Како густина чворова утиче на перформансе МАНЕТ Месх мреже

Густина чворова може учинити МАНЕТ отпорним или неефикасним. Са премало доступних чворова, руте постају крхке, а мрежне партиције су вероватније; преблизу упакујте радио-уређаје под густим саобраћајем, а заједничко време емитовања, сметње и рутирање могу почети да нарушавају перформансе. За све који планирају а Примена бежичног Месх радија , прави изазов је проналажење густине која подржава поуздане путеве са више скокова без стварања непотребних сукоба. Разумевање како густина утиче на испоруку пакета, проток, кашњење и стабилност руте олакшава одређивање величине и позиционирања чворова за стварне услове рада.

 

Тачка у којој више чворова престаје да помаже

Ретке мреже се боре да одрже употребљиве путање

Ретки МАНЕТ-и прво пате од доступности. Када се растојање између чворова приближи или премаши употребљиви радио домет, извор може имати само један могући релеј према свом одредишту - или уопште ниједан. Кретање, маскирање терена, оријентација антене или привремена препрека могу тада да прекину руту и ​​поделе мрежу у неповезане групе.

Додавање чворова често значајно помаже у овој фази јер нови релеји попуњавају географске празнине и стварају алтернативне путеве. Достава пакета може да се побољша јер мрежа више не зависи од једне посредне везе, док поправка руте има више суседних кандидата за рад. Услови ниске густине су посебно осетљиви на лошу повезаност, а пажљиво позиционирани гатеваи или чворови окоснице могу побољшати комуникацију између иначе одвојених група.

Практична лекција за имплементацију бежичног мрежастог радија је да недостатке у покривености треба решити пре него што капацитет мреже постане главна брига. У многим случајевима, стратешки позиционирани ваздушни или повишени релеј доприноси кориснијој повезаности од неколико додатних чворова смештених унутар области која је већ добро покривена.

Густе мреже суочавају се са ограничењима времена емитовања и интерференције

Након одређене тачке, додатни суседи стварају другачији проблем. Бежични чворови који раде на дељеном спектру морају да се такмиче за могућности преноса, а пакетима ће можда бити потребан поновни пренос када колизије или сметње спрече успешан пријем. Више суседа такође може значити више реклама за руте, порука о откривању, емитовања и других контролних размена које заузимају исти медиј као саобраћај апликација.

Густа мрежа није аутоматски загушена, јер је активност важна колико и физичка близина. Педесет радија који повремено размењују телеметрију могу оставити значајно време емитовања неискоришћеним, док иста топологија која носи неколико видео токова, командни саобраћај и честа ажурирања рутирања може да изврши много већи притисак на канал. Дељење везе и сметње на крају ограничавају колико корисног протока сваки активни чвор може да добије.

Корисни оперативни регион се стога налази између два екстрема. Вирелесс Месх Радио мрежи треба довољно суседа да одржава алтернативне руте, али додавање чворова престаје да помаже када је додатна разноликост путања надјачана због РФ конкуренције, ретрансмисије и контроле. Пропусност може бити слаба у ретким условима јер је конекција слаба, а затим поново пада у веома густим, јако оптерећеним условима јер поновљени преноси троше више доступног пропусног опсега.

 

Шта густина чворова заправо утиче на перформансе мреже

Испорука пакета се побољшава када густина додаје стварну разноликост рута

Однос испоруке пакета, или ПДР, мери колико пренетих пакета апликације успешно стигне до својих одредишта. Умерено повећање густине чворова може побољшати ПДР јер рутирање има више начина да заобиђе покретну, блокирану или неуспелу везу. Два или три употребљива избора релеја су обично отпорнија од топологије у којој је један радио једини мост између два дела мреже.

Међутим, локација је важнија од укупног износа. Десет радија груписаних око једног возила може повећати број локалних суседа без побољшања повезаности са удаљеном групом. Мањи број добро распоређених Вирелесс Месх Радио чворова може пружити значајнију разноликост рута када заузму позиције које затварају стварне празнине у покривености.

Ова разлика такође објашњава зашто густину не треба третирати само као чворове по квадратном километру. Везе морају имати довољан квалитет да би биле оперативно корисне. Сусед који је технички уочљив, али веома нестабилан у условима мобилности, додаје далеко мање отпорности од поузданог релеја постављеног дуж корисне руте.

Пропусност и кашњење могу да се крећу у супротном смеру

Боља доступност не гарантује бољи проток апликације. Сваки пренос са више скокова троши радио ресурсе, а прослеђивање истих података преко неколико скокова захтева поновни приступ бежичном медијуму. Када се неколико токова географски преклапа, њихови преноси могу да се такмиче за време емитовања, иако рутирајућа повезаност остаје одлична.

Латенција може порасти из сличних разлога. Пакети могу дуже чекати у редовима, повлачити се пре приступа каналу или се поново емитовати након неуспешних покушаја испоруке. Како се саобраћај интензивира, бежична мрежа радија може остати потпуно повезана док појединачни корисници доживљавају нижу пропусност, веће кашњење или више подрхтавања.

Овде је посебно важна разлика између наведене брзине ПХИ података и протока на нивоу апликације. Стварни капацитет апликације је смањен понашањем вишеструког приступа, додатним оптерећењем протокола, поновним преносом, бледењем, сметњама, дужином руте и конкуренцијом у саобраћају. Веза способна за високу вршну брзину у идеалним условима може да испоручи знатно мањи употребљив проток након неколико скокова или када су активни многи оближњи чворови.

Прекомерно рутирање расте са сложеношћу топологије

Рутирање такође троши капацитет. Како се број суседа повећава, МАНЕТ може имати више информација о топологији за одржавање, више потенцијалних путања за процену и више контролних порука повезаних са откривањем или одржавањем руте. Ако се чворови брзо крећу, ти односи се могу променити пре него што претходно научене информације остану корисне дуго.

Ефекат у великој мери зависи од дизајна рутирања. Реактивни протоколи креирају руте када су потребне, док проактивни приступи континуирано одржавају више информација о рутирању; адаптивни системи могу користити додатне улазе везе или топологије приликом избора путања. Стога не постоји универзални број чворова при којем свака бежична мрежа радија постаје неефикасна.

Контролни трошкови би требало да се мере заједно са корисничким саобраћајем, а не да се третирају као засебно теоријско питање. Прекомерна сигнализација може смањити перформансе рутирања података када пакети контроле и апликације деле исти канал ограниченог капацитета. Конективност, употребљиви капацитет и ефикасност рутирања морају се стога тестирати као одвојени исходи.

 

Зашто се исти број чворова може понашати потпуно другачије

Ефективна густина зависи од домета, положаја и РФ окружења

Позивање МАНЕТ-а са 50 чворова „густим“ говори инжењеру врло мало без описивања оперативне области. Педесет чворова унутар компактне индустријске локације може створити десетине преклапајућих суседних односа, док исти радио уређаји распоређени на много квадратних километара могу да формирају ретки ланац са више скокова. Груписање може да учини контраст још јачим: једно подручје може бити претрпано, док друго садржи критични релејни јаз.

Кориснији концепт је ефективна густина суседа—број чворова са којима радио може да одржава употребљиву везу у стварним условима рада. Терен, зграде, НЛОС пропагација, постављање антене, снага преноса, сметње и избор фреквенције могу променити ту цифру без промене броја распоређених уређаја.

Овде се планирање бежичног мрежастог радија разликује од бројања тачака на мапи покривености. Два чвора раздвојена скромним растојањем могу лоше комуницирати када препрека блокира пут, док повишени релеј на већој геометријској удаљености може пружити много јачи пут. Не треба претпоставити да су физичка густина и ефективна густина РФ еквивалентне.

Мобилност и саобраћај одлучују да ли су додатни суседи предност

Мобилност додаје време проблему густине. Конвој возила може одржавати прилично предвидљив релативни размак, док УАВ-ови који прелазе различите висине и правце могу изазвати брзо појављивање и нестанак односа са суседима. Већа мобилност може повећати промене рута, кварове везе и активност опоравка чак и када укупан број радио станица остане константан.

Густина саобраћаја ствара још једну разлику. Густина топологије описује колико потенцијалних радио суседа постоји; густина саобраћаја описује колико од тих чворова преноси или преноси значајне количине података. Бежични мрежасти радио који носи светлосну телеметрију поставља веома различите захтеве за заједничко време емитовања од једног прослеђивања симултаних видео токова.

Тестирање би стога требало да репродукује очекивану мешавину примене. Саобраћај команди и контроле може бити релативно мали у пропусном опсегу, али веома осетљив на кашњење, док видео може да троши много више одрживог капацитета. Топологија која ради удобно под тестовима мировања или ниске брзине може се понашати веома различито када се реалан саобраћај и мобилност догоде заједно.

 

Проналажење практичног опсега густине за примену бежичног мрежастог радија

Планирајте око празнина у покривености и броја корисних суседа

Планирање мреже би требало да почне са географским и апликацијским захтевима, а не са произвољним циљним бројем чворова. Циљ је успостављање довољно поузданих суседних веза за разноврсност рута уз очување капацитета за саобраћај који те руте морају да обављају. Практични процес планирања бежичног радија може да прати шест корака:

1. Мапирајте оперативно подручје, очекивано кретање и вероватне концентрације чворова.

2. Идентификујте НЛОС зоне, препреке на терену и раздвојеност у најгорем случају између радија.

3. Процените број корисних суседа под неповољним – не само просечним – позицијама.

4. Идентификујте чворове који ће вероватно постати критични релеји између географских група.

5. Додајте очекивано истовремено телеметријско, командно, гласовно или видео оптерећење.

6. Повећајте или поново позиционирајте чворове само када додају корисне руте уместо да углавном повећавају домене сукоба.

Резултујући дизајн може да користи мање радија од плана за покривеност, али сваки чвор има јаснију мрежну улогу. Када су две групе географски одвојене, један одговарајуће позициониран релеј може бити ефикаснији од повећања густине унутар било које групе. Тај приступ такође олакшава тестирање капацитета јер планери могу да идентификују који релеји ће вероватно преносити непропорционалан саобраћај.

Подесите ретке примене за доступност

Ретко распоређивање треба да даје приоритет стабилним путевима. Постављање релеја, положај антене, снага преноса, радна фреквенција, пропусни опсег канала и робусност везе могу одредити да ли чворови формирају континуалну топологију са више скокова. Повећање густине је само једна од неколико могућих корекција.

ВДС МИМОмесх породица укључује МИМО-АБ серију као а лагани ваздушни бежични мрежасти радио за интеграцију УАВ-а и стратешки позиционирани ваздушни релејни чворови. Оба подржавају МАНЕТ + МИМО рад, дистрибуирано динамичко рутирање и функционалност мулти-хоп релеја. Ваздушни и земаљски чворови стога могу да заузму различите позиције унутар исте бежичне мреже радија топологије уместо да функционишу само као додатне крајње тачке.

Конфигурабилни пропусни опсег канала, контрола снаге преноса, МИМО технике као што су формирање снопа и диверзитет, избор канала свестан спектра и даљинско праћење топологије пружају додатне алате за подешавање понашања везе. У оскудној мрежи, побољшање ефективног досега, јачање критичне релејне везе или промена положаја чворова могу произвести већу вредност од једноставног додавања више радио станица.

Подесите густе примене за ефикасност емитовања

Густо распоређивање захтева супротан нагласак. Када суседна покривеност буде обилна, инжењерски циљ се помера ка спречавању непотребних преноса и превеликих домена сукоба да троше користан капацитет. Велика снага преноса није аутоматски корисна ако узрокује да се више чворова чује и такмичи једни са другима него што је дизајну рутирања заиста потребно.

Ширина канала, употреба фреквенције, приоритизација саобраћаја, мултицаст понашање и учитавање релеја заслужују посебну пажњу. Када бежични Месх радио преноси и видео са великим пропусним опсегом и контролне податке осетљиве на кашњење, рутирање свега преко једног прикладног релеја може створити локално уско грло иако је доступно много алтернативних чворова. Праћење протока по чвору, квалитета везе, ретрансмисије и кашњења може открити ове жаришне тачке раније од укупне пропусности мреже.

Карактеристике као што су конфигурабилни пропусни опсег, контрола снаге преноса, формирање снопа, просторна разноликост и мултиплексирање, скенирање спектра, интелигентни избор фреквенције, прилагодљиво скакање фреквенције и динамичко рутирање са више скокова могу помоћи у управљању променљивим РФ условима. Они могу проширити оперативни омотач бежичне мреже радија, али не уклањају основну везу између заједничког времена емитовања и активности чвора.

Ниједна цифра „идеалних чворова по квадратном километру“ не примењује се на МАНЕТ-ове. Мреже са истим бројем чворова могу испоручити различиту пропусност, испоруку пакета и кашњење у зависности од понашања рутирања, топологије, мобилности, услова канала и понуђеног саобраћаја. Валидација на терену би стога требало да укључи и најређу очекивану топологију и најконцентрованије стање са великим прометом.

 

Закључак

Густину чворова треба третирати као равнотежу између повезаности и ефикасности заједничког канала, а не као једноставну метрику „више је боље“. Поуздане перформансе МАНЕТ-а зависе од корисних суседних односа, положаја чворова, мобилности, оптерећења саобраћаја и доступног времена емитовања. Тестирање и ретко и јако оптерећених услова помаже у одређивању практичног опсега густине пре примене.

Схензхен Синосун Тецхнологи Цо., Лтд. обезбеђује МИМОмесх бежични Месх Радио решења за ваздушне, аутомобилске и друге мобилне мреже. Ове опције могу подржати флексибилно постављање релеја и мулти-хоп конекцију приликом изградње МАНЕТ мрежа око стварне покривености и захтева саобраћаја.

 

ФАК

П: Да ли додавање више чворова увек побољшава перформансе МАНЕТ-а?

О: Не. Додатни чворови могу побољшати покривеност и редундантност руте, али превелика густина може повећати сметње, сукобе у каналима, прекомјерно рутирање, ретрансмисије и кашњење.

П: Која је идеална густина чворова за МАНЕТ?

О: Не постоји универзална вредност. Одговарајућа густина зависи од области покривености, радио домета, мобилности, терена, обима саобраћаја, понашања рутирања и потребне отпорности мреже.

П: Како густина чворова утиче на пропусност бежичне мреже?

О: Умерена густина може побољшати повезаност обезбеђивањем алтернативних путева. При већим активним густинама, конкурентски преноси и прослеђивање са више скокова могу смањити доступно време емитовања и проток по чвору.

П: Зашто ретки МАНЕТ може да изгуби везу?

О: Ретким мрежама може недостајати довољно средњих чворова за одржавање континуираних рута са више скокова. Померање или опструкција критичног релеја онда може да изолује чворове или подели мрежу.

П: Како мобилност мења ефекат густине чворова?

О: Мобилност непрестано мења односе са суседима и доступне руте. Већа густина може да обезбеди резервне путање, али честе промене топологије такође могу повећати одржавање руте и контролу саобраћаја.