QoS në Rrjetet MANET për zërin, videon dhe telemetrinë

Trafiku i zërit, videove të drejtpërdrejta, telemetrisë dhe komandës shpesh duhet të ndajnë të njëjtat lidhje me valë në një rrjet celular ad hoc, megjithatë ata nuk tolerojnë mbingarkesën në të njëjtën mënyrë. Videoja ka nevojë për kapacitet të qëndrueshëm, ndërsa trafiku i zërit dhe i kontrollit mund të bëhet i papërdorshëm kur rritet vonesa, nervozizmi ose humbja e paketave.

MANET QoS e trajton këtë problem duke i dhënë lloje të ndryshme trafiku trajtimin e duhur si rrugë, cilësia e lidhjes dhe ndryshimi i gjerësisë së brezit të disponueshëm. Të kuptuarit se si të vendosni prioritetet, të menaxhoni performancën me shumë hop, madhësinë e kapacitetit të radios dhe testimin nën lëvizshmëri realiste, ndihmon në mbajtjen e komunikimeve kritike të përdorshme kur kushtet e rrjetit bëhen të paparashikueshme.

 

Zëri, video dhe telemetria kanë nevojë për trajtim të ndryshëm QoS

Zëri varet më shumë nga koha sesa nga gjerësia e brezit

Trafiku i zërit dhe i shtytjes për të folur zakonisht kërkojnë shumë më pak kapacitet sesa një furnizim video me definicion të lartë, megjithatë ato mund të bëhen të papërdorshme shumë më shpejt kur koha e rrjetit përkeqësohet. Paketat që mbërrijnë shumë vonë i bëjnë pak të mira një bisede në kohë reale, ndërsa intervalet e paqëndrueshme të mbërritjes i detyrojnë marrësit të thithin më shumë vonesa ose të pranojnë boshllëqe të dëgjueshme.

Për të folurin ndërveprues, vonesa nga fundi në fund duhet të trajtohet si një variabël primar i projektimit. Mbajtja e vonesës së njëanshme rreth ose nën 150 ms është një objektiv i përdorur zakonisht për ruajtjen e ndërveprimit natyror bisedor, megjithëse vlera e pranueshme varet nga aplikacioni. Jitter gjithashtu ka rëndësi sepse ndryshimi i intervaleve të mbërritjes së paketave mund të tregojë mbingarkesë dhe të detyrojë buferë më të mëdhenj të marrjes.

Për MANET QoS, kjo do të thotë se mbrojtja e radhëve të zërit nga pritjet e gjata është shpesh më e vlefshme sesa t'u ndash atyre një pjesë të madhe të gjerësisë së brezit total. Një lidhje me shumë xhiro teorike ende mund të prodhojë fjalim të dobët nëse radhët e transmetimit ose ritransmetimet krijojnë vonesë të paparashikueshme.

Videoja ka nevojë për kapacitet të qëndrueshëm pa marrë përsipër lidhjen

Videoja e drejtpërdrejtë ka një profil tjetër. Ajo ka nevojë për xhiro të qëndrueshme, por cilësia e përdorshme varet gjithashtu nga humbja, vonesa dhe qëndrueshmëria e dorëzimit. Nëse një transmetim nuk mund të marrë kapacitet të mjaftueshëm, efektet mund të shfaqen si rezolucioni i reduktuar, rënie e kornizës, artefakte kompresimi, ngrirje ose një hendek në rritje midis ngjarjes dhe asaj që sheh operatori.

Videoja e situatës në kohë reale duhet gjithashtu të dallohet nga transmetimi i argëtimit me bufer. Një lojtar i bllokuar mund të tregtojë vonesën për riprodhim të qetë. Një kamerë UAV, furnizimi i inspektimit në distancë ose rrjedha e vëzhgimit taktik zakonisht nuk mund të grumbullojë disa sekonda buffer pa ulur vlerën operacionale.

Përshtatja e normës është e dobishme këtu. Aplikacionet video në kohë reale mund të zvogëlojnë shpejtësinë e tyre të transmetimit kur kapaciteti i disponueshëm bie ose rritet bllokimi. Në një MANET të përzier, ulja e shpejtësisë së biteve të videos është shpesh e preferueshme për të lejuar koduesin të vazhdojë të mbushë radhët derisa vonesa e zërit ose e kontrollit të rritet ndjeshëm.

Telemetria dhe kontrolli mund të jenë të vogla, por më të rëndësishme

Madhësia e paketës është një tregues i dobët i prioritetit. Një udhëzim kontrolli ose përditësim navigimi mund të përmbajë vetëm disa bajt, megjithatë një komandë e vonuar mund të ketë më shumë rëndësi se mijëra paketa video.

Telemetria rutinë dhe trafiku komandues dhe kontrollues nuk duhet të trajtohen automatikisht si një klasë. Përditësimet periodike të temperaturës, baterisë ose statusit mund të tolerojnë një vonesë modeste. Mesazhet e kontrollit të fluturimit, komandat e drejtimit, sinjalizimet e sigurisë ose udhëzime të tjera ndërvepruese mund të kërkojnë përcjellje shumë më të parashikueshme.

Rregulli i dobishëm për MANET QoS është renditja e trafikut sipas pasojës së informacionit të vonuar ose të munguar dhe jo sipas konsumit të gjerësisë së brezit.

 

Ndërtoni një politikë prioritare që ende funksionon nën mbingarkesë

Vendosni se cili trafik mbrohet i pari

Një politikë e dobishme prioritare fillon përpara se të ndodhë bllokimi. Në vend që të etiketoni çdo aplikacion në kohë reale si 'përparësi të lartë', vendosni se çfarë duhet të mbetet e përgjegjshme kur rrjeti radio nuk mund të kënaqë të gjithë trafikun e ofruar.

Një hierarki përfaqësuese mund të vendosë trafikun e komandës kritike të sigurisë së pari, e ndjekur nga zëri interaktiv dhe telemetria thelbësore, duke lejuar që video të konsumojë një pjesë më të madhe të kapacitetit të mbetur. Ky rend nuk është universal. Në një avion pa pilot, një trafik i caktuar i kontrollit të fluturimit mund të tejkalojë qartë zërin PTT; një vendosje tjetër mund t'i bëjë komunikimet e operatorit më të rëndësishme se përditësimet rutinë të sensorëve.

DSCP ose klasifikimi i krahasueshëm mund të mbështesë politikën, por shënimi i paketave është vetëm hapi i identifikimit. Telefonia, sinjalizimi, konferencat multimediale, trafiku interaktiv në kohë reale, mediat e transmetimit dhe të dhënat në sfond kanë kërkesa të ndryshme të performancës, kështu që aplikimi i një trajtimi përcjellës për çdo paketë ofron pak mbrojtje kur fillon bllokimi.

Parandaloni videon me shpejtësi të lartë të biteve nga uritja e rrjedhave më të vogla kritike

Prioriteti pa kontroll trafiku mund të krijojë një problem tjetër: një klasë e mbingarkuar me prioritet të lartë mund të konsumojë burimet e destinuara për të mbrojtur gjithçka tjetër.

Një politikë më e fortë QoS e MANET kombinon klasifikimin me planifikimin e radhëve, shpërndarjen e gjerësisë së brezit, formimin ose kufijtë e normës dhe kontrollin e pranimit aty ku platforma i mbështet ato. Programuesit mund të vendosin tarifa minimale ose maksimale në radhë, duke lejuar rrjetin të mbrojë flukset kritike pa i dhënë kapacitet të pakufizuar një klase të vetme.

Video është shembulli më i qartë. Mund të lejohet përdorimi i një kapaciteti të konsiderueshëm rezervë gjatë kushteve të favorshme, megjithatë norma maksimale e tij mund të kufizohet kur konkurrojnë disa shërbime në kohë reale. Kodimi adaptiv ofron një përgjigje shtesë: në vend që të ndërtojë një radhë të gjatë video gjatë një rënie kapaciteti, aplikacioni mund të ulë shpejtësinë e biteve dhe të ruajë shpërndarjen në kohë për flukse më të vogla kritike.

 

Mbajeni QoS të dobishëm kur ndryshojnë kushtet e rrugëve dhe lidhjeve

Gjykoni QoS nga fundi në fund, jo një kërcim në një kohë

Matjet me një hop janë të dobishme, por aplikacionet përjetojnë të gjithë rrugën.

Çdo stafetë shtesë mund të prezantojë grindje me qasje të mesme, kohën e përpunimit, radhën, ritransmetimet dhe një mundësi tjetër për ndërhyrje ose kushte të dobëta sinjali. Një radio hop prej gjashtë milisekondash nuk nënkupton një shteg aplikimi prej gjashtë milisekondash nëse një paketë duhet të kalojë disa rele të ngarkuara.

Për këtë arsye, MANET QoS duhet të vlerësohet duke përdorur matje nga fundi në fund. Vonesa mesatare është e dobishme për të vendosur një bazë, por vëzhgimet në përqindje ose në rastin më të keq zbulojnë pikat e shkurtra që mund të prishin të folurit, të vonojnë komandat ose të bëjnë që një video e drejtpërdrejtë të ndihet e shkëputur nga ngjarjet reale. Jitter gjithashtu duhet të vëzhgohet me kalimin e kohës, sepse ndryshimi i kohës së paketës mund të ndryshojë shpejt me ndryshimin e mbingarkesës, kushteve të rrugës dhe cilësisë së RF.

Mos zgjidhni itinerare nga Hop Count Alone

Një shteg me tre hop nuk është domosdoshmërisht më i mirë se një shteg me katër hop. Një nga këto tre lidhje mund të jetë e ngjeshur, e paqëndrueshme, e ndërhyrë shumë ose që funksionon pranë kufirit të kushteve të përdorshme RF.

Vendimet e rrugëzimit që mbështesin performancën në kohë reale duhet të marrin parasysh më shumë se distancën e shprehur si numërim hop. Inputet përkatëse mund të përfshijnë kapacitetin e disponueshëm, humbjen e paketave, cilësinë e lidhjes, bllokimin aktual, vonesën dhe mundësinë që një lidhje të mbetet e përdorshme ndërsa nyjet lëvizin.

Kapaciteti efektiv i lidhjes duhet të llogarisë gjithashtu humbjet e shkaktuara nga aksesi mesatar, ritransmetimet dhe ndryshimi i kushteve të RF. Ndryshimet e topologjisë dhe lëvizshmëria ndikojnë më tej në llogaritjen. Rruga me pamje më të shkurtër, pra, mund të jetë shtegu i gabuar nëse një stafetë bëhet pengesë.

Trajto Rimëkëmbjen e Rrugës si pjesë të QoS

Lëvizshmëria shton një tjetër metrikë që ndonjëherë anashkalojnë diskutimet konvencionale QoS: kohën e rikuperimit.

Kur një nyje lëvizëse thyen një rrugë aktive, pyetja përkatëse nuk është thjesht nëse një shteg alternativ ekziston përfundimisht. Operatorët duhet të dinë se sa kohë ndërpritet zëri, sa përditësime të telemetrisë mungojnë, nëse përgjigja e komandës ndalon dhe sa kohë duhet të rifillojë videoja.

Garancitë e vështira nga fundi në fund janë të vështira kur kushtet e topologjisë dhe RF mund të ndryshojnë me shpejtësi. Një objektiv më praktik i MANET QoS është diferencimi i parashikueshëm i kombinuar me përshtatjen e shpejtë. Rrjeti duhet të njohë përkeqësimin e rrugës, të gjejë një alternativë të përdorshme dhe të rivendosë trafikun me prioritet më të lartë përpara se një ndryshim i shkurtër i topologjisë të bëhet një ndërprerje e gjatë e aplikacionit.

 

Sigurohuni që Rrjeti i Radios mund të mbështesë politikën QoS

Kapaciteti i madhësisë për trafikun e njëkohshëm, jo ​​pretendimet maksimale të normës së të dhënave

Planifikimi QoS nuk mund të prodhojë kapacitet radio. Përpara se të caktoni radhë, vlerësoni trafikun që do të bashkëjetojë në të vërtetë.

Një model vendosjeje mund të përfshijë dy burime video të drejtpërdrejta, disa përdorues PTT, telemetri të përsëritur, trafik komandimi, drejtim të përgjithshëm dhe transferime të rastësishme skedarësh. Planifikimi i kapacitetit më pas duhet të përfshijë marzhin për ritransmetimet, ndryshimin e modulimit, ndërhyrjen, lëvizshmërinë dhe përcjelljen e rrjetës në vend që të supozohet se çdo lidhje funksionon vazhdimisht me shpejtësinë më të mirë të të dhënave.

Nyjet rele meritojnë vëmendje të veçantë. Një radio që duket e ngarkuar lehtë si një pikë përfundimtare mund të bëhet një pengesë kur përcjell trafikun nga disa nyje të tjera. Ndërsa rrjeta ndryshon, ajo pikë grumbullimi gjithashtu mund të lëvizë. Prandaj, planifikimi i MANET QoS vetëm rreth normave nominale të burimit mund të fshehë pikën ku fillimisht do të ndodhë bllokimi.

Shikoni përtej cilësimeve QoS te RF dhe Sjellja e rrjetës

Konfigurimi i radhës funksionon në kapacitetin që shtresa me valë e vë në dispozicion. Teknikat MIMO, sjellja e modulimit, menaxhimi i ndërhyrjeve, zgjedhja e kanalit dhe elasticiteti i rrugëzimit ndikojnë të gjitha në sasinë e kapacitetit të përdorshëm të disponueshëm për planifikuesin e trafikut.

WDS MIMOmesh ofron një shembull se si MANET QoS adaptive mund të funksionojë së bashku me rrjetin MIMO, kursin dinamik dhe lidhjen me shumë hop.

Ai kombinon rrjetet MANET dhe MIMO me shpejtësitë përshtatëse të të dhënave QoS, drejtimin dinamik të Layer 2 ose Layer 3, funksionimin e stafetës me shumë hop dhe modulimin adaptiv. Mbështetet një vonesë mesatare me një kalim në një drejtim prej 6 ms në gjerësinë e brezit 20 MHz së bashku me skanimin e spektrit, zgjedhjen inteligjente të frekuencës dhe aftësitë adaptive të kërcimit të frekuencës. Këto karakteristika nuk zëvendësojnë politikën QoS, por ato ndihmojnë në vendosjen e kushteve të RF dhe rrugëtimit në të cilat funksionon ajo politikë.

I njëjti parim vlen edhe për sistemet ajrore. WDS DDLmesh mund të mbajë video HD së bashku me kontrollin dydrejtues të fluturimit, GPS, zë dhe të dhëna të tjera. Shpejtësitë përshtatëse të të dhënave QoS, drejtimi dinamik, aftësitë e transmetimit me shumë hop dhe një vonesë mesatare 6 ms me një kalim të vetëm në 20 MHz ndihmojnë në mbështetjen e trafikut të përzier nëpër një topologji me valë në ndryshim. Prandaj, kërkesat e aplikacionit dhe sjellja e radios duhet të projektohen së bashku në vend që të trajtohen si detyra të veçanta.

 

Testoni MANET QoS nën kushtet që në fakt shkaktojnë dështim

Drejtoni zërin, videon dhe telemetrinë së bashku

Testimi i secilit aplikacion veçmas prodhon numra qetësues që mund të zhduken sapo rrjeti mbart një ngarkesë reale pune.

Një test kuptimplotë MANET QoS duhet të gjenerojë zë ose PTT, video të drejtpërdrejta, telemetri, trafik komandues dhe të dhëna përfaqësuese të sfondit njëkohësisht. Ngarkesa e ofruar më pas mund të rritet me hapa të kontrolluar derisa të fillojnë të ndërtohen radhët ose kapaciteti i disponueshëm i radios bie nën kërkesën.

Vëzhgimi kryesor nuk është thjesht xhiroja maksimale e arritur. Inxhinierët duhet të regjistrojnë se cili aplikacion degradon i pari. Nëse video e konsumon lidhjen derisa vonesa e komandës të rritet, modeli prioritar nuk po bën atë që ishte krijuar për të bërë. Nëse shpejtësia e biteve të videos zvogëlohet ndërsa paketat e komandave dhe fjalimi mbeten në kohë, sistemi po tregon sjelljen e synuar.

Shto Lëvizshmëri, Hops shtesë dhe stres RF

Faza tjetër është të shqetësoni rrjetin me qëllim. Krahasoni një lidhje të drejtpërdrejtë me shtigjet me dy, tre dhe shumë hop. Lëvizni nyjet derisa lidhjet aktive të ndryshojnë. Shtoni pengesa ose ndërhyrje, zvogëloni kufirin e sinjalit dhe vendosni trafikun e njëkohshëm përmes të njëjtit stafetë.

Matni vonesën nga skaji në skaj, nervozizmin, humbjen e paketave, xhiron e përdorshme dhe kohën e rikuperimit të rrugës gjatë gjithë testit. Vëzhgimet në nivelin e aplikacionit kanë po aq rëndësi: vini re ndërprerjet e zërit, ngrirjet ose vonesat e videos, intervalet e parregullta të telemetrisë dhe përgjigjet e vonuara të komandave.

Testimi nën ndryshimin e topologjisë, kapacitetit të lidhjes së ndryshueshme, modeleve realiste të trafikut dhe lëvizshmërisë së nyjeve ekspozon probleme që mbeten të fshehura në kushte statike. Ai gjithashtu ofron një pamje më përfaqësuese të mënyrës se si do të sillet një rrjet pa tel me shumë hop pas vendosjes sesa një test i shpejtësisë së papunë ose një standard fiks me një lidhje.

Përcaktoni suksesin si degradim të këndshëm

Një rrjet i fuqishëm celular nuk ka nevojë të ruajë performancën maksimale për çdo shërbim në çdo kusht të mundshëm. Duhet të dështojë në një mënyrë të kontrolluar.

Nën mbingarkesë të rëndë, një kodues video mund të bjerë në një shpejtësi më të ulët bit ose shpejtësi kuadri. Transferimet në sfond mund të ngadalësohen në mënyrë dramatike. Telemetria rutinë mund të tolerojë intervale pak më të gjata. Megjithatë, paketat e kontrollit kritik dhe zëri duhet të vazhdojnë të marrin trajtimin e përcjelljes të përcaktuar nga politika e misionit.

Ky është një kriter pranimi më i dobishëm për MANET QoS sesa një shifër e xhiros së përgjithshme:

Testi përfundimtar duhet ta shtyjë rrjetin përtej kushteve komode të funksionimit. Kur mungesa e burimeve bëhet e pashmangshme, sjellja e klasave të trafikut tregon nëse dizajni QoS po mbron në të vërtetë prioritetet operacionale.

 

konkluzioni

QoS efektiv i MANET varet nga përputhja e burimeve të rrjetit me nevojat e ndryshme të zërit, video, telemetrisë dhe trafikut të kontrollit. Prioritetizimi, planifikimi i kapacitetit, elasticiteti i rrugës dhe testimi realist me shumë hop, të gjitha ndihmojnë që komunikimet kritike të mbeten të përdorshme kur bllokimi, lëvizshmëria ose ndërhyrja ndryshojnë kushtet e rrjetit.

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. ofron zgjidhje MANET dhe lidhje të dhënash me valë, të dizajnuara për transmetim të përzier video, zë dhe të dhëna. Duke kombinuar aftësitë përshtatëse QoS me drejtimin dinamik dhe lidhjen me shumë hop, këto sisteme mund të ndihmojnë operatorët të mbajnë komunikime më të parashikueshme duke përdorur më mirë kapacitetin e disponueshëm me valë.

 

FAQ

Pyetje: Çfarë përmirëson MANET QoS në një rrjet ad hoc celular?

Përgjigje: MANET QoS ndihmon në përcaktimin e përparësive të trafikut sipas nevojave të aplikacionit, duke reduktuar ndikimin e mbingarkesës në zërin e ndjeshëm ndaj vonesës, videon live, telemetrinë dhe komunikimet komanduese.

Pyetje: Cilat metrika QoS kanë më shumë rëndësi për zërin dhe videon në MANET?

Përgjigje: Vonesa, nervozizmi, humbja e paketave dhe xhiroja e përdorshme janë metrikat kryesore. Zëri është veçanërisht i ndjeshëm ndaj vonesave, ndërsa video varet më shumë nga gjerësia e qëndrueshme e brezit dhe qëndrueshmëria e shpërndarjes.

Pyetje: Pse është më e vështirë të ruhet QoS në MANET?

Përgjigje: Nyjet celulare ndryshojnë vazhdimisht topologjinë e rrjetit dhe cilësinë e rrugës. Ndërhyrja, kapaciteti i kufizuar me valë, përcjellja me shumë hop dhe ritransmetimet mund të ndryshojnë gjithashtu performancën e aplikacionit brenda periudhave të shkurtra.

Pyetje: A duhet zëri, video dhe telemetria të kenë të njëjtin prioritet?

Përgjigje: Jo. Prioriteti duhet të pasqyrojë rëndësinë operacionale dhe sjelljen e trafikut. Trafiku i komandës mund të ketë nevojë për vonesën më të ulët, zëri ka nevojë për kohë të parashikueshme, ndërsa video shpesh mund të tolerojë reduktime adaptive të shpejtësisë së biteve.

Pyetje: Si duhet të testohet performanca e MANET QoS?

Përgjigje: Testoni trafikun e përzier në kushte realiste të mbingarkesës, lëvizshmërisë, ndërhyrjes dhe shumë-hop. Matni vonesën nga skaji në skaj, nervozizmin, humbjen, xhiros, rikuperimin e rrugës dhe sjelljen e aplikacionit gjatë ndryshimeve të rrjetit.