглядит следующим образом (см. рисунок 10):

  • По периметру карьера устанавливаются БС, обеспечивающих покрытие всей территории карьера.
  • На спецтехнику устанавливаются АС или с круговой диаграммой направлености. На критичные с точки зрения перерыва сервиса объекты могут быть установлены две АС.
  • Одна из БС совмещается с узлом агрегации, на котором устанавливается InfiMUX и с которой строятся магистральные каналы связи, основной и резервный, в сторону центра управления.

Рисунок 10 - Организация связи с подвижными объектами в горнодобывающей промышленности

Основные особенности подобных сценариев относятся к характеристикам эксплуатации. Внешние блоки беспроводных устройств должны надёжно фунционировать в широком диапазоне температур и быть устойчивыми к перепадам температур, ветровой нагрузке, пыли и осадкам.

По представленным сценариям компанией Инфинет были реализованы следующие проекты:

  1. Фиксированная радиосвязь для ОАО «Евраз КГОК», Россия.
  2. «Инфинет» в разрезе.
  3. «Инфинет» решает проблемы организации сети связи для ведущей горнодобывающей компании Индонезии

Железнодорожный транспорт

Основной сценарий построения каналов связи с железнодорожным составом выглядит следующим образом (см. рисунок 11):

  • Вдоль железнодорожных путей устанавливаются БС.
  • В головном и последнем вагонах устанавливаются АС. По умолчанию используются АС с антеннами круговой направленности, однако возможна реализация схемы с направленными антенными. Использование направленных антенн повысит требования к расчётам на этапе планирования, но уменьшит необходимо число БС.
  • Одна из БС выделяется как узел агрегации. Возможно использование отдельного узла агрегации, который не совмещён с БС. На узле агрегации устанавливается коммутатор InfiMUX и от него строятся магистральные каналы связи, основной и резервный, в сторону центра управления.

Рисунок 11 - Организация связи с подвижными объектами на железнодорожном транспорте

К особенностям подобных сценариев относят высокую максимальную скорость движения железнодорожного состава, что потребует кропотливой конфигурации беспроводных устройств.

По представленным сценариям компанией Инфинет были реализованы следующие проекты:

  1. Связь на высоких скоростях!

Водный транспорт


Тут нужна схема и рассказ про Beamforming и устройство, компенсирующее качку.

Рисунок 12 - Водный транспорт

К особенностям подобных сценариев можно отнести трассу распространения сигнала, т.к. отрезок трассы расположен над водной поверхностью. Радиосигнал отражается от водной поверхности, в результате чего на приёмной стороне наблюдается межсимвольная интерференция (МСИ). Одним из способов борьбы с МСИ является увеличение защитного интервала между сообщениями (guard interval). Настройка защитного интервала может быть выполнена в конфигурации устройств семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2 с версией ПО TDMA за счёт увеличения параметра "Distance".

По представленным сценариям компанией Инфинет были реализованы следующие проекты:

  1. Благодаря «Инфинет» на паромах компании Red Funnel появился широкополосный доступ в сеть Ethernet

Дополнительные материалы

  1. Продукция Инфинет
  2. Производительность устройств Инфинет
  3. Агрегация каналов, балансировка и резервирование
  4. TDMA и Polling: особенности применения в беспроводных сетях
  5. Онлайн-курс "Основы беспроводных сетей"
  6. Вебинар "Монтаж, грозозащита и заземление оборудования Инфинет"
  7. Инструмент планирования беспроводных сетей InfiPLANNER
  8. Онлайн-курс "InfiPLANNER: инструмент планирования беспроводной сети"
  9. Онлайн-курс "Коммутация в устройствах семейств InfiLINK 2x2 и InfiMAN 2x2"
  10. Динамический выбор частоты
  • No labels