MANET هیبریدی و بک‌هول LTE: چگونه مش محلی در یک قطع WAN جان سالم به در می‌برد

قطع WAN همیشه به معنای خرابی شبکه محلی نیست. رادیوها، دوربین‌ها، حسگرها، وسایل نقلیه و هواپیماهای بدون سرنشین ممکن است همچنان ترافیک را مبادله کنند، حتی زمانی که مسیر LTE به هسته، ابر یا مرکز فرماندهی راه دور در دسترس نباشد. معماری‌های LTE شبکه دسترسی رادیویی، backhaul حمل و نقل و هسته را جدا می‌کنند، در حالی که مسیریابی MANET از تغییر توپولوژی‌های بی‌سیم پشتیبانی می‌کند.

مسئله تعیین کننده این است که آیا مسیرهای محلی و برنامه های کاربردی ضروری در داخل مرز شبکه باقی مانده باقی می مانند یا خیر. یک مقاوم طراحی ترکیبی MANET LTE ترافیک اطراف را در حرکت نگه می‌دارد، سرویس‌های لبه حیاتی را حفظ می‌کند و نحوه قرار گرفتن و بازیابی داده‌ها در زمان بازگشت اتصال WAN را کنترل می‌کند.

 

وقتی LTE کاهش می یابد، کدام خدمات در دسترس می مانند؟

قبل از قضاوت در مورد انعطاف پذیری، مرز شکست را ترسیم کنید

'LTE قطع است' ممکن است به معنای از دست دادن دسترسی به اینترنت، قطع شدن بین شبکه رادیویی و هسته، یک دروازه خاموش یا یک رله MANET از دست رفته باشد. هر خطا قسمت متفاوتی از مسیر را حذف می کند و نتیجه متفاوتی ایجاد می کند.

یک نشانگر سیگنال قوی تماس رادیویی را تأیید می کند، نه دسترسی از راه دور را. شبکه‌های LTE حاوی دستگاه‌های متمایز، دسترسی رادیویی، حمل‌ونقل بک‌هول و لایه‌های اصلی هستند، بنابراین یک خطای بالادست ممکن است سرویس‌های راه دور را قطع کند، در حالی که تجهیزات میدانی برق باقی می‌مانند و به سلول نزدیک متصل هستند. یک سیستم هیبریدی MANET LTE به جای اینکه ثبت سلولی را به عنوان مدرکی برای سلامت WAN تلقی کند، باید اتصال سرتاسری را کنترل کند.

سرویس محلی مبتنی بر LTE همچنین به معماری طراحی شده برای عملیات ایزوله در زمانی که هسته گسترده تر در دسترس نیست نیاز دارد. این قابلیت در هر استقرار خودکار نیست و باید جدا از پیوستگی MANET تایید شود.

برنامه های محلی را از وابستگی های راه دور جدا کنید

در استقرار هیبریدی MANET LTE، سرویس‌ها زمانی زنده می‌مانند که نقاط پایانی، مسیرها و برنامه‌ها در داخل مرز محلی باقی بمانند. در صورتی که با سرور خارج از سایت تماس نگیرند، فشار به مکالمه، ویدیوی نزدیک، تبادل موقعیت، تله متری، کنترل حسگر و انتقال فایل می توانند ادامه پیدا کنند. داشبوردهای ابری، پایگاه‌های داده راه دور، دسترسی به اینترنت و ارسال خارج از سایت معمولاً با ناپدید شدن مسیر خارجی متوقف می‌شوند.

برخی از ابزارها تا حدی مفید باقی می مانند. نقشه‌های ذخیره‌شده در حافظه پنهان ممکن است قابل خواندن باقی بمانند، اعتبارنامه‌های ذخیره‌شده ممکن است اجازه دسترسی موقت را بدهند، و ضبط‌کننده‌های محلی ممکن است به ضبط ویدیو ادامه دهند. صف‌های ذخیره و باز ارسال می‌توانند گزارش‌ها یا تله‌متری را برای آپلود بعدی حفظ کنند، در صورتی که مُهر زمانی، شناسه‌ها و فضای ذخیره‌سازی کافی را داشته باشند.

نتیجه مورد انتظار باید برای هر سرویس عملیاتی قبل از استقرار مستند شود.

 

چرا مسیرهای MANET محلی بدون WAN به کار خود ادامه می دهند؟

بسته های محلی نیازی به عبور از دروازه LTE ندارند

یک گره MANET می‌تواند همسایگان را کشف کند، مسیرها را انتخاب کند و بسته‌های ارسالی را به جای تکیه بر یک روتر مرکزی ثابت. هنگامی که یک وسیله نقلیه در پشت زمین حرکت می کند یا یک رله هوابرد موقعیت خود را تغییر می دهد، شبکه می تواند مسیر دیگری را از طریق گره های قابل دسترسی محاسبه کند. بنابراین دروازه LTE خروجی از توپولوژی محلی است، نه لزوماً مرکز آن.

یک دوربین هوابرد را در نظر بگیرید که ویدئو را به یک خودروی فرماندهی ارسال می کند. بسته ها ممکن است از طریق یک رله قابل حمل بدون لمس LTE به بیننده منتقل شوند. اگر مسیر سلولی ناپدید شود، آن مسیر می تواند معتبر باقی بماند زیرا هیچ یک از نقاط پایانی به WAN بستگی ندارد.

این جداسازی به معماری هیبریدی MANET LTE انعطاف پذیری می دهد. یک چیدمان وابسته به دروازه باعث می شود یک دستگاه هم خروجی WAN و هم نقطه خرابی محلی باشد. یک طرح بندی توزیع شده، ترافیک اطراف را در داخل مش نگه می دارد و از LTE فقط برای مقاصد راه دور استفاده می کند.

عملیات قطع شده مفید به خدمات محلی نیاز دارد

تداوم مسیریابی به تنهایی عملیات مفید را تضمین نمی کند. رادیوها ممکن است در حالی که برنامه‌ها از کار می‌افتند، بسته‌ها را مبادله کنند، زیرا کنترل‌کننده صدا، پایگاه داده نقشه، کارگزار تله‌متری یا سرویس هویت خارج از سایت قرار دارند. مرز باقیمانده یک شبکه هیبریدی MANET LTE باید دارای عملکردهای مورد نیاز در طول قطع باشد.

خدمات لبه مفید ممکن است شامل صدای محلی، نقشه های ماموریت، ضبط ویدئو، پردازش تله متری، و نامگذاری انتخاب شده، زمان، یا توابع احراز هویت باشد. محل قرارگیری آنها باید با جداسازی یا خاموش کردن دروازه LTE آزمایش شود. میزبانی هر برنامه محلی در آن دروازه همچنان می تواند یک شکست کامل سرویس ایجاد کند.

کش و هاست مشکلات مختلف را حل می کند. یک کش محتوای قبلی را حفظ می کند، در حالی که یک برنامه میزبانی محلی موقعیت ها، پیام ها و ویدیوهای جدید را می پذیرد. داده های متصل از راه دور باید وارد یک گردش کار ذخیره و باز ارسال شوند و بعداً بدون از دست دادن نظم یا منشأ همگام شوند.

 

چگونه ترافیک قبل، حین و بعد از قطع برق تغییر می کند

عملکرد عادی: ترافیک محلی را محلی نگه دارید

سرویس LTE سالم نباید هر بسته را از دروازه سلولی عبور دهد. صدای اطراف، تله متری، کنترل ترافیک و ویدیو متعلق به مسیرهای MANET هستند، در حالی که همگام سازی ابری، دسترسی فرمان از راه دور، خدمات اینترنت و کاربران خارج از سایت از LTE استفاده می کنند. این تقسیم تأخیر را کاهش می دهد و از ارث بردن در دسترس بودن WAN به جلسات محلی جلوگیری می کند.

خط مشی مسیر MANET LTE ترکیبی باید این هدف را آشکار کند. زیرشبکه های محلی و سرویس های لبه به مسیرهای ترجیحی MANET نیاز دارند، در حالی که یک مسیر پیش فرض یا پیشوندهای راه دور انتخاب شده به سمت دروازه LTE اشاره می کند. با چندین دروازه، معیارها می توانند بهترین خروجی را بدون تغییر مسیریابی محلی انتخاب کنند.

طبقه بندی ترافیک نیز اهمیت دارد. هشدارهای ایمنی و صدای فرمان نباید به طور مساوی با آپلودهای انبوه، به‌روزرسانی‌ها یا چندین جریان ویدیویی با نرخ بالا رقابت کنند. اولویت های خدمات باید قبل از شروع ازدحام مشخص شود.

پاسخ قطع: مسیر ناموفق را بدون ایجاد اختلال در مش حذف کنید

یک دروازه هیبریدی MANET LTE باید قابلیت دسترسی فراتر از مودم را آزمایش کند زیرا ممکن است قدرت سیگنال در هنگام خرابی بالادست نرمال باقی بماند. چک‌های سلامت می‌توانند از چندین هدف، آستانه‌های ضرر و یک دوره نگه‌داشتن برای جلوگیری از تکان دادن مسیر استفاده کنند. هنگامی که WAN غیرقابل استفاده است، دروازه مسیر خارجی را برداشته یا اولویت بندی می کند در حالی که مسیرهای محلی MANET دست نخورده باقی می ماند.

سپس ترافیک محدود از راه دور از یک خط مشی تعریف شده پیروی می کند:

●  تله متری ضروری، گزارش ها و گزارش ها را در صف قرار دهید.

●  ویدیویی را که فقط برای بینندگان از راه دور در نظر گرفته شده است، کاهش دهید یا متوقف کنید.

●  انتقال پس‌زمینه و به‌روزرسانی‌های نرم‌افزار را به حالت تعلیق درآورید.

●  وضعیت قطعی واضح را نشان دهید.

جلسات محلی باید زمانی ادامه یابد که نقاط پایانی و سرویس‌های آنها در شبکه باقی بماند. جلسات Cloud ممکن است به دلیل ناپدید شدن مقصد پایان یابد. مسیریابی نمی تواند جلسه برنامه ای را که سرور آن غیرقابل دسترسی است حفظ کند.

بازیابی: از تبدیل شدن لینک برگشتی به یک گلوگاه جلوگیری کنید

در سیستم هیبریدی MANET LTE، سیگنال بازیابی شده نباید فوراً مسیر ترجیحی را بازیابی کند. دروازه باید سرویس پایان به پایان پایدار را تأیید کند، سپس LTE را پس از یک بازه بازیابی مجدداً معرفی کند. هنگامی که پوشش ناپایدار است، این نوسان را کاهش می دهد.

اگر هر ضبط کننده و حسگر به طور همزمان آپلود شوند، داده های بک لاگ می توانند باعث ازدحام شوند. صدای فعلی، کنترل و تله متری زنده باید اولویت را حفظ کنند، در حالی که ویدیوهای تاریخی و گزارش‌ها به صورت دسته‌ای با سرعت برمی‌گردند. محدودیت‌های نرخ و تلاش‌های مجدد تصادفی به شبکه هیبریدی MANET LTE کمک می‌کند تا بدون اشباع کردن بک‌هول بهبود یابد.

مهرهای زمانی، شناسه‌های پیام، قوانین سفارش، و مدیریت تضاد، اطلاعات تاخیری را از داده‌های زنده جدا نگه می‌دارند. بازیابی تنها زمانی کامل می‌شود که مسیر پایدار باشد و داده‌های صف بدون ایجاد اختلال در عملیات جاری همگام‌سازی شوند.

 

شبکه را در اطراف مرز شکست بسازید

عملکردهای حیاتی را از نقاط منفرد شکست دور نگه دارید

تصمیم بگیرید که اگر دروازه LTE پیوند WAN خود را از دست داد، چه چیزی باید قابل استفاده باقی بماند، سپس تمرین را برای شکست کامل دروازه تکرار کنید. برنامه‌هایی که در جای دیگر میزبانی می‌شوند ممکن است در رویداد اول زنده بمانند، در حالی که سرویس‌های میزبان دروازه ممکن است در رویداد دوم ناپدید شوند. ابزارهای حیاتی باید بر روی یک پلت فرم لبه قابل دسترسی قرار گیرند یا زمانی که یک دستگاه نمی تواند آنها را حذف کند، تکرار شوند.

توپولوژی هیبریدی MANET LTE همچنین به بیش از یک مسیر عملی بین تیم های مهم نیاز دارد. زمین، جهت آنتن، حرکت یا ساختمان ها می توانند یک رله را که تقریباً تمام ترافیک را حمل می کند، باقی بگذارند. آزمایشات میدانی باید این نقاط همگرایی را مشخص کنند.

افزونگی WAN به یک لایه جداگانه تعلق دارد. چندین دروازه با قابلیت LTE می تواند دسترسی از راه دور را بهبود بخشد، اما طراحی های دو سیم کارته مسیر ضعیف MANET را ترمیم نمی کند. الف استقرار هیبریدی انعطاف پذیر MANET LTE همچنین باید وابستگی های ابری را در احراز هویت، مدیریت، آدرس دهی و صدور مجوز حذف کند.

از زمان پخش برای ترافیکی که مهم است محافظت کنید

ظرفیت مش توسط شلوغ ترین مسیر مشترک تنظیم می شود، نه بالاترین نرخ یک پیوند تمیز. هر انتقال رله زمان پخش را مصرف می کند و ممکن است چندین جریان قبل از رسیدن به یک پست فرماندهی همگرا شوند. برنامه ریزی باید پرش واقعی، کاربران، نمایه های ویدئویی و تداخل را مدل کند.

در خط مشی ترافیک هیبریدی MANET LTE، هشدارهای ایمنی و صدای فرمان معمولاً در درجه اول قرار می گیرند، سپس داده های موقعیت و کنترل، ویدیوی انتخابی، سپس فایل ها و همگام سازی پس زمینه قرار می گیرند. QoS نمی‌تواند پهنای باند ایجاد کند، اما می‌تواند از مسدود کردن ترافیک فوری توسط انتقال‌های بزرگ جلوگیری کند.

قدرت و هندسه RF نیز مسیریابی را شکل می دهند. باتری ها، ارتفاع آنتن، انتخاب طیف و محل قرارگیری رله تعیین می کنند که آیا یک مسیر جایگزین وجود دارد یا خیر. مسیریابی MANET نمی تواند از تجهیزاتی استفاده کند که برق ندارند، بیش از حد بارگذاری شده یا خارج از محدوده هستند.

به گره های زمینی و هوایی کارهای متفاوتی بدهید

یک گره زمین قابل حمل می تواند یک پست فرمان را لنگر بیاندازد، اترنت یا تجهیزات سریال را متصل کند، رله قوی تری ارائه دهد و به عنوان خروجی LTE عمل کند. یک واحد هوابرد می‌تواند خط دید را بهبود بخشد، گروه‌های جدا شده از زمین را پل بزند و ویدیوهای هواپیماهای بدون سرنشین را در حالی که مسیر دیگری را اضافه می‌کند، حمل کند.

در استقرار هیبریدی MANET LTE، سری کوله پشتی قدرتمند WDS می تواند به عنوان دروازه زمینی قابل حمل یا رله پرقدرت عمل کند. قابلیت‌های آن شامل عملیات بدون مرکز توزیع شده، مسیریابی پویا لایه 2 یا لایه 3، رله چند جهشی، اولویت‌بندی سرویس، رابط‌های اترنت و سریال، استقرار با باتری و مسیریابی اختیاری شبکه عمومی یا 4G LTE است.

برای نقش هیبریدی هوابرد MANET LTE، سری WDS Lightweight Airborne می‌تواند از مسیریابی پویا، عملیات چند جهشی، اتصال QoS، اترنت و سریال، ادغام MAVLink و گسترش اختیاری 4G LTE پشتیبانی کند. نقش اصلی آن بهبود هندسه RF بدون اجبار ترافیک محلی از طریق WAN است.

فرود هواپیما یا تخلیه باتری همچنان باید در نظر گرفته شود. یک گره هوایی که تنها پل بین گروه های زمینی را تشکیل می دهد، به نقطه شکست دیگری تبدیل می شود. رله‌های هوابرد باید توپولوژی زمینی سالم را تقویت کنند نه اینکه فقدان آن را پنهان کنند.

 

قبل از اینکه نیاز باشد Failover را ثابت کنید

حجم کاری واقعی را تست کنید، نه فقط پینگ های شبکه

یک پینگ موفق در مورد تداوم صدای MANET LTE هیبریدی، بازیابی ویدیو، وضعیت برنامه یا داده های صف بندی شده اطلاعات کمی دارد. با صدای نماینده، نقشه برداری، تله متری، ویدیوی محلی، ویدیو از راه دور و جلسات ابری فعال شروع کنید. همزمان با روشن نگه داشتن گره‌های MANET، WAN بالادست را حذف کنید، سپس ثبت کنید که کدام سرویس‌ها ادامه می‌یابند، کاهش می‌یابند، دوباره وصل می‌شوند، اطلاعات را در صف قرار می‌دهند یا متوقف می‌شوند.

اجرای بعدی باید خطاها را ترکیب کند. رله را در حین قطع برق حرکت دهید یا خاموش کنید، LTE را تحت بار بازیابی کنید و تمرین را با خاموش بودن کل دروازه تکرار کنید. این وابستگی ها و توپولوژی های میزبان دروازه را تنها با یک رله قابل استفاده نشان می دهد.

از معیارهای عبور در سطح خدمات استفاده کنید

معیارهای پذیرش Hybrid MANET LTE باید آنچه را که کاربران می توانند انجام دهند، نه تنها آنچه را که یک مدیر شبکه می تواند ببیند، توصیف کند. تشخیص خرابی WAN، همگرایی مسیر، قطع صدا، از دست دادن بسته، بازیابی ویدیو، در دسترس بودن برنامه محلی، یکپارچگی داده در صف و ازدحام پس از بازیابی را اندازه گیری کنید. آستانه ها باید با مشخصات ماموریت و ترافیک مطابقت داشته باشند.

یک شبکه هیبریدی MANET LTE تنها پس از اینکه این نتایج تحت شرایط حرکت، زمین، تداخل و قدرت واقعی قابل تکرار باشند، آماده است. معیارهای ناموفق باید تغییراتی را در توپولوژی، محل برنامه، خط مشی ترافیک یا افزونگی دروازه ایجاد کند. آزمایش، خود درمانی را از یک ادعای ویژگی به یک قابلیت قابل مشاهده تبدیل می کند.

 

نتیجه گیری

انعطاف‌پذیری در شبکه هیبریدی MANET LTE به حفظ مسیرهای محلی، خدمات لبه ضروری و اولویت‌های ترافیکی مستقل از WAN بستگی دارد. هنگامی که LTE از کار بیفتد، مش باید به انتقال صدا، ویدئو، تله متری و داده ها به صورت محلی ادامه دهد، سپس اتصال از راه دور را بدون غلبه بر بک هال برگشتی بازیابی کند.

شرکت فناوری Shenzhen Sinosun، آموزشی ویبولیتین کوله پشتی MIMOmesh و رادیوهای هوابرد سبک وزن را برای دروازه های زمینی، رله های موبایل و لینک های مرتفع ارائه می دهد. این محصولات با استفاده از مسیریابی صدا، قرار دادن سرویس لبه و آزمایش قطع برق می‌توانند به تیم‌ها در حفظ ارتباطات محلی و بازیابی اتصال خارجی با اختلال کمتر کمک کنند.

 

سوالات متداول

س: وقتی بک هال LTE با شکست مواجه می شود چه اتفاقی می افتد؟

پاسخ: شبکه دسترسی به خدمات ابری راه دور، هسته و اینترنت را از دست می دهد. اگر برنامه های کاربردی ضروری و خدمات پشتیبانی در داخل مش باقی بمانند، مسیرهای MANET محلی می توانند به حمل ترافیک ادامه دهند.

س: آیا یک شبکه هیبریدی MANET LTE بدون دسترسی به اینترنت می تواند کار کند؟

ج: بله. گره های نزدیک می توانند از طریق مسیرهای MANET مستقیم یا چند هاپ بدون اینترنت ارتباط برقرار کنند. LTE فقط برای مقاصد و خدمات فراتر از شبکه محلی مورد نیاز است.

س: کدام سرویس ها می توانند در طول قطعی WAN در دسترس باقی بمانند؟

پاسخ: صدای محلی، ویدئو، تله متری، اشتراک موقعیت، کنترل حسگر و تبادل فایل ممکن است ادامه یابد. داشبوردهای ابری، پایگاه داده های راه دور، ارسال خارج از سایت و احراز هویت وابسته به اینترنت معمولاً در دسترس نیستند.

س: آیا یک سیگنال LTE قوی اتصال backhaul را تأیید می کند؟

پاسخ: خیر. ممکن است یک دستگاه در یک سلول مجاور ثبت شود در حالی که بک هاول حمل و نقل، هسته تلفن همراه یا مسیر اینترنت در دسترس نیست. بررسی های بهداشتی انتها به انتها قابل اعتمادتر هستند.

س: چگونه MANET ترافیک را پس از خرابی گره یا دروازه تغییر مسیر می دهد؟

A: مسیریابی MANET همسایگان قابل دسترسی را کشف می کند و مسیرهای چند هاپ را با تغییر توپولوژی دوباره محاسبه می کند. از دست دادن دروازه LTE دسترسی خارجی را حذف می کند، در حالی که ترافیک محلی می تواند از مسیرهای مش جایگزین استفاده کند.

س: چگونه باید خطای WAN آزمایش شود؟

پاسخ: جلسات صوتی، تصویری، تله متری و ابری را اجرا کنید، سپس شبکه WAN را قطع کرده و یک رله را بردارید. همگرایی مسیر، وقفه سرویس، داده های صف و ازدحام بازیابی را اندازه گیری کنید.