Hybrid MANET Dan LTE Backhaul: Cara Mesh Tempatan Bertahan Daripada Gangguan WAN

Gangguan WAN tidak selalu bermakna rangkaian tempatan telah gagal. Radio, kamera, penderia, kenderaan dan dron mungkin masih bertukar-tukar trafik walaupun laluan LTE ke teras, awan atau pusat arahan jauh tidak tersedia. Seni bina LTE memisahkan rangkaian capaian radio, pengangkutan balik dan teras, manakala penghalaan MANET menyokong perubahan topologi wayarles.

Isu yang menentukan ialah sama ada laluan tempatan dan aplikasi penting kekal di dalam sempadan rangkaian yang masih ada. Seorang yang tabah reka bentuk hibrid MANET LTE memastikan trafik berdekatan bergerak, mengekalkan perkhidmatan kelebihan kritikal dan mengawal cara data dibariskan dan dipulihkan apabila sambungan WAN kembali.

 

Apabila LTE Jatuh, Perkhidmatan Mana Yang Masih Tersedia?

Lukiskan sempadan kegagalan sebelum menilai daya tahan

'LTE dimatikan' mungkin bermakna kehilangan akses Internet, terputus antara rangkaian radio dan teras, get laluan dimatikan atau geganti MANET yang hilang. Setiap kesalahan mengalihkan bahagian laluan yang berbeza dan menghasilkan hasil yang berbeza.

Penunjuk isyarat yang kuat mengesahkan hubungan radio, bukan kebolehcapaian perkhidmatan jauh. Rangkaian LTE mengandungi peranti yang berbeza, akses radio, pengangkutan-balik dan lapisan teras, jadi kerosakan huluan boleh mengganggu perkhidmatan jauh manakala peralatan medan kekal dikuasakan dan disambungkan ke sel berdekatan. Sistem MANET LTE hibrid harus memantau ketersambungan hujung ke hujung dan bukannya menganggap pendaftaran selular sebagai bukti kesihatan WAN.

Perkhidmatan tempatan berasaskan LTE juga memerlukan seni bina yang direka bentuk untuk operasi terpencil apabila teras yang lebih luas tidak tersedia. Keupayaan ini tidak automatik dalam setiap penggunaan dan mesti disahkan secara berasingan daripada kesinambungan MANET.

Asingkan aplikasi tempatan daripada kebergantungan jauh

Dalam penggunaan MANET LTE hibrid, perkhidmatan bertahan apabila titik akhir, laluan dan aplikasi kekal di dalam sempadan tempatan. Push-to-talk, video berdekatan, pertukaran kedudukan, telemetri, kawalan penderia dan pemindahan fail boleh diteruskan jika mereka tidak menghubungi pelayan luar tapak. Papan pemuka awan, pangkalan data jauh, akses Internet dan penghantaran luar tapak biasanya berhenti apabila laluan luaran hilang.

Sesetengah alat kekal sebahagiannya berguna. Peta yang dicache mungkin kekal boleh dibaca, bukti kelayakan yang disimpan mungkin membenarkan akses sementara, dan perakam tempatan boleh terus menangkap video. Barisan gilir stor-dan-forward boleh mengekalkan laporan atau telemetri untuk muat naik kemudian jika ia mengekalkan cap masa, pengecam dan storan yang mencukupi.

Hasil yang dijangkakan hendaklah didokumenkan untuk setiap perkhidmatan operasi sebelum penggunaan.

 

Mengapa Laluan MANET Tempatan Terus Berfungsi Tanpa WAN

Paket tempatan tidak perlu melintasi get laluan LTE

Nod MANET boleh menemui jiran, memilih laluan dan paket ke hadapan dan bukannya bergantung pada satu penghala pusat tetap. Apabila kenderaan bergerak di belakang rupa bumi atau geganti bawaan udara menukar kedudukan, rangkaian boleh mengira laluan lain melalui nod yang boleh dicapai. Oleh itu, get laluan LTE adalah pintu keluar dari topologi tempatan, tidak semestinya pusatnya.

Pertimbangkan kamera bawaan udara yang menghantar video ke kenderaan arahan. Paket mungkin bergerak melalui geganti mudah alih kepada penonton tanpa menyentuh LTE. Jika laluan selular hilang, laluan itu boleh kekal sah kerana tiada titik akhir bergantung pada WAN.

Pemisahan ini memberikan seni bina MANET LTE hibrid daya tahannya. Susun atur yang bergantung kepada get laluan menjadikan satu peranti sebagai pintu keluar WAN dan titik kegagalan setempat. Reka letak yang diedarkan mengekalkan trafik berdekatan di dalam jaringan dan menggunakan LTE hanya untuk destinasi jauh.

Operasi terputus yang berguna memerlukan perkhidmatan tempatan

Kesinambungan penghalaan sahaja tidak menjamin operasi yang berguna. Radio mungkin bertukar paket semasa aplikasi gagal kerana pengawal suara, pangkalan data peta, broker telemetri atau perkhidmatan identiti berada di luar tapak. Sempadan rangkaian MANET LTE hibrid yang masih ada mesti mengandungi fungsi yang diperlukan semasa gangguan.

Perkhidmatan kelebihan yang berguna mungkin termasuk suara tempatan, peta misi, rakaman video, pemprosesan telemetri dan penamaan, masa atau fungsi pengesahan yang dipilih. Peletakan mereka harus diuji dengan mengasingkan atau mematikan get laluan LTE. Mengehos setiap aplikasi tempatan pada get laluan itu masih boleh mencipta kegagalan perkhidmatan yang lengkap.

Caching dan pengehosan menyelesaikan masalah yang berbeza. Cache mengekalkan kandungan lebih awal, manakala aplikasi yang dihoskan secara tempatan menerima kedudukan, mesej dan video baharu. Data terikat jauh harus memasuki aliran kerja stor-dan-forward dan disegerakkan kemudian tanpa kehilangan susunan atau asal.

 

Bagaimana Trafik Berubah Sebelum, Semasa dan Selepas Gangguan

Operasi biasa: pastikan trafik tempatan setempat

Perkhidmatan LTE yang sihat tidak seharusnya menarik setiap paket melalui gerbang selular. Suara, telemetri, trafik kawalan dan video berdekatan berada dalam laluan MANET, manakala penyegerakan awan, akses arahan jauh, perkhidmatan Internet dan pengguna luar tapak menggunakan LTE. Pemisahan ini merendahkan kependaman dan menghalang sesi setempat daripada mewarisi ketersediaan WAN.

Dasar laluan MANET LTE hibrid harus menjadikan niat itu jelas. Subnet tempatan dan perkhidmatan tepi memerlukan laluan MANET pilihan, manakala laluan lalai atau awalan jauh yang dipilih menghala ke arah get laluan LTE. Dengan beberapa get laluan, metrik boleh memilih jalan keluar terbaik tanpa mengubah penghalaan setempat.

Klasifikasi lalu lintas juga penting. Makluman keselamatan dan suara arahan tidak seharusnya bersaing secara sama rata dengan muat naik pukal, kemas kini atau beberapa strim video berkadar tinggi. Keutamaan perkhidmatan hendaklah ditakrifkan sebelum kesesakan bermula.

Sambutan gangguan: alih keluar laluan yang gagal tanpa mengganggu jaringan

Gerbang MANET LTE hibrid harus menguji kebolehcapaian di luar modem kerana kekuatan isyarat mungkin kekal normal semasa kegagalan huluan. Pemeriksaan kesihatan boleh menggunakan berbilang sasaran, ambang kerugian dan tempoh penahanan untuk mengelak laluan mengepak. Sebaik sahaja WAN tidak boleh digunakan, get laluan menarik balik atau mengetepikan laluan luaran sambil meninggalkan laluan MANET tempatan utuh.

Trafik jarak jauh kemudiannya mengikut dasar yang ditetapkan:

●  Baris gilir telemetri, log dan laporan penting.

●  Kurangkan atau hentikan video yang ditujukan hanya untuk penonton jauh.

●  Tangguhkan pemindahan latar belakang dan kemas kini perisian.

●  Tunjukkan status terputus yang jelas.

Sesi tempatan harus diteruskan apabila titik akhir dan perkhidmatan mereka kekal dalam jaringan. Sesi awan mungkin tamat masa kerana destinasi telah hilang. Penghalaan tidak boleh mengekalkan sesi aplikasi yang pelayannya tidak dapat dicapai.

Pemulihan: mengelakkan pautan yang kembali daripada menjadi hambatan

Dalam sistem MANET LTE hibrid, isyarat yang dipulihkan tidak seharusnya menuntut semula laluan pilihan dengan serta-merta. Gerbang harus mengesahkan perkhidmatan hujung ke hujung yang stabil, kemudian memperkenalkan semula LTE selepas selang masa pemulihan. Ini mengurangkan ayunan apabila liputan tidak stabil.

Data tertunggak boleh menyebabkan kesesakan jika setiap perakam dan penderia memuat naik sekali gus. Suara, kawalan dan telemetri langsung semasa harus mengekalkan keutamaan, manakala video dan log sejarah kembali dalam kelompok yang pantas. Had kadar dan percubaan semula rawak membantu rangkaian MANET LTE hibrid pulih tanpa menjemukan backhaul.

Cap masa, pengecam mesej, peraturan pesanan dan pengendalian konflik memastikan maklumat tertunda diasingkan daripada data langsung. Pemulihan selesai hanya apabila laluan stabil dan data beratur sedang disegerakkan tanpa mengganggu operasi semasa.

 

Bina Rangkaian Di Sekitar Sempadan Kegagalan

Jauhkan fungsi kritikal daripada satu titik kegagalan

Tentukan perkara yang mesti kekal boleh digunakan jika get laluan LTE kehilangan pautan WANnya, kemudian ulangi latihan untuk kegagalan get laluan sepenuhnya. Aplikasi yang dihoskan di tempat lain mungkin bertahan dalam acara pertama, manakala perkhidmatan yang dihoskan get laluan mungkin hilang pada yang kedua. Alat kritikal harus diletakkan pada platform tepi yang boleh dicapai atau direplikasi apabila satu peranti tidak boleh dibenarkan mengalih keluarnya.

Topologi MANET LTE hibrid juga memerlukan lebih daripada satu laluan praktikal antara pasukan penting. Rupa bumi, orientasi antena, pergerakan atau bangunan boleh meninggalkan satu geganti membawa hampir semua lalu lintas. Percubaan lapangan harus mengenal pasti titik penumpuan ini.

Lebihan WAN tergolong dalam lapisan yang berasingan. Berbilang gerbang berkemampuan LTE boleh meningkatkan jangkauan jauh, tetapi reka bentuk dwi-SIM tidak membaiki laluan MANET yang lemah. A pelaksanaan MANET LTE hibrid yang berdaya tahan juga mesti mengalih keluar kebergantungan awan dalam pengesahan, pengurusan, pengalamatan dan pelesenan.

Lindungi masa siaran untuk lalu lintas yang penting

Kapasiti jaringan ditetapkan oleh laluan kongsi yang paling sibuk, bukan kadar tertinggi bagi satu pautan bersih. Setiap penghantaran geganti menggunakan masa siaran, dan beberapa aliran mungkin bertumpu sebelum sampai ke pos arahan. Perancangan harus memodelkan hop, pengguna, profil video dan gangguan yang realistik.

Dalam dasar trafik MANET LTE hibrid, makluman keselamatan dan suara arahan biasanya didahulukan, diikuti dengan data kedudukan dan kawalan, video terpilih, kemudian fail dan penyegerakan latar belakang. QoS tidak boleh mencipta lebar jalur, tetapi ia boleh menghalang pemindahan besar daripada menyekat trafik segera.

Kuasa dan geometri RF juga membentuk penghalaan. Bateri, ketinggian antena, pilihan spektrum dan peletakan geganti menentukan sama ada laluan alternatif wujud. Penghalaan MANET tidak boleh menggunakan peralatan yang tidak berkuasa, terlebih beban atau di luar julat.

Beri pekerjaan yang berbeza nod darat dan udara

Nod tanah mudah alih boleh menambat pos arahan, menyambungkan Ethernet atau peralatan bersiri, menyediakan geganti yang lebih kuat dan bertindak sebagai pintu keluar LTE. Unit bawaan udara boleh meningkatkan garis penglihatan, merapatkan kumpulan yang dipisahkan oleh rupa bumi dan membawa video dron sambil menambah laluan lain.

Dalam penggunaan MANET LTE hibrid, Siri Beg galas Berkuasa WDS boleh berfungsi sebagai pintu masuk tanah mudah alih atau geganti berkuasa tinggi. Keupayaannya termasuk operasi tanpa pusat teragih, penghalaan dinamik Lapisan 2 atau Lapisan 3, geganti berbilang hop, keutamaan perkhidmatan, antara muka Ethernet dan bersiri, penggunaan berkuasa bateri dan penghalaan rangkaian awam atau 4G LTE pilihan.

Untuk peranan MANET LTE hibrid bawaan udara, WDS Lightweight Airborne Series boleh menyokong penghalaan dinamik, operasi berbilang hop, QoS, Ethernet dan sambungan bersiri, penyepaduan MAVLink dan pengembangan 4G LTE pilihan. Peranan utamanya adalah untuk menambah baik geometri RF tanpa memaksa trafik tempatan melalui WAN.

Pendaratan pesawat atau kehabisan bateri masih perlu dipertimbangkan. Nod bawaan udara yang membentuk satu-satunya jambatan antara kumpulan darat menjadi satu lagi titik kegagalan. Geganti bawaan udara harus mengukuhkan topologi tanah yang kukuh dan bukannya menyembunyikan ketiadaannya.

 

Buktikan Failover Sebelum Ia Diperlukan

Uji beban kerja sebenar, bukan hanya ping rangkaian

Ping yang berjaya menyatakan sedikit tentang kesinambungan suara MANET LTE hibrid, pemulihan video, keadaan aplikasi atau data beratur. Mulakan dengan suara perwakilan, pemetaan, telemetri, video tempatan, video jauh dan sesi awan yang aktif. Alih keluar WAN hulu sambil mengekalkan nod MANET dikuasakan, kemudian rekod perkhidmatan yang diteruskan, merendahkan, menyambung semula, maklumat baris gilir atau berhenti.

Larian seterusnya harus menggabungkan kesalahan. Alihkan atau matikan geganti semasa gangguan, pulihkan LTE di bawah beban, dan ulangi latihan dengan seluruh get laluan dimatikan. Ini mendedahkan kebergantungan dan topologi yang dihoskan get laluan dengan hanya satu geganti yang boleh digunakan.

Gunakan kriteria lulus peringkat perkhidmatan

Kriteria penerimaan MANET LTE hibrid harus menerangkan perkara yang boleh dilakukan oleh pengguna, bukan sahaja perkara yang boleh dilihat oleh pengurus rangkaian. Ukur pengesanan kegagalan WAN, penumpuan laluan, gangguan suara, kehilangan paket, pemulihan video, ketersediaan aplikasi setempat, integriti data beratur dan kesesakan selepas pemulihan. Ambang harus sepadan dengan misi dan profil trafik.

Rangkaian MANET LTE hibrid hanya tersedia selepas keputusan ini boleh diulang di bawah pergerakan realistik, rupa bumi, gangguan dan keadaan kuasa. Kriteria yang gagal harus mencetuskan perubahan dalam topologi, peletakan aplikasi, dasar trafik atau redundansi get laluan. Ujian mengubah penyembuhan diri daripada tuntutan ciri kepada keupayaan yang boleh diperhatikan.

 

Kesimpulan

Ketahanan dalam rangkaian MANET LTE hibrid bergantung pada memastikan laluan tempatan, perkhidmatan kelebihan penting dan keutamaan trafik bebas daripada WAN. Apabila LTE gagal, jaringan harus terus membawa data suara, video, telemetri dan kawalan secara setempat, kemudian memulihkan ketersambungan jauh tanpa membebankan backhaul yang kembali.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. menawarkan beg galas MIMOmesh dan radio bawaan udara ringan untuk pintu masuk darat, geganti mudah alih dan pautan bertingkat. Digunakan dengan penghalaan bunyi, peletakan perkhidmatan tepi dan ujian gangguan, produk ini boleh membantu pasukan mengekalkan komunikasi setempat dan memulihkan ketersambungan luaran dengan kurang gangguan.

 

Soalan Lazim

S: Apakah yang berlaku apabila backhaul LTE gagal?

J: Rangkaian kehilangan akses kepada awan jauh, teras dan perkhidmatan Internet. Laluan MANET tempatan boleh terus membawa trafik jika aplikasi penting dan perkhidmatan sokongan kekal di dalam jaringan.

S: Bolehkah rangkaian MANET LTE hibrid berfungsi tanpa akses Internet?

A: Ya. Nod berdekatan boleh berkomunikasi melalui laluan MANET terus atau berbilang hop tanpa Internet. LTE hanya diperlukan untuk destinasi dan perkhidmatan di luar rangkaian tempatan.

S: Perkhidmatan manakah yang boleh kekal tersedia semasa gangguan WAN?

J: Suara tempatan, video, telemetri, perkongsian kedudukan, kawalan sensor dan pertukaran fail boleh diteruskan. Papan pemuka awan, pangkalan data jauh, penghantaran luar tapak dan pengesahan bergantung Internet biasanya menjadi tidak tersedia.

S: Adakah isyarat LTE yang kuat mengesahkan sambungan balik?

J: Tidak. Peranti mungkin kekal didaftarkan ke sel berdekatan sementara pengangkutan balik, teras mudah alih atau laluan Internet tidak tersedia. Pemeriksaan kesihatan hujung ke hujung lebih dipercayai.

S: Bagaimanakah MANET mengubah hala lalu lintas selepas kegagalan nod atau get laluan?

J: Penghalaan MANET menemui jiran yang boleh dihubungi dan mengira semula laluan berbilang hop apabila topologi berubah. Kehilangan get laluan LTE mengalih keluar jangkauan luaran, manakala trafik tempatan boleh menggunakan laluan mesh alternatif.

S: Bagaimanakah failover WAN harus diuji?

J: Jalankan sesi suara, video, telemetri dan awan, kemudian putuskan sambungan WAN dan keluarkan geganti. Ukur penumpuan laluan, gangguan perkhidmatan, data beratur dan kesesakan pemulihan.