Koliko skokova može podržati MANET Mesh? Kompromisi kašnjenja i propusnosti

Koliko skokova MANET mreža može podržati rijetko je isto koliko bi trebala koristiti u radu. Ruta može ostati povezana preko brojnih releja dok kvaliteta videa pada, latencija naredbe raste ili zajedničko vrijeme emitiranja postaje usko grlo. Različite vrste prometa također mogu doseći svoja ograničenja u različitim točkama, tako da jedan oglašeni broj skokova ne može odgovoriti na pitanje planiranja.

Ključ je prosuditi MANET mesh skače po iskoristivoj propusnosti, kašnjenju s kraja na kraj, podrhtavanju, mobilnosti i RF uvjetima. Rasprava u nastavku objašnjava kako se ti kompromisi razvijaju i kako postaviti praktični proračun za skokove za stvarne implementacije.

 

Korisni broj skokova postavlja aplikacija

Započnite s potrebnom razinom usluge

Ne primjenjuje se fiksno ograničenje za MANET mesh skokove za svaku implementaciju jer aplikacije padaju na različite načine. Ruta može ostati povezana dok je dobar protok pao ispod izlazne brzine video kodera, podrhtavanje glasa postalo je vidljivo ili je kašnjenje naredbe premašilo operativni prag. Prije postavljanja ograničenja za skokove MANET mesh mreže, definirajte minimalni dobarput s kraja na kraj, maksimalno kašnjenje u jednom smjeru ili povratnom putu, prihvatljivo podrhtavanje i ciljni omjer isporuke paketa.

Izmjerite te pragove na granici aplikacije, a ne iz PHY brzine radija. Zaglavlja, sukobi, ponovni pokušaji i relejni promet smanjuju koristan kapacitet nosivosti. Praktično ograničenje za MANET mesh skokove je prva točka gdje razina usluge pada pod očekivanim opterećenjem, čak i ako krajnje točke i dalje razmjenjuju pakete.

Različite vrste prometa dostižu ograničenje u različito vrijeme

Telemetrija koristi malu propusnost, ali zastarjeli podaci ipak mogu biti neprihvatljivi. Za upravljanje prometom potreban je predvidljiv odgovor, glas ovisi o kontroliranom kašnjenju i podrhtavanju, a video uživo treba održivu dobru propusnost. Video stoga izlaže slabe skokove MANET mreže prije nego povremeni podaci.

Staza koja uspješno prenosi telemetriju može zakazati kada se uvede nekoliko HD tokova. Tvrdnje kao što je 'pet skokova je sigurno' imaju malu vrijednost osim ako se također ne navede kombinacija prometa, veličina paketa, RF uvjeti i pragovi prihvaćanja.

 

Kako se kašnjenje gradi duž rute s više skokova

Svaki relej dodaje više od vremena obrade

Svaki relej dodaje nekoliko oblika odgode. Paket mora prijeći trenutnu vezu, čekati pristup kanalu, proći kroz logiku prosljeđivanja i ući u sljedeći red čekanja za prijenos. Oštećeni okviri mogu se ponovno poslati, tako da loša kvaliteta veze povećava kašnjenje, kao i korištenje vremena emitiranja. Praktičan model je: kašnjenje od kraja do kraja jednako je akumuliranom kašnjenju po skoku plus čekanje u redu, ponovni prijenosi i kazne za promjenu rute.

Množenje laboratorijske brojke jednog skoka s brojem skokova MANET mreže daje samo osnovnu liniju. Pretpostavlja stabilne veze i malo konkurentskog prometa. Na terenu, jedan preopterećeni relej ili slab RF segment može dodati više kašnjenja od nekoliko čistih skokova.

Zbog zagušenja latencija neravnomjerno raste

Pri malom iskorištenju, drugi relej može dodati prilično konzistentno kašnjenje. Jednom kada se promet približi kapacitetu zajedničkog čvora, stvaraju se redovi čekanja, a malo povećanje ponuđenog opterećenja može proizvesti mnogo veće povećanje latencije s kraja na kraj. Sukobi prosljeđivanja, ponašanje MAC-a, politika usmjeravanja i distribucija čvorova utječu na ostvarivu propusnost, dok slanje izvan korisne brzine staze može povećati sukobe i smanjiti isporučenu izvedbu.

Prihvatljiv prosjek može sakriti operativno značajne skokove. Izvijestite o medijanu, p95 ili p99 kašnjenju, podrhtavanju i gubitku kako biste pokazali ostaju li MANET mesh skokovi predvidljivi pod konvergentnim tokovima.

Pokretni čvorovi Dodaju odgode oporavka rute

Mobilnost stvara privremene skokove kada veze puknu i rute se promijene. Čvorovi mogu ažurirati stanje susjeda, međuspremnik paketa, poništiti stazu, otkriti alternativu i nastaviti prosljeđivanje. AODV dobiva rute za aktivna odredišta i reagira na prekide veze i promjene topologije u dinamičkim mrežama s više skokova.

OLSR ima proaktivan pristup, redovito razmjenjujući informacije o topologiji i održavajući dostupne rute. Multipoint releji smanjuju redundantno prosljeđivanje kontrolnih poruka. Time se može izbjeći otkrivanje prvog paketa, ali periodična ažuriranja i dalje troše kapacitet, a brža ažuriranja povećavaju troškove. Praktično pitanje je kako ponašanje usmjeravanja utječe na kašnjenje prema stvarnoj gustoći, mobilnosti i obrascu prometa.

 

Zašto se propusnost smanjuje kako se dodaju skokovi

Prosljeđivanje istog prometa ponovno koristi mrežni kapacitet

Relej ne stvara svježi spektar. Prima promet i ponovno ga šalje, koristeći vrijeme emitiranja koje bi inače moglo nositi novi paket. U poludupleksnoj ruti dijeljenog kanala, obližnji čvorovi za prosljeđivanje možda će se morati izmjenjivati, dok kolizije skrivenih čvorova pokreću odustajanje i ponovne pokušaje. Kako se skokovi mreže MANET-a povećavaju, isto opterećenje aplikacije opetovano troši radio resurse.

Najslabija ili najprometnija karika može odrediti dobarput od kraja do kraja. Segment niže brzine zauzima medij dulje, dok središnji relej može doći do zasićenja unatoč malo opterećenim okolnim vezama. PHY stopa nije upotrebljiva odredišna propusnost. Višak ponuđenog opterećenja stvara redove i gubitke, a ne više dobra.

Istodobni tokovi pojačavaju problem. Relejni promet doprinosi smetnjama, a kapacitet opada jer više komunikacijskih tokova dijeli iste resurse za prosljeđivanje. Demonstraciju jednog toka ne treba smatrati dokazom da isti MANET mesh skokovi mogu podržati nekoliko tokova videa, glasa i telemetrije odjednom.

Izbjegavajte prečac 'Bandwidth Halls at Every Hop'.

Tvrdnja da svaki bežični skok automatski smanjuje propusnost za 50 posto je prejednostavna. Ozbiljna degradacija može se dogoditi u lancu s jednim radiom i istim kanalom, ali ne postoji univerzalni postotak koji se odnosi na svaki MANET. Performanse se mijenjaju s ponovnom upotrebom kanala, raspoređivanjem, MIMO radom, širinom kanala, kvalitetom veze, smjerom prometa i brojem aktivnih protoka.

Planirana ruta može očuvati kapacitet smanjenjem smetnji i izbjegavanjem slabih veza. Višekanalni rad i raspoređivanje mogu razdvojiti proturječnu aktivnost prosljeđivanja. Usmjeravanje s obzirom na vezu također može preferirati malo dulji put s jačim, manje zagušenim vezama jer su omjer isporuke, smetnje i zajednički kapacitet važni uz broj skokova.

Ilustrativni grafikon mogao bi usporediti normalizirani goodput preko jednog do osam MANET mesh skokova za zagušeni linearni lanac i rutu s jačim vezama i boljim ponovnim korištenjem resursa. Trebao bi biti označen kao ilustracija planiranja, a ne mjerilo. Gubitak po dodatnom MANET mesh hopu mora proizaći iz testova koji koriste predviđenu konfiguraciju i prometno opterećenje.

 

Uvjeti koji pomiču hmelj

Topologija je važnija od ukupnog broja čvorova

Sam broj čvorova malo govori o izvedbi puta. Mreža od 30 čvorova u kojoj većina aktivnih ruta ima jedan ili dva skoka može biti dosljednija od mreže od 10 čvorova raspoređene kao jedan dugi lanac. Linearne staze opetovano koriste isti koridor za prosljeđivanje, dok djelomična mreža može ponuditi kraće ili manje zagušene alternative.

Najprometnije lokacije važnije su od teorijskog promjera mreže. Središnji releji, čvorovi susjedni pristupniku ili zračne jedinice koje opslužuju nekoliko nizvodnih čvorova mogu postati koncentracijske točke za korisni teret i kontrolirati promet. Otporni dizajn održava primarne tokove na kratkim, visokokvalitetnim rutama, istovremeno čuvajući dodatne MANET mesh skokove za pokrivenost i oporavak.

RF kvaliteta može učiniti dodatni skok od pomoći

Ruta s najmanje štafeta nije uvijek najbrža. Jedna duga veza može patiti od niskog SNR-a, smanjene modulacije, gubitka paketa i ponovljenih ponovnih prijenosa. Dijeljenjem na dvije kraće, jače veze dodaje se korak prosljeđivanja, ali veće stope povezivanja i manje ponovnih pokušaja mogu poboljšati kašnjenje dobrog puta i repa.

Ishod ovisi o postavljanju antene, smetnjama, smetnjama, snazi ​​odašiljanja, osjetljivosti prijemnika i propusnosti kanala. Dobro pozicioniran relej linije vidljivosti može poboljšati rutu; loše postavljena samo dodaje sukob. Odabir rute bi stoga trebao procijeniti kvalitetu veze i raspoloživi kapacitet, a ne minimizirati MANET mesh skokove pod svaku cijenu.

Pročitajte tvrdnje o hmelju proizvoda u njihovom testnom kontekstu

Brojke performansi ovisne o konfiguraciji mogu pružiti korisnu početnu točku. Za MANET mesh skokovi s niskom latencijom , WDS MIMOmesh Lightweight Airborne serija ima prosječno 6 ms jednosmjernog kašnjenja po skoku na 20 MHz i podržava 15+ podatkovnih skokova, 10+ glasovnih skokova i 8+ video skokova. Dostupne tehničke mogućnosti uključuju konfigurabilnu propusnost kanala, prilagodljive brzine i modulaciju, QoS i nekoliko MIMO tehnika.

Ove brojke ilustriraju zašto se MANET mesh skokovi mogu ocjenjivati ​​zasebno prema vrsti prometa. I dalje ih treba provjeriti u odnosu na brzinu opterećenja, razmak, smetnje, mobilnost, veličinu paketa i istovremeno opterećenje. Osam skokova pomnoženo s osnovnom linijom od 6 ms sugerira 48 ms u jednom smjeru prije čekanja, ponovnih pokušaja ili oporavka rute. Korisni broj MANET mesh skokova stoga se mora potvrditi na aplikacijskom sloju, a ne kopirati izravno iz specifikacije.

 

Postavite obranjivi proračun za skokove prije postavljanja

Testirajte mrežu sa stvarnim prometom, a ne praznom vezom

Testiranje na terenu trebalo bi reproducirati očekivanu kombinaciju prometa. Definirajte brzine prijenosa videa, glasovne sesije, glasnoću telemetrije, kontrolnu frekvenciju, veličine paketa i smjer. Zatim testirajte na jednom, dva, četiri, šest i osam skokova mreže MANET, dodajući međutočke kako se rezultati približavaju pragu prihvatljivosti.

Neka postavke kanala i ponuđeno opterećenje budu dosljedni. Ponovite s reprezentativnom opstrukcijom, smetnjama, kretanjem i događajem gubitka releja. Mjerite ostvarenu izvedbu, a ne stopu naslova radija.

Odvojite normalno ograničenje od ograničenja prelaska u grešku

Postavite pragove za prolaz ili pad prije pregledavanja rezultata. Normalno radno ograničenje trebalo bi podržavati potpunu mješavinu prometa s marginom za dodane korisnike, RF varijaciju i kretanje rute. Zasebno ograničenje degradiranog načina rada može dopustiti više skokova MANET mreže kada je cilj sačuvati bitnu naredbu ili telemetriju nakon kvara releja.

Ovo razlikovanje sprječava da se hitna staza pogrešno zamijeni s rutinskom rutom velikog kapaciteta. Dulji put može ostati vrijedan čak i kada ne može prenositi normalan glas ili video. Definirajte SLA, testirajte realno opterećenje, identificirajte prvi neuspjeli prag, rezervnu maržu i postavite operativni proračun ispod te točke. Zasebna ograničenja za svaku klasu prometa korisnija su od jednog maksimuma za cijelu mrežu.

 

Zaključak

Praktično ograničenje za MANET mesh skokove nije najduža ruta koju mreža može formirati, već najduža ruta koja još uvijek zadovoljava svoje ciljeve latencije, propusnosti, podrhtavanja i pouzdanosti. Testiranje realnih prometnih i RF uvjeta pomaže timovima da postave odvojene proračune skokova za video, glas, kontrolu i telemetriju uz očuvanje duljih putova za failover.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. nudi MIMOmesh radijske uređaje dizajnirane za dinamičku komunikaciju s više skokova, dajući mrežnim planerima konfigurabilne alate za uravnoteženje pokrivenosti, mobilnosti i izvedbe podataka. Korišteni s testiranjem na razini aplikacije, ovi sustavi mogu podržati pouzdanije odluke o implementaciji.

 

FAQ

P: Koliko skokova MANET mreže može podržati mreža?

O: Ne primjenjuje se univerzalno ograničenje. Praktični maksimum je najduža ruta koja još uvijek zadovoljava tražene latencije, propusnost, podrhtavanje, isporuku paketa i ciljeve mobilnosti u realnim prometnim uvjetima.

P: Kako svaki dodatni skok utječe na kašnjenje?

O: Svaki relej dodaje prijenos, pristup kanalu, obradu, čekanje i moguće kašnjenje ponovnog prijenosa. Pod zagušenjem ili promjenama rute, latencija može naglo porasti umjesto da se poveća za fiksni iznos.

P: Prepolovljuje li se propusnost mreže sa svakim skokom?

O: Ne. Pad od 50 posto samo je grubo pravilo za određene polu-dupleksne lance zajedničkih kanala. Stvarni gubitak ovisi o ponovnoj upotrebi kanala, smetnjama, rasporedu, MIMO-u i prometnom opterećenju.

P: Je li ruta s najmanje skokova uvijek bolja?

O: Ne uvijek. Jedna slaba međugradska veza može raditi lošije od dvije kraće, jače veze. Kvaliteta rute treba uzeti u obzir SNR, retransmisije, zagušenje i raspoloživi kapacitet uz broj skokova.

P: Kako bi inženjeri trebali postaviti praktičnu granicu skokova?

O: Testirajte reprezentativna video, glasovna, upravljačka i telemetrijska opterećenja kroz sve veći broj skokova. Postavite operativno ograničenje ispod prve točke gdje bilo koji prag usluge na razini aplikacije ne uspijeva.