Како изградити мрежу гласа, видеа и података ван мреже без фиксне инфраструктуре

Комуникациона мрежа ван мреже је изграђена за ситуације у којима су ћелијска покривеност, оптичке везе, фиксни стубови или стална комутаторска инфраструктура недоступни, оштећени или непрактични. У овим условима, изазов није само успостављање бежичне везе, већ и стварање комуникационе мреже ван мреже која може да преноси глас, видео и податке у исто време са довољно стабилности за коришћење на терену. Поузданост комуникациона мрежа ван мреже зависи од дизајна топологије, постављања чворова, планирања напајања, приоритета саобраћаја и понашања опоравка, а не од било које појединачне радио спецификације. Када је циљ мобилност, брзо распоређивање и континуитет у променљивим условима, комуникациона мрежа ван мреже заснована на мрежи често пружа најпрактичнију архитектуру.

Кеи Такеаваи

●  Комуникациона мрежа ван мреже може да преноси глас, видео и податке без фиксне телекомуникацијске инфраструктуре.

●  Дизајн топологије, снаге и саобраћаја обично дефинишу да ли комуникациона мрежа ван мреже остаје стабилна на терену.

●  Глас, видео и подаци постављају различита оптерећења на исту комуникациону мрежу ван мреже.

●  Мрежна архитектура је често најјаче уклапање када комуникациона мрежа ван мреже мора да се прилагоди кретању и прекиду везе.

●  Отпоран комуникациона мрежа ван мреже је дизајниран као систем, а не као скуп самосталних уређаја.

 

Шта Офф-Грид комуникациона мрежа заправо укључује

Глас, видео и подаци се не понашају на исти начин

Спреман за терен комуникациона мрежа ван мреже мора да се носи са више врста саобраћаја са различитим техничким захтевима. Гласовне сесије захтевају мало кашњење и стабилну испоруку пакета, док видео стримови обично троше више пропусног опсега и лоше реагују на загушење или нестабилност руте. Саобраћај података може бити толерантнији на кашњење, али често укључује контролне информације, мапе, телеметрију и пренос датотека који и даље захтевају предвидљиве перформансе.

Ова разлика утиче на то како комуникациона мрежа ван мреже треба да буде дизајниран од почетка. Мрежа која добро обрађује кратке текстуалне поруке може имати проблема када се дода видео уживо. Најефикаснији дизајн раздваја критично понашање саобраћаја уместо да претпоставља да се сви пакети могу третирати једнако.

Ван мреже не значи увек потпуно искључење

Комуникациона мрежа ван мреже може да ради без фиксне инфраструктуре док се још увек повезује са спољним системима када приступни пролаз постане доступан. У неким применама, локална мрежа остаје потпуно функционална сама и само повремено се повезује са сателитским, микроталасним или јавним приступом интернету. То значи да локални комуникациони слој треба да буде довољно јак да стоји независно.

Ова разлика је важна током планирања. Ако је локална архитектура слаба, цео систем постаје зависан од бацкхаул путање која можда не постоји увек. Добро изграђена комуникациона мрежа ван мреже третира спољну повезаност као опционо проширење, а не као услов за основни рад.

Локална инфраструктура замењује сталну инфраструктуру

Уместо да се ослања на торњеве, прекидаче и транспорт којим управља оператер, комуникациона мрежа ван мреже ствара сопствену привремену комуникациону структуру преко преносивих чворова, радија, антена и система за напајање. Ови елементи чине локализовани оквир који се може применити на удаљеним теренима, привременим локацијама, индустријским зонама или ванредним условима. Систем може бити привремен у инсталацији, али му је и даље потребан дисциплинован инжењеринг.

Зато је квалитет имплементације важан колико и избор хардвера. Лоше позиционирани чвор или слаб план напајања могу дестабилизовати целу комуникациону мрежу ван мреже чак и када су сами радио уређаји способни. У пракси, преносивост не смањује потребу за пројектовањем мреже.

 

Када је комуникациона мрежа ван мреже прави избор

Привремене операције и сценарији брзог постављања

Брзо успостављена комуникациона мрежа ван мреже је често потребна када је тимовима потребна комуникација пре него што се може инсталирати фиксна инфраструктура. Привремена командна места, мобилне јединице за реаговање и краткотрајне теренске операције имају користи од система који се могу брзо укључити и проширити у фазама. У овим ситуацијама, брзина подешавања је важна, али стабилност након постављања је још важнија.

Мрежа би стога требало да се лако формира, а да не постане крхка. Архитектура која се брзо примењује и која се урушава услед кретања или саобраћајног оптерећења је оперативно слаба. Снажан дизајн комуникационе мреже ван мреже балансира брзу активацију са трајним понашањем везе.

Удаљене области са мало или нимало приступа телекомуникацијама

Удаљеним долинама, граничним зонама, енергетским локацијама и изолованим радним подручјима често недостаје поуздана мобилна или жичана повезаност. На овим местима, комуникациона мрежа ван мреже постаје примарни транспортни слој за координацију, надзор и оперативне податке. Фокус дизајна се помера са погодности на континуитет.

Даљинско постављање такође подиже важност аутономије чвора. Дуге удаљености и отежан приступ чине поправку спором, тако да комуникациона мрежа ван мреже треба да се опорави од проблема са локалном везом уз минималну интервенцију. Тада разноликост рута и понашање самоизлечења постају веома релевантни.

Резервне комуникације током квара инфраструктуре

Када је јавна инфраструктура преоптерећена, оштећена или намерно искључена, комуникациона мрежа ван мреже може да сачува локалну комуникацију између тимова, возила, камера и терминала за податке. Сврха у таквим случајевима није луксузни пропусни опсег већ континуитет основних функција. То значи да опоравак руте и одређивање приоритета услуга постају вреднији од вршне пропусности.

Мрежа резервних копија не треба да се третира као накнадна мисао. Ако се активира само током квара, али никада није дизајниран за реалне саобраћајне услове, можда неће радити како се очекивало. Поуздана комуникациона мрежа ван мреже треба да се планира за стресне услове пре него што се ти услови појаве.

Основни градивни блокови ванмрежне комуникационе мреже

Бежични чворови и транспортне везе

У центру било које комуникационе мреже ван мреже су чворови који креирају бежични транспортни слој. Ови чворови могу бити фиксни за време трајања мисије или причвршћени за покретне платформе, а њихова способност одржавања рута директно утиче на континуитет услуге. Квалитет везе зависи од понашања фреквенције, положаја антене, снаге и изложености терена.

Чвор не треба посматрати као изоловани радио. У функционалној комуникационој мрежи ван мреже , сваки чвор је део веће топологије која дели одговорности за прослеђивање, преусмеравање и прилагођавање везе. Због тога је мрежна архитектура важнија од спецификације било које појединачне крајње тачке.

Крајњи уређаји за глас, видео и податке

Приступна страна комуникационе мреже ван мреже укључује ручне терминале, камере, лаптопове, командни софтвер, сензоре и опрему засновану на ИП-у. Ове крајње тачке уводе различита оптерећења саобраћаја и различиту осетљивост на губитак или кашњење пакета. Када видео уђе у мрежу, планирање капацитета постаје захтевније.

Мрежу би стога требало димензионирати према стварном понашању апликације, а не само према броју уређаја. Десет уређаја ниске брзине постављају веома различите захтеве на комуникациону мрежу ван мреже од два упорна видео извора. Добар дизајн почиње од услужних профила, а не од грубих претпоставки.

Енергетски системи и енергетска издржљивост

Ниједна комуникациона мрежа ван мреже не може остати оперативна без реалне стратегије напајања. Батерије, соларни комплети, снага возила и преносиви генератори су уобичајене опције, али свака од њих уводи ограничења у времену рада, тежини, интервалима пуњења и одржавању. Комуникациони дизајн мора да одговара енергетском моделу.

Планирање снаге такође обликује геометрију примене. Ако се висока релејна тачка не може поуздано напајати, она може постати најслабији елемент у комуникационој мрежи ван мреже без обзира на њену радио предност. Енергетску издржљивост треба третирати као мрежни параметар, а не само као проблем подршке.

 

Избор праве топологије за комуникациону мрежу ван мреже

Тачка-тачка најбоље функционише на уским фиксним путањама

Веза од тачке до тачке може добро да служи комуникационој мрежи ван мреже када две стабилне локације захтевају директну везу великог капацитета. Ово је ефикасно за фиксне релејне позиције или предвидљив бацкхаул између две познате локације. Структура је једноставна, али има ограничену флексибилност када су руте блокиране или се крајње тачке померају.

То ограничење постаје озбиљно у променљивим условима на терену. Ако једна директна путања не успије, веза може у потпуности престати осим ако друга путања већ не постоји. За ширу комуникациону мрежу ван мреже , тачка-тачка обично боље функционише као један грађевински блок него као цела архитектура.

Од тачке до више тачака одговара централизованој локалној покривености

Дизајн од тачке до више тачака може да подржи комуникациону мрежу ван мреже када постоји један јак централни чвор који опслужује неколико оближњих крајњих тачака. Овај модел ради у привременим камповима, компактним зонама догађаја или фиксним локалним периметрима где је кретање чворова ограничено. Ефикасан је, али има тенденцију да у великој мери зависи од здравља централног чвора.

Та зависност уводи структурну слабост. Ако чвориште постане опструирано, преоптерећено или без напајања, велики део комуникационе мреже ван мреже може одједном деградирати. У апликацијама где је континуитет критичан, зависност од чворишта треба пажљиво размотрити.

Мрежна топологија одговара кретању и прекиду руте

Мрежна комуникациона мрежа ван мреже је често најјача опција када се чворови померају, препреке се мењају, а директне путање се не могу увек одржавати. Више чворова може да преноси саобраћај, омогућавајући мрежи да се преусмери око сметњи, блокаде или губитка локалне опреме. Ово обезбеђује отпорнији комуникациони слој без потребе за сталним стубовима.

Мрежа такође побољшава флексибилност током постепеног постављања. Мала комуникациона мрежа ван мреже може почети са неколико чворова и проширити се према ван, уз очување континуитета услуге. Та прилагодљивост је један од главних разлога зашто се месх широко користи у теренским комуникацијама без инфраструктуре.

 

Како преносити глас, видео и податке на истој комуникационој мрежи ван мреже

Глас захтева мало кашњења и стабилност руте

У комуникационој мрежи ван мреже , гласовни саобраћај је обично најосетљивији на варијације кашњења и поремећаје пакета. Чак и када је употреба пропусног опсега скромна, нестабилне путање могу довести до прекида говора, кашњења или прекида сесије. То значи да је доследност руте често важнија за глас него пропусност наслова.

Мрежа дизајнирана само за пренос датотека може имати лош учинак када се дода комуникација у реалном времену. Гласовни захтеви би стога требало да обликују избор путање и третман саобраћаја унутар комуникационе мреже ван мреже . Стабилне перформансе ниске латенције често су први знак звучне мрежне архитектуре.

Видео захтева контролисано планирање пропусног опсега

Видео поставља највеће трајно оптерећење на многе ванмрежне комуникационе мреже . Неколико стримова високе резолуције може потрошити довољно капацитета да утиче на гласовне и командне податке ако је планирање саобраћаја слабо. Ово је посебно тачно у окружењима са више скокова, где сваки релеј може повећати оптерећење мреже.

Видео подршка не захтева неограничен пропусни опсег, али захтева дисциплину. Подешавања компресије, број стримова, брзина кадрова и дизајн руте утичу на то да ли комуникациона мрежа ван мреже остаје употребљива под континуираним видео транспортом. Непланирани видео је један од најбржих начина за преоптерећење теренске мреже.

Промет података треба да буде приоритет према функцији

Подаци у комуникационој мрежи ван мреже могу укључивати командне сигнале, извештаје о локацији, пренос датотека, телеметрију, ажурирања мапа и управљање уређајем. Све ове апликације немају исту хитност, чак и ако све користе ИП пакете. Робустан дизајн прави разлику између критичног контролног саобраћаја и мање временски осетљивог масовног саобраћаја.

Без одређивања приоритета, позадински трансфери могу ометати хитније услуге. Стабилна комуникациона мрежа ван мреже додељује комуникационе ресурсе према оперативној улози, а не само према обиму пакета. Ово ствара предвидљивије окружење када се мрежни услови заоштре.

 

Планирање напајања и имплементације за стабилност комуникационе мреже ван мреже

Стратегије за батерије, соларне и генераторе

Свака опција напајања утиче на то колико дуго комуникациона мрежа ван мреже може остати активна без интервенције. Батерије су тихе и једноставне, али ограничене временом рада, соларна енергија продужава издржљивост, али зависи од услова, а генератори обезбеђују дуго трајање по цену горива и логистике. Већина система на терену има користи од неке слојевите комбинације, а не само од једног извора.

Редундантност напајања треба да одговара критичности мреже. Ако централни релеј нема резервни енергетски пут, цела комуникациона мрежа ван мреже може наследити једну слабост коју је могуће избећи. Практична отпорност почиње са реалним претпоставкама о времену извршавања.

Постављање чворова и планирање надморске висине

Добро дизајнирана комуникациона мрежа ван мреже у великој мери зависи од тога где су постављени чворови. Надморска висина може побољшати покривеност и опције руте, али изложене позиције могу представљати изазове за напајање и одржавање. Нижи положај може заштитити хардвер док смањује перформансе везе.

Постављање чворова треба третирати као вежбу компромиса, а не као једноставно тражење максималне висине. Најбољи изгледи комуникационе мреже ван мреже обично балансирају линију видљивости, разноликост рута, приступ енергији и физичку сигурност. Добра геометрија често надмашује снагу преноса грубе силе.

Планирање мобилности и редунданције

Ако се чворови монтирају на возила или их носе тимови, комуникациону мрежу ван мреже треба изградити за промену руте, а не за фиксне претпоставке. Покрет мења оријентацију антене, сенчење терена и доступност путање, тако да понашање опоравка мреже постаје део основног дизајна. Само статичко планирање није довољно.

Вишак такође треба да буде намеран. Комуникациона мрежа ван мреже са једним критичним релејем и без алтернативне руте може добро функционисати у тестовима, али неће успети под померањем или опструкцијом. Редундантни путеви стварају практичну отпорност без потребе за сталном инфраструктуром.

Уобичајене грешке у дизајну у пројектима комуникационе мреже ван мреже

Потцењивање оптерећења видеа

Многе примене комуникационих мрежа ван мреже почињу са скромним очекивањима, а затим се проширују и укључују више камера или виши квалитет видеа. Ово често гура мрежу изван онога што је првобитно планирано, посебно на више-хоп везама. Проблеми са капацитетом се појављују постепено и онда се погрешно сматрају радио нестабилношћу.

Бољи приступ је рано дефинисање очекиваног понашања видеа. Једном када је профил саобраћаја познат, комуникациона мрежа ван мреже може бити прецизније димензионисана и заштићена од преоптерећења дизајном, а не ограничењем након постављања.

Третирање целог саобраћаја на исти начин

Модел равног саобраћаја је један од најчешћих узрока лоших перформанси комуникационе мреже ван мреже . Ако се глас, телеметрија, пренос датотека и видео такмиче без политике, мрежа постаје непредвидива под оптерећењем. Жалбе на перформансе се тада појављују насумично иако је основни узрок структурални.

Планирање са свешћу о услугама ствара стабилнији резултат. Зрела комуникациона мрежа ван мреже препознаје да немају сви пакети исту оперативну важност и да се њима не треба руковати као да имају.

Занемаривање терена и ограничења снаге

Чак и технички способна комуникациона мрежа ван мреже може да пропадне ако се терен и снага третирају као секундарни детаљи. Брда, зграде, лишће и рефлектирајуће површине утичу на то како се руте понашају, док лоше планирање батерије може довести чворове ван мреже у најгорем тренутку. Ово су реалности примене, а не мања прилагођавања.

Поузданост на терену долази од рада унутар физичких ограничења уместо претпоставке да ће их радио уређаји аутоматски превазићи. Најјачи дизајн комуникационих мрежа ван мреже су обично они који поштују географију и енергетска ограничења од самог почетка.

 

Закључак

Изградња комуникационе мреже ван мреже за глас, видео и податке захтева више од преносивих радија и привремених веза. Најјачи резултати долазе од усклађивања топологије, понашања у саобраћају, постављања чворова и издржљивости како би мрежа могла да остане функционална чак и када се руте мењају, инфраструктура одсутна или се услови погоршавају. У многим теренским применама, мрежна архитектура нуди најизбалансиранији пут до отпорности јер подржава самоформирајућу покривеност, проширење са више скокова и континуитет изван једне фиксне везе. За организације које упоређују практичне приступе са комуникационом мрежом ван мреже , Схензхен Синосун Тецхнологи Цо., Лтд. је једна референтна тачка коју вреди размотрити приликом процене комуникација заснованих на мрежи за окружења без инфраструктуре.

 

ФАК

Шта је комуникациона мрежа ван мреже?

Комуникациона мрежа ван мреже је локални или дистрибуирани комуникациони систем који функционише без ослањања на фиксну телекомуникациону инфраструктуру као што су ћелијски торњеви, оптичке линије или трајна комутаторска постројења. Може се изградити са преносивим бежичним чворовима, антенама, системима напајања и повезаним крајњим тачкама. Циљ је одржавање комуникације у удаљеним, привременим или поремећеним окружењима.

Може ли комуникациона мрежа ван мреже истовремено подржавати глас, видео и податке?

Да, комуникациона мрежа ван мреже може да подржи све три, али сваки тип саобраћаја има различите техничке захтеве. Гласу је потребно ниско кашњење, видео запису је потребан одрживији пропусни опсег, а подаци могу захтевати давање приоритета на основу функције. Мрежа мора бити пројектована имајући на уму ове разлике.

Да ли је мрежа боља од тачке до тачке за комуникациону мрежу ван мреже?

Мрежна комуникациона мрежа ван мреже је често боља када су услови примене динамични, када се очекује кретање чворова или је редундантност руте важна. Тачка-тачка добро функционише за фиксне директне везе, али има мању флексибилност ако једна путања не успе. Мрежа је обично прилагодљивија у теренским условима без инфраструктуре.