ما هو عدد القفزات التي يمكن أن تدعمها شبكة MANET؟ الكمون والإنتاجية المقايضات

نادرًا ما يكون عدد القفزات التي يمكن أن تدعمها شبكة MANET هو نفس عدد القفزات التي يجب استخدامها أثناء التشغيل. قد يظل المسار متصلاً عبر العديد من المرحلات بينما تنخفض جودة الفيديو، أو يرتفع زمن وصول الأمر، أو يصبح وقت البث المشترك بمثابة عنق الزجاجة. يمكن أيضًا أن تصل أنواع حركة المرور المختلفة إلى حدودها في نقاط مختلفة، لذلك لا يمكن لعدد القفزات المعلن عنه الإجابة على سؤال التخطيط.

المفتاح هو الحكم تتنقل شبكة MANET من خلال الإنتاجية القابلة للاستخدام، والتأخير من طرف إلى طرف، والارتعاش، والتنقل، وظروف التردد اللاسلكي. توضح المناقشة أدناه كيفية تطور هذه المقايضات وكيفية وضع ميزانية عملية لعمليات النشر الحقيقية.

 

يتم تعيين عدد القفزات المفيدة بواسطة التطبيق

ابدأ بمستوى الخدمة المطلوب

لا يوجد حد ثابت لقفزات شبكة MANET ينطبق على كل عملية نشر لأن التطبيقات تفشل بطرق مختلفة. قد يظل المسار متصلاً عندما ينخفض ​​معدل الإدخال الجيد إلى أقل من معدل إخراج جهاز تشفير الفيديو، أو يصبح اهتزاز الصوت ملحوظًا، أو يتجاوز زمن انتقال الأمر عتبة التشغيل. قبل تعيين حد لقفزات شبكة MANET، حدد الحد الأدنى من الإنتاجية الجيدة من طرف إلى طرف، والحد الأقصى للتأخير في اتجاه واحد أو ذهابًا وإيابًا، والارتعاش المقبول، ونسبة تسليم الحزمة المستهدفة.

قم بقياس هذه العتبات عند حدود التطبيق، وليس من معدل PHY الخاص بالراديو. تعمل الرؤوس والتنافس وإعادة المحاولة وحركة الترحيل على تقليل سعة الحمولة المفيدة. الحد العملي لقفزات شبكة MANET هو النقطة الأولى التي يفشل فيها مستوى الخدمة تحت الحمل المتوقع، حتى لو كانت نقاط النهاية لا تزال تتبادل الحزم.

تصل أنواع حركة المرور المختلفة إلى الحد الأقصى في أوقات مختلفة

يستخدم القياس عن بعد نطاقًا تردديًا صغيرًا، لكن البيانات القديمة قد لا تزال غير مقبولة. تحتاج حركة مرور الأوامر إلى استجابة يمكن التنبؤ بها، ويعتمد الصوت على التأخير والارتعاش المتحكم فيهما، ويحتاج الفيديو المباشر إلى إنتاجية جيدة مستدامة. وبالتالي، يكشف الفيديو عن قفزات شبكة MANET الضعيفة قبل البيانات المتقطعة.

قد يفشل المسار الذي يحمل القياس عن بعد بنجاح عند تقديم عدة تدفقات عالية الدقة. إن المطالبات مثل 'القفزات الخمس آمنة' لها قيمة قليلة ما لم يتم أيضًا تحديد مزيج حركة المرور وأحجام الحزم وشروط التردد اللاسلكي وعتبات القبول.

 

كيف ينشأ التأخير على طول مسار متعدد القفزات

يضيف كل ترحيل أكثر من وقت المعالجة

يضيف كل تتابع عدة أشكال من التأخير. يجب أن تعبر الحزمة الارتباط الحالي، وتنتظر الوصول إلى القناة، وتمر عبر منطق إعادة التوجيه، ثم تدخل قائمة انتظار الإرسال التالية. قد يتم إرسال الإطارات التالفة مرة أخرى، لذا فإن جودة الارتباط الرديئة تزيد من التأخير وكذلك استخدام وقت البث. النموذج العملي هو: التأخير من طرف إلى طرف يساوي التأخير المتراكم لكل قفزة بالإضافة إلى قوائم الانتظار، وعمليات إعادة الإرسال، وعقوبات تغيير المسار.

إن ضرب رقم القفزة الفردية في المختبر بعدد قفزات MANET الشبكية يعطي خط أساس فقط. ويفترض روابط مستقرة وقليل من حركة المرور المتنافسة. في الميدان، يمكن أن يضيف مرحل واحد محمل بشكل زائد أو شريحة RF ضعيفة مزيدًا من التأخير أكثر من عدة قفزات نظيفة.

الازدحام يجعل الكمون ينمو بشكل غير متساو

عند الاستخدام المنخفض، قد يضيف مرحل آخر تأخيرًا ثابتًا إلى حد ما. بمجرد أن تقترب حركة المرور من سعة العقدة المشتركة، تتراكم قوائم الانتظار، ويمكن أن تؤدي الزيادة الصغيرة في الحمل المقدم إلى زيادة أكبر بكثير في زمن الوصول من طرف إلى طرف. تؤثر كل من تعارضات إعادة التوجيه، وسلوك MAC، وسياسة التوجيه، وتوزيع العقدة على الإنتاجية القابلة للتحقيق، في حين أن الإرسال بما يتجاوز المعدل المفيد للمسار يمكن أن يؤدي إلى زيادة التنافس وتقليل الأداء المقدم.

يمكن للمتوسط ​​المقبول أن يخفي ارتفاعات كبيرة من الناحية التشغيلية. قم بالإبلاغ عن المتوسط، وزمن الوصول p95 أو p99، والارتعاش، والخسارة لإظهار ما إذا كانت قفزات شبكة MANET تظل قابلة للتنبؤ بها في ظل التدفقات المتقاربة.

تضيف العقد المتحركة تأخيرات في استرداد المسار

تؤدي إمكانية التنقل إلى حدوث ارتفاعات مؤقتة عند انقطاع الروابط وتغيير المسارات. قد تقوم العقد بتحديث حالة الجوار وحزم المخزن المؤقت وإبطال المسار واكتشاف بديل واستئناف إعادة التوجيه. يحصل AODV على مسارات للوجهات النشطة ويستجيب لانقطاع الارتباط وتغييرات الهيكل في الشبكات الديناميكية متعددة القفزات.

يتخذ OLSR نهجًا استباقيًا، حيث يتبادل معلومات الهيكل بانتظام ويحافظ على المسارات متاحة. تعمل المرحلات متعددة النقاط على تقليل إعادة توجيه رسائل التحكم الزائدة عن الحاجة. يمكن أن يؤدي هذا إلى تجنب اكتشاف الحزمة الأولى، لكن التحديثات الدورية لا تزال تستهلك السعة، وتزيد التحديثات الأسرع الحمل. تتمثل المشكلة العملية في كيفية تأثير سلوك التوجيه على التأخير في ظل الكثافة الفعلية والتنقل ونمط حركة المرور.

 

لماذا تتقلص الإنتاجية عند إضافة القفزات

إعادة توجيه نفس حركة المرور يعيد استخدام سعة الشبكة

التتابع لا يخلق طيفًا جديدًا. فهو يستقبل حركة المرور ويعيد إرسالها، باستخدام وقت البث الذي يمكن أن يحمل حزمة جديدة. في مسار القناة المشتركة أحادي الاتجاه، قد تحتاج عقد إعادة التوجيه القريبة إلى التناوب، بينما تؤدي تصادمات العقد المخفية إلى التراجع وإعادة المحاولة. مع زيادة القفزات الشبكية لـ MANET، تستهلك نفس حمولة التطبيق موارد الراديو بشكل متكرر.

يمكن للرابط الأضعف أو الأكثر ازدحامًا تحديد القيمة الجيدة من طرف إلى طرف. يشغل الجزء ذو المعدل المنخفض الوسط لفترة أطول، في حين قد يتشبع المرحل المركزي على الرغم من الوصلات المحيطة المحملة بشكل خفيف. معدل PHY ليس إنتاجية وجهة قابلة للاستخدام. يؤدي الحمل الزائد المقدم إلى إنشاء قوائم انتظار وخسارة بدلاً من زيادة الإنتاجية.

التدفقات المتزامنة تزيد من حدة المشكلة. تساهم حركة الترحيل في التداخل، وتقل السعة مع مشاركة المزيد من تدفقات الاتصالات في نفس موارد إعادة التوجيه. لا ينبغي التعامل مع عرض الدفق الواحد كدليل على أن نفس قفزات شبكة MANET يمكنها دعم العديد من تدفقات الفيديو والصوت والقياس عن بعد في وقت واحد.

تجنب الاختصار 'نصفي النطاق الترددي عند كل خطوة'.

إن الادعاء بأن كل قفزة لاسلكية تقطع عرض النطاق الترددي تلقائيًا بنسبة 50 بالمائة هو أمر بسيط للغاية. يمكن أن يحدث تدهور شديد في سلسلة راديو واحدة ونفس القناة، ولكن لا توجد نسبة عالمية تنطبق على كل MANET. يتغير الأداء مع إعادة استخدام القناة، والجدولة، وتشغيل MIMO، وعرض القناة، وجودة الارتباط، واتجاه حركة المرور، وعدد التدفقات النشطة.

يمكن للمسار المخطط أن يحافظ على السعة عن طريق تقليل التداخل وتجنب الروابط الضعيفة. قد يؤدي التشغيل والجدولة متعددة القنوات إلى فصل نشاط إعادة التوجيه المتعارض. قد يفضل التوجيه المدرك للارتباط أيضًا مسارًا أطول قليلاً مع روابط أقوى وأقل ازدحامًا لأن نسبة التسليم والتداخل والسعة المشتركة مهمة إلى جانب عدد القفزات.

يمكن للمخطط التوضيحي مقارنة الإنتاجية الجيدة المقيسة عبر واحد إلى ثمانية قفزات شبكية MANET لسلسلة خطية مزدحمة ومسار ذو روابط أقوى وإعادة استخدام أفضل للموارد. وينبغي أن يتم تصنيفها على أنها رسم توضيحي للتخطيط، وليس كمعيار. يجب أن تأتي الخسارة لكل قفزة شبكية إضافية لـ MANET من الاختبارات باستخدام التكوين المقصود وحمل حركة المرور.

 

الشروط التي تحرك سقف القفزة

الطوبولوجيا مهمة أكثر من إجمالي عدد العقد

لا يقول عدد العقد وحده الكثير عن أداء المسار. قد تكون الشبكة المكونة من 30 عقدة والتي تكون معظم المسارات النشطة فيها عبارة عن قفزة واحدة أو قفزتين أكثر اتساقًا من شبكة مكونة من 10 عقد مرتبة كسلسلة طويلة واحدة. تعيد المسارات الخطية استخدام نفس ممر التوجيه بشكل متكرر، في حين أن الشبكة الجزئية يمكن أن توفر بدائل أقصر أو أقل ازدحامًا.

إن المواقع الأكثر ازدحامًا لها أهمية أكبر من قطر الشبكة النظري. يمكن أن تصبح المرحلات المركزية أو العقد المجاورة للبوابة أو الوحدات المحمولة جواً التي تخدم العديد من العقد النهائية نقاط تركيز لحركة الحمولة والتحكم. يحافظ التصميم المرن على التدفقات الأولية على مسارات قصيرة وعالية الجودة مع الحفاظ على قفزات شبكة MANET الإضافية للتغطية والاسترداد.

جودة التردد اللاسلكي يمكن أن تجعل القفزة الإضافية مفيدة

المسار الذي يحتوي على أقل عدد من المرحلات ليس دائمًا هو الأسرع. قد يعاني أحد الوصلات الطويلة من انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، وانخفاض التشكيل، وفقدان الحزمة، وإعادة الإرسال المتكرر. يؤدي تقسيمها إلى رابطين أقصر وأقوى إلى إضافة خطوة إعادة توجيه، ولكن قد تؤدي معدلات الارتباط الأعلى وعمليات إعادة المحاولة الأقل إلى تحسين كل من الإنتاجية الجيدة وزمن الوصول الخلفي.

وتعتمد النتيجة على موضع الهوائي والعائق والتداخل وقدرة الإرسال وحساسية جهاز الاستقبال وعرض النطاق الترددي للقناة. يمكن لمرحل خط البصر ذو الموقع الجيد أن يحسن المسار؛ فالوضع السيئ لا يؤدي إلا إلى إضافة الخلاف. وبالتالي، يجب أن يقوم اختيار المسار بتقييم جودة الارتباط والسعة المتاحة بدلاً من تقليل قفزات شبكة MANET بأي ثمن.

اقرأ مطالبات قفزة المنتج في سياق الاختبار الخاص بها

يمكن أن توفر أرقام الأداء المعتمدة على التكوين نقطة بداية مفيدة. ل قفزات شبكة MANET ذات زمن الوصول المنخفض ، يبلغ متوسط ​​سلسلة WDS MIMOmesh خفيفة الوزن المحمولة جوًا 6 مللي ثانية من التأخير في اتجاه واحد لكل قفزة عند 20 ميجاهرتز وتدعم أكثر من 15 قفزة بيانات، و10+ قفزات صوتية، و8+ قفزات فيديو. تشمل القدرات التقنية المتاحة عرض النطاق الترددي للقناة القابل للتكوين، ومعدلات التكيف والتشكيل، وجودة الخدمة، والعديد من تقنيات MIMO.

توضح هذه الأشكال سبب تصنيف قفزات شبكة MANET بشكل منفصل حسب نوع حركة المرور. لا يزال يتعين فحصها وفقًا لمعدل الحمولة والتباعد والتداخل والتنقل وحجم الحزمة والحمل المتزامن. تشير ثماني قفزات مضروبة في خط أساسي قدره 6 مللي ثانية إلى 48 مللي ثانية في اتجاه واحد قبل الصف أو إعادة المحاولة أو استعادة المسار. ولذلك يجب تأكيد العدد المفيد لقفزات شبكة MANET في طبقة التطبيق بدلاً من نسخها مباشرة من المواصفات.

 

قم بتعيين ميزانية القفز التي يمكن الدفاع عنها قبل النشر

اختبر الشبكة باستخدام حركة مرور حقيقية، وليس رابطًا فارغًا

وينبغي للاختبار الميداني أن يعيد إنتاج مزيج حركة المرور المتوقع. تحديد معدلات البت للفيديو، والجلسات الصوتية، وحجم القياس عن بعد، وتردد التحكم، وأحجام الحزمة، والاتجاه. ثم قم بإجراء اختبار على قفزات واحدة واثنتين وأربعة وستة وثمانية من قفزات شبكة MANET، مع إضافة نقاط وسيطة مع اقتراب النتائج من عتبة القبول.

حافظ على اتساق إعدادات القناة والتحميل المقدم. كرر ذلك مع العرقلة التمثيلية، والتداخل، والحركة، وحدث فقدان التتابع. قم بقياس الأداء المقدم، وليس معدل الراديو الرئيسي.

افصل الحد العادي عن حد تجاوز الفشل

قم بتعيين عتبات النجاح أو الفشل قبل مراجعة النتائج. يجب أن يدعم حد التشغيل العادي مزيج حركة المرور الكامل مع هامش للمستخدمين الإضافيين وتنوع التردد اللاسلكي وحركة المسار. يمكن أن يسمح حد الوضع المتدهور المنفصل بمزيد من قفزات شبكة MANET عندما يكون الهدف هو الحفاظ على الأمر الأساسي أو القياس عن بعد بعد فشل الترحيل.

يمنع هذا التمييز الخلط بين مسار الطوارئ ومسار روتيني عالي السعة. قد يظل المسار الأطول ذا قيمة حتى عندما لا يمكنه حمل الصوت أو الفيديو العادي. حدد اتفاقية مستوى الخدمة (SLA)، واختبر الحمل الواقعي، وحدد الحد الأول الفاشل، وهامش الاحتياطي، وقم بتعيين الميزانية التشغيلية تحت تلك النقطة. تعتبر الحدود المنفصلة لكل فئة من فئات حركة المرور أكثر فائدة من حد أقصى واحد على مستوى الشبكة.

 

خاتمة

إن الحد العملي لقفزات شبكة MANET ليس أطول مسار يمكن أن تشكله الشبكة، ولكنه أطول مسار لا يزال يلبي أهداف زمن الوصول والإنتاجية والارتعاش والموثوقية. يساعد اختبار ظروف حركة المرور والترددات اللاسلكية الواقعية الفرق على وضع ميزانيات منفصلة للقفزات للفيديو والصوت والتحكم والقياس عن بعد مع الحفاظ على المسارات الأطول لتجاوز الفشل.

توفر شركة Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. أجهزة راديو MIMOmesh مصممة للاتصالات الديناميكية متعددة القفزات، مما يمنح مخططي الشبكات أدوات قابلة للتكوين لتحقيق التوازن بين التغطية والتنقل وأداء البيانات. عند استخدامها مع الاختبار على مستوى التطبيق، يمكن لهذه الأنظمة دعم قرارات النشر الأكثر موثوقية.

 

التعليمات

س: كم عدد قفزات شبكة MANET التي يمكن أن تدعمها الشبكة؟

ج: لا يوجد حد عالمي ينطبق. الحد الأقصى العملي هو أطول مسار لا يزال يلبي أهداف زمن الوصول والإنتاجية والارتعاش وتسليم الحزم والتنقل المطلوبة في ظل ظروف حركة المرور الواقعية.

س: كيف تؤثر كل قفزة إضافية على زمن الاستجابة؟

ج: يضيف كل مرحل الإرسال والوصول إلى القناة والمعالجة والانتظار وتأخير إعادة الإرسال المحتمل. في ظل الازدحام أو تغيرات المسار، قد يرتفع زمن الوصول بشكل حاد بدلاً من زيادته بمقدار ثابت.

س: هل تنخفض الإنتاجية الشبكية إلى النصف مع كل قفزة؟

ج: لا. إن الانخفاض بنسبة 50 بالمائة ليس سوى قاعدة تقريبية لبعض سلاسل القنوات المشتركة أحادية الاتجاه. تعتمد الخسارة الفعلية على إعادة استخدام القناة، والتداخل، والجدولة، وMIMO، وتحميل حركة المرور.

س: هل المسار الذي يحتوي على أقل عدد من القفزات هو الأفضل دائمًا؟

ج: ليس دائما. قد يكون أداء رابط واحد ضعيف للمسافات الطويلة أسوأ من رابطين أقصر وأقوى. يجب أن تأخذ جودة المسار في الاعتبار نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، وعمليات إعادة الإرسال، والازدحام، والسعة المتاحة إلى جانب عدد القفزات.

س: كيف يجب على المهندسين وضع حد عملي للقفزة؟

ج: قم باختبار الأحمال التمثيلية للفيديو والصوت والتحكم والقياس عن بعد عبر أعداد القفزات المتزايدة. قم بتعيين الحد التشغيلي أسفل النقطة الأولى التي يفشل فيها أي حد خدمة على مستوى التطبيق.