Hybrid MANET وLTE Backhaul: كيف تنجو الشبكة المحلية من انقطاع شبكة WAN

لا يعني انقطاع شبكة WAN دائمًا فشل الشبكة المحلية. قد تستمر أجهزة الراديو والكاميرات وأجهزة الاستشعار والمركبات والطائرات بدون طيار في تبادل حركة المرور حتى في حالة عدم توفر مسار LTE إلى مركز القيادة الأساسي أو السحابي أو البعيد. تفصل بنيات LTE شبكة الوصول الراديوي، ووصلة النقل، والأساسية، بينما يدعم توجيه MANET طبولوجيا لاسلكية متغيرة.

والمسألة الحاسمة هي ما إذا كانت المسارات المحلية والتطبيقات الأساسية ستظل داخل حدود الشبكة الباقية. مرونة يحافظ تصميم MANET LTE المختلط على حركة حركة المرور القريبة، ويحافظ على خدمات الحافة الهامة، ويتحكم في كيفية وضع البيانات في قائمة الانتظار واستعادتها عند عودة اتصال WAN.

 

عندما ينخفض ​​LTE، ما هي الخدمات التي تظل متاحة؟

ارسم حدود الفشل قبل الحكم على المرونة

'LTE معطل' قد يعني فقدان الوصول إلى الإنترنت، أو حدوث انقطاع بين شبكة الراديو والمركز، أو بوابة متوقفة عن التشغيل، أو ترحيل MANET مفقود. يزيل كل خطأ جزءًا مختلفًا من المسار وينتج نتيجة مختلفة.

يؤكد مؤشر الإشارة القوي على الاتصال اللاسلكي، وليس إمكانية الوصول إلى الخدمة عن بعد. تحتوي شبكات LTE على جهاز مميز، ووصول راديوي، ووصلة نقل، وطبقات أساسية، لذلك قد يؤدي خطأ المنبع إلى مقاطعة الخدمات عن بعد بينما تظل المعدات الميدانية مدعومة ومتصلة بخلية قريبة. يجب أن يقوم نظام MANET LTE المختلط بمراقبة الاتصال من طرف إلى طرف بدلاً من التعامل مع التسجيل الخلوي كدليل على صحة شبكة WAN.

تحتاج الخدمة المحلية المستندة إلى LTE أيضًا إلى بنية مصممة للتشغيل المعزول عندما لا يكون المركز الأوسع متاحًا. هذه الإمكانية ليست تلقائية في كل عملية نشر ويجب التحقق من صحتها بشكل منفصل عن استمرارية MANET.

فصل التطبيقات المحلية عن التبعيات البعيدة

في نشر MANET LTE الهجين، تبقى الخدمات عندما تظل نقاط النهاية والمسارات والتطبيقات داخل الحدود المحلية. يمكن أن تستمر ميزة الضغط والتحدث والفيديو القريب وتبادل المواقع والقياس عن بعد والتحكم في أجهزة الاستشعار ونقل الملفات إذا لم يتم الاتصال بخادم خارج الموقع. عادةً ما تتوقف لوحات المعلومات السحابية وقواعد البيانات البعيدة والوصول إلى الإنترنت والإرسال خارج الموقع عند اختفاء المسار الخارجي.

تظل بعض الأدوات مفيدة جزئيًا. قد تظل الخرائط المخزنة مؤقتًا قابلة للقراءة، وقد تسمح بيانات الاعتماد المخزنة بالوصول المؤقت، وقد تستمر المسجلات المحلية في التقاط الفيديو. يمكن لقوائم انتظار التخزين وإعادة التوجيه الاحتفاظ بالتقارير أو القياس عن بعد لتحميلها لاحقًا إذا كانت تحتفظ بالطوابع الزمنية والمعرفات ومساحة تخزين كافية.

يجب توثيق النتيجة المتوقعة لكل خدمة تشغيلية قبل النشر.

 

لماذا تستمر مسارات MANET المحلية في العمل بدون شبكة WAN؟

لا تحتاج الحزم المحلية إلى عبور بوابة LTE

يمكن لعقدة MANET اكتشاف الجيران وتحديد المسارات وإعادة توجيه الحزم بدلاً من الاعتماد على جهاز توجيه مركزي ثابت واحد. عندما تتحرك مركبة خلف التضاريس أو يغير موقع المرحل المحمول جواً، يمكن للشبكة حساب مسار آخر من خلال العقد التي يمكن الوصول إليها. وبالتالي فإن بوابة LTE هي مخرج من الهيكل المحلي، وليس بالضرورة مركزه.

لنفترض أن كاميرا محمولة جواً ترسل فيديو إلى مركبة قيادة. قد تنتقل الحزم عبر مرحل محمول إلى العارض دون لمس LTE. إذا اختفى المسار الخلوي، فيمكن أن يظل هذا المسار صالحًا لأن أياً من نقطتي النهاية لا يعتمد على شبكة WAN.

يمنح هذا الفصل بنية MANET LTE الهجينة مرونتها. يجعل التخطيط المعتمد على البوابة جهازًا واحدًا هو مخرج شبكة WAN ونقطة فشل محلية. يحافظ التخطيط الموزع على حركة المرور القريبة داخل الشبكة ويستخدم LTE فقط للوجهات البعيدة.

تتطلب العملية المنفصلة المفيدة خدمات محلية

استمرارية التوجيه وحدها لا تضمن عمليات مفيدة. قد تقوم أجهزة الراديو بتبادل الحزم أثناء فشل التطبيقات نظرًا لوجود وحدة التحكم الصوتي أو قاعدة بيانات الخرائط أو وسيط القياس عن بعد أو خدمة الهوية خارج الموقع. يجب أن تحتوي الحدود الباقية لشبكة MANET LTE الهجينة على الوظائف المطلوبة أثناء انقطاع الخدمة.

قد تتضمن خدمات الحافة المفيدة الصوت المحلي وخرائط المهام وتسجيل الفيديو ومعالجة القياس عن بعد والتسمية المحددة أو الوقت أو وظائف المصادقة. يجب اختبار موضعها عن طريق عزل بوابة LTE أو إيقاف تشغيلها. لا يزال من الممكن أن تؤدي استضافة كل تطبيق محلي على تلك البوابة إلى فشل كامل في الخدمة.

التخزين المؤقت والاستضافة يحلان مشاكل مختلفة. تحافظ ذاكرة التخزين المؤقت على المحتوى السابق، بينما يقبل التطبيق المستضاف محليًا المواضع والرسائل والفيديو الجديدة. يجب أن تدخل البيانات المرتبطة عن بعد في سير عمل التخزين وإعادة التوجيه وأن تتم مزامنتها لاحقًا دون فقدان الترتيب أو المصدر.

 

كيف تتغير حركة المرور قبل وأثناء وبعد انقطاع التيار الكهربائي

التشغيل العادي: حافظ على حركة المرور المحلية محلية

يجب ألا تقوم خدمة LTE الصحية بسحب كل حزمة عبر البوابة الخلوية. ينتمي الصوت القريب والقياس عن بعد والتحكم في حركة المرور والفيديو إلى مسارات MANET، بينما تستخدم المزامنة السحابية والوصول إلى الأوامر عن بعد وخدمات الإنترنت والمستخدمين خارج الموقع LTE. يعمل هذا الانقسام على تقليل زمن الوصول ويمنع الجلسات المحلية من وراثة توفر شبكة WAN.

يجب أن توضح سياسة مسار Hybrid MANET LTE هذه النية. تحتاج الشبكات الفرعية المحلية وخدمات الحافة إلى مسارات MANET المفضلة، بينما يشير المسار الافتراضي أو البادئات البعيدة المحددة نحو بوابة LTE. مع العديد من البوابات، يمكن للمقاييس اختيار أفضل مخرج دون تغيير التوجيه المحلي.

تصنيف حركة المرور مهم أيضًا. يجب ألا تتنافس تنبيهات الأمان وصوت الأوامر بشكل متساوٍ مع التحميلات المجمعة أو التحديثات أو العديد من تدفقات الفيديو عالية السرعة. يجب تحديد أولويات الخدمة قبل بدء الازدحام.

استجابة الانقطاع: قم بإزالة المسار الفاشل دون إزعاج الشبكة

يجب أن تختبر بوابة MANET LTE الهجينة إمكانية الوصول إلى ما هو أبعد من المودم لأن قوة الإشارة قد تظل طبيعية أثناء فشل المنبع. يمكن أن تستخدم عمليات التحقق من السلامة أهدافًا متعددة وحدود الخسارة وفترة الضغط لتجنب تقلب المسار. بمجرد أن تصبح شبكة WAN غير قابلة للاستخدام، تقوم البوابة بسحب المسار الخارجي أو تقليل أولوياته مع ترك مسارات MANET المحلية سليمة.

ثم تتبع حركة المرور المرتبطة عن بعد سياسة محددة:

●  قائمة الانتظار القياس عن بعد الأساسية، والسجلات، والتقارير.

●  تقليل أو إيقاف الفيديو المخصص للمشاهدين عن بعد فقط.

●  تعليق عمليات النقل في الخلفية وتحديثات البرامج.

●  إظهار حالة قطع الاتصال بشكل واضح.

يجب أن تستمر الجلسات المحلية عندما تظل نقاط النهاية والخدمات الخاصة بها في الشبكة. قد تنتهي مهلة الجلسات السحابية بسبب اختفاء الوجهة. لا يمكن للتوجيه الحفاظ على جلسة التطبيق التي لا يمكن الوصول إلى خادمها.

الاستعادة: منع الرابط المرتجع من أن يصبح عنق الزجاجة

في نظام MANET LTE الهجين، لا ينبغي للإشارة المستعادة أن تستعيد المسار المفضل على الفور. يجب أن تتحقق البوابة من الخدمة المستقرة من طرف إلى طرف، ثم تعيد تقديم LTE بعد فترة استرداد. وهذا يقلل من التذبذب عندما تكون التغطية غير مستقرة.

يمكن أن تسبب البيانات المتراكمة ازدحامًا إذا تم تحميل كل مسجل وجهاز استشعار مرة واحدة. يجب أن يحتفظ الصوت الحالي والتحكم والقياس المباشر عن بعد بالأولوية، بينما يعود الفيديو والسجلات التاريخية على دفعات. تساعد حدود المعدلات وعمليات إعادة المحاولة العشوائية شبكة MANET LTE الهجينة على التعافي دون تشبع شبكة التوصيل.

تعمل الطوابع الزمنية ومعرفات الرسائل وقواعد الطلب ومعالجة التعارض على إبقاء المعلومات المتأخرة منفصلة عن البيانات المباشرة. تكتمل عملية الاسترداد فقط عندما يكون المسار مستقرًا وتتم مزامنة البيانات الموجودة في قائمة الانتظار دون تعطيل العمليات الحالية.

 

بناء الشبكة حول حدود الفشل

احتفظ بالوظائف الحيوية بعيدًا عن نقاط الفشل الفردية

حدد ما يجب أن يظل قابلاً للاستخدام إذا فقدت بوابة LTE رابط WAN الخاص بها، ثم كرر التمرين لفشل البوابة بالكامل. قد تظل التطبيقات المستضافة في مكان آخر في الحدث الأول، بينما قد تختفي الخدمات المستضافة على البوابة في الحدث الثاني. يجب أن توضع الأدوات المهمة على منصة حافة يمكن الوصول إليها أو يتم تكرارها عندما لا يمكن السماح لجهاز واحد بإزالتها.

تحتاج طوبولوجيا MANET LTE الهجينة أيضًا إلى أكثر من طريق عملي بين الفرق المهمة. يمكن أن تترك التضاريس أو اتجاه الهوائي أو الحركة أو المباني مرحلًا واحدًا يحمل كل حركة المرور تقريبًا. وينبغي للتجارب الميدانية أن تحدد نقاط التقارب هذه.

ينتمي تكرار WAN إلى طبقة منفصلة. يمكن للبوابات المتعددة التي تدعم تقنية LTE تحسين الوصول عن بعد، لكن تصميمات بطاقة SIM المزدوجة لا تصلح مسار MANET الضعيف. أ يجب أيضًا أن يؤدي نشر MANET LTE الهجين المرن إلى إزالة التبعيات السحابية في المصادقة والإدارة والعنونة والترخيص.

حماية البث لحركة المرور التي تهم

يتم تعيين سعة الشبكة من خلال المسار المشترك الأكثر ازدحامًا، وليس أعلى معدل لرابط واحد نظيف. يستهلك كل إرسال مرحل وقت بث، وقد تتقارب عدة تيارات قبل الوصول إلى مركز القيادة. يجب أن يكون التخطيط نموذجًا واقعيًا للقفزات والمستخدمين وملفات تعريف الفيديو والتداخل.

في سياسة حركة مرور MANET LTE الهجينة، عادةً ما تأتي تنبيهات السلامة وصوت الأوامر في المقام الأول، تليها بيانات الموقع والتحكم، والفيديو المحدد، ثم مزامنة الملفات والخلفية. لا يمكن لجودة الخدمة إنشاء نطاق ترددي، ولكنها يمكن أن تمنع عمليات النقل الكبيرة من حظر حركة المرور العاجلة.

تشكل هندسة الطاقة والترددات اللاسلكية أيضًا عملية التوجيه. تحدد البطاريات وارتفاع الهوائي واختيار الطيف ووضع المرحل ما إذا كان هناك مسار بديل أم لا. لا يمكن أن يستخدم توجيه MANET معدات غير مزوّدة بالطاقة أو محملة بشكل زائد أو خارج النطاق.

إعطاء العقد الأرضية والمحمولة جوا وظائف مختلفة

يمكن للعقدة الأرضية المحمولة تثبيت مركز قيادة، أو توصيل شبكة إيثرنت أو معدات تسلسلية، وتوفير مرحل أقوى، والعمل كمخرج LTE. يمكن للوحدة المحمولة جواً تحسين خط الرؤية، وربط المجموعات المفصولة بالتضاريس، وحمل فيديو بدون طيار مع إضافة مسار آخر.

ضمن نشر MANET LTE المختلط، يمكن لسلسلة WDS Powerful Backpack أن تكون بمثابة بوابة أرضية محمولة أو مرحل عالي الطاقة. تشمل إمكاناتها التشغيل الموزع بلا مركز، والتوجيه الديناميكي للطبقة الثانية أو الطبقة الثالثة، والترحيل متعدد القفزات، وتحديد أولويات الخدمة، وواجهات إيثرنت والواجهات التسلسلية، والنشر الذي يعمل بالبطارية، والشبكة العامة الاختيارية أو توجيه 4G LTE.

بالنسبة لدور MANET LTE الهجين المحمول جواً، يمكن لسلسلة WDS Lightweight Airborne أن تدعم التوجيه الديناميكي، والتشغيل متعدد القفزات، وجودة الخدمة، وEthernet، والاتصال التسلسلي، وتكامل MAVLink، وتوسيع 4G LTE الاختياري. ويتمثل دورها الرئيسي في تحسين هندسة الترددات اللاسلكية دون فرض حركة المرور المحلية عبر شبكة WAN.

لا يزال يتعين النظر في هبوط الطائرة أو استنفاد البطارية. تصبح العقدة المحمولة جواً والتي تشكل الجسر الوحيد بين المجموعات الأرضية نقطة فشل أخرى. يجب أن تعمل المرحلات المحمولة جواً على تعزيز طوبولوجيا الأرض السليمة بدلاً من إخفاء غيابها.

 

إثبات تجاوز الفشل قبل الحاجة إليه

اختبر عبء العمل الحقيقي، وليس فقط أصوات الشبكة

لا يوضح اختبار الاتصال الناجح الكثير عن استمرارية صوت MANET LTE الهجين أو استعادة الفيديو أو حالة التطبيق أو البيانات الموجودة في قائمة الانتظار. ابدأ بالصوت التمثيلي ورسم الخرائط والقياس عن بعد والفيديو المحلي والفيديو عن بعد والجلسات السحابية النشطة. قم بإزالة شبكة WAN الأولية مع الحفاظ على تشغيل عقد MANET، ثم قم بتسجيل الخدمات التي تستمر، أو تتدهور، أو تعيد الاتصال، أو تضع المعلومات في قائمة الانتظار، أو تتوقف.

يجب أن يجمع المدى التالي بين الأخطاء. قم بتحريك المرحل أو إيقاف تشغيله أثناء انقطاع التيار، واستعادة LTE تحت الحمل، وكرر التمرين مع إيقاف تشغيل البوابة بالكامل. يؤدي هذا إلى الكشف عن التبعيات والطبولوجيا التي تستضيفها البوابة مع مرحل واحد فقط قابل للاستخدام.

استخدم معايير النجاح على مستوى الخدمة

يجب أن تصف معايير قبول Hybrid MANET LTE ما يمكن للمستخدمين فعله، وليس فقط ما يمكن لمدير الشبكة رؤيته. قم بقياس اكتشاف فشل شبكة WAN، وتقارب المسار، وانقطاع الصوت، وفقدان الحزم، واستعادة الفيديو، وتوافر التطبيقات المحلية، وتكامل البيانات في قائمة الانتظار، والازدحام بعد الاستعادة. يجب أن تتطابق العتبات مع المهمة وملف حركة المرور.

تكون شبكة MANET LTE الهجينة جاهزة فقط بعد أن تكون هذه النتائج قابلة للتكرار في ظل حركة واقعية وتضاريس وتداخل وظروف طاقة. يجب أن تؤدي المعايير الفاشلة إلى حدوث تغييرات في الهيكل أو موضع التطبيق أو سياسة حركة المرور أو تكرار البوابة. يحول الاختبار الشفاء الذاتي من مطالبة الميزة إلى قدرة يمكن ملاحظتها.

 

خاتمة

تعتمد المرونة في شبكة MANET LTE الهجينة على الحفاظ على المسارات المحلية وخدمات الحافة الأساسية وأولويات حركة المرور بشكل مستقل عن شبكة WAN. عند فشل LTE، يجب أن تستمر الشبكة في حمل بيانات الصوت والفيديو والقياس عن بعد والتحكم محليًا، ثم استعادة الاتصال عن بعد دون إرباك شبكة التوصيل العائدة.

تقدم شركة Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. حقيبة ظهر MIMOmesh وأجهزة راديو محمولة جواً خفيفة الوزن للبوابات الأرضية والمرحلات المتنقلة والوصلات المرتفعة. تُستخدم هذه المنتجات مع توجيه الصوت، ووضع خدمة الحافة، واختبار انقطاع الخدمة، ويمكنها مساعدة الفرق في الحفاظ على الاتصالات المحلية واستعادة الاتصال الخارجي مع انقطاع أقل.

 

التعليمات

س: ماذا يحدث عندما تفشل عملية توصيل LTE؟

ج: تفقد الشبكة إمكانية الوصول إلى الخدمات السحابية والأساسية وخدمات الإنترنت عن بعد. يمكن أن تستمر مسارات MANET المحلية في نقل حركة المرور إذا ظلت التطبيقات الأساسية وخدمات الدعم داخل الشبكة.

س: هل يمكن لشبكة MANET LTE الهجينة العمل دون الوصول إلى الإنترنت؟

ج: نعم. يمكن للعقد القريبة الاتصال من خلال مسارات MANET المباشرة أو متعددة القفزات بدون الإنترنت. LTE مطلوب فقط للوجهات والخدمات خارج الشبكة المحلية.

س: ما هي الخدمات التي يمكن أن تظل متاحة أثناء انقطاع شبكة WAN؟

ج: قد يستمر الصوت المحلي والفيديو والقياس عن بعد ومشاركة الموضع والتحكم في المستشعر وتبادل الملفات. عادةً ما تصبح لوحات المعلومات السحابية وقواعد البيانات البعيدة والإرسال خارج الموقع والمصادقة المعتمدة على الإنترنت غير متوفرة.

س: هل تؤكد إشارة LTE القوية الاتصال بالوصلة الخلفية؟

ج: لا. قد يظل الجهاز مسجلاً في خلية مجاورة أثناء عدم توفر شبكة النقل أو مركز الهاتف المحمول أو مسار الإنترنت. تعتبر الفحوصات الصحية الشاملة أكثر موثوقية.

س: كيف يقوم MANET بإعادة توجيه حركة المرور بعد فشل العقدة أو البوابة؟

ج: يكتشف توجيه MANET الأجهزة المجاورة التي يمكن الوصول إليها ويعيد حساب المسارات متعددة القفزات مع تغير الهيكل. يؤدي فقدان بوابة LTE إلى إزالة الوصول الخارجي، بينما يمكن لحركة المرور المحلية استخدام مسارات شبكية بديلة.

س: كيف يجب اختبار تجاوز فشل شبكة WAN؟

ج: قم بتشغيل جلسات الصوت والفيديو والقياس عن بعد والسحابة، ثم افصل شبكة WAN وقم بإزالة المرحل. قياس تقارب المسار وانقطاع الخدمة والبيانات الموضوعة في قائمة الانتظار وازدحام الاسترداد.