Использование mesh-топологии при организации обмена в гетерогенных сетях
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2021-3-61-67Ключевые слова:
гетерогенная сеть, mesh-сеть, эффективность, маршрут, организация обмена, соединение «точка - точка»Аннотация
Описывается общая схема организации mesh-сети, ее разновидности (реактивная, проактивная и гибридная) и их особенности: наличие запроса-ответа или специальных служебных сообщений. Приведены достоинства подобных сетей, а именно: использование для передачи данных одновременно нескольких параллельных маршрутов, снижение вероятности отказа и повышение пропускной способности канала, масштабируемость сети (возможность добавления новых узлов, увеличение зоны покрытия). К недостаткам таких сетей можно отнести возникновение трудностей при устранении конфликтов различных форматов данных в каналах передачи, а также накапливание временной задержки в реальном времени при прохождении информационного сигнала через ретрансляционные точки. Представлена математическая модель и организация обмена информации по маршруту (ориентированный граф), определено понятие эффективности маршрута передачи информации как сумма веса дуг пути графа. Показана роль mesh-сети в гетерогенных конструкциях - смягчение вертикального хэндовера и снижение возникающих коллизий доступа разных типов данных. В конце статьи приведены сводные результаты сравнения моделирования mesh-сети с традиционным типом соединения «точка - точка». Перераспределение трафика между узлами mesh-технологии при пиковой нагрузке (от 30 до 100 Мбит/с) позволяет доставлять пакеты с данными с малой вероятностью отказов за счет снижения числа коллизий в узлах, однако задействуется много внутренних потребляемых ресурсов сети. Таким образом, mesh-организацию можно использовать как вспомогательный режим маршрутизации пакетов гетерогенной системы в случае, если основной режим работы не удовлетворяет выдвигаемых требований по качеству связи.Библиографические ссылки
Архитектура построения гетерогенных сетей радиосвязи / В. А. Григорьев, Ю. А. Распаев, В. О. Аксенов [и др.] // Электросвязь. 2017. № 12. С. 14-21.
Кучерявый Е. А., Самуйлов К. Е. Методология распределения ресурсов в гетерогенных сетях // Электросвязь. 2018. № 4. С. 34-40.
Аксенов А. Н., Кайнов П. И., Мальков Г. В. Сравнительный анализ Mesh-сетей: Bluetooth LE, Wi-Fi, Zigbee // Территория инноваций. 2018. № 4 (20). С. 4-10.
Antonova V. The Study of Wireless Network Resources while Transmitting Heterogeneous Traffic. Conference of Open Innovations Association, FRUCT, 2019, no. 24, pp. 565-570.
Кучерявый А. Е., Прокопьев А. В., Кучерявый Е. А. Самоорганизующиеся сети. Санкт-Петербург : Любавич, 2011. 312 с.
Стяжкин А. А. Алгоритм маршрутизации беспроводной сенсорной сети для увеличения времени автономной работы сети // Интеграция наук. 2017. № 6 (10). С. 144-147.
Вихляева В. В. Динамическая децентрализованная энергонезависимая беспроводная сеть использованием MESH-сети на судне // Вестник магистратуры. 2019. № 4-1 (91). С. 26-27.
Власов А. И., Юлдашев М. Н. Анализ методов и средств обработки информации сенсорного кластера // Датчики и системы. 2018. № 1 (221). С. 24-30.
Лихтциндер Б. Я., Бакай Ю. О. Технологии передачи данных в беспроводных информационно-измерительных сетях // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2021. Т. 29, № 1 (69). С. 92-103. DOI: 10.14498/tech.2021.1.7.
Харари Ф. Теория графов / пер. с англ. и предисл. В. П. Козырева ; под ред. Г. П. Гаврилова. Изд. 2-е. М. : Едиториал УРСС, 2003. 296 с.
Аллилуева Н. В., Руденко Э. М. Математический метод расчета целевой функции на графах и решение задач маршрутизации // Труды МАИ. 2017. № 96. С. 9.
Солдатенко А. А. Приближенный алгоритм поиска оптимального маршрута в сети с ограничением // Прикладная дискретная математика. Приложение. 2019. № 12. С. 186-191. DOI: 10.17223/2226308X/ 12/52.
Демичев М. С., Гаипов К. Э. Алгоритм поиска беспетельных маршрутов // Программные системы и вычислительные методы. 2020. № 4. С. 10-25. DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.33605.
Попова А. С., Рязанцев Д. А. Теория графов в анализе работы радиоэлектронных систем связи // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2019. Т. 7, № 1 (44). С. 309-312.
Гребешков А. Ю., Зарипова Э. Р., Зуев А. В. Исследование времени переключения абонентского устройства между сетью LTE и когнитивной радиосетью // Инфокоммуникационные технологии. 2018. Т. 16, № 1. С. 108-116. DOI: 10.18469/ikt.2018.16.1.12.
Степанова И. В. Вопросы построения и проектирования систем беспроводного широкополосного доступа технологий WiFi и Mesh // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2016. Т. 10, № 2. С. 25-33.
Ключников В. О. Выбор оптимального протокола маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях передачи данных // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2020. Т. 8, № 2 (29). С. 11-12. DOI: 10.26102/2310-6018/2020.29.2.038.
Метод передачи изображений в энергоэффективной сети Дальнего радиуса действия с ячеистой топологией / В. Д. Фам, В. С. Кисель, Р. В. Киричек [и др.] // Труды Научно-исследовательского института радио. 2021. № 1. С. 2-15. DOI: 10.34832/ NIIR.2021.4.1.001.
Татарникова Т. М. Аналитико-статистическая модель оценки живучести сетей с топологией mesh // Информационно-управляющие системы. 2017. № 1 (86). С. 17-22. DOI: 10.15217/issnl684-8853.2017.1.17.
Батенков К. А. Числовые характеристики структур сетей связи // Труды СПИИРАН. 2017. № 4 (53). С. 5-28. DOI: 10.15622/sp.53.1.
Кострова В. Н., Цепковская Т. А. Проблемы моделирования беспроводных сетей // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2019. № 1 (28). С. 61-63.
Liu Z., Zou Z. Analysis of network topology and deployment mode of 5G wireless access network. Computer Communications, 2020, vol. 160, pp. 34-42. DOI: 10.1016/j.comcom.2020.05.045.
Gao Y., Ao H., Zhou Q. Cooperative downlink resource allocation in 5G wireless backhaul network. Lecture Notes in Computer Science, 2017, vol. 10251 LNCS, pp. 151-160. DOI: 10.1007/978-3-319-60033-8_14.
Белобров А. С., Синельщиков А. В. Пути повышения эффективности функционирования mesh-сетей // Проблемы науки. 2020. № 7 (55). С. 22-28.
Каретников В. В., Будко Н. П., Аллакин В. В. Синтез подсистемы интеллектуального мониторинга информационно-телекоммуникационной сети ведомственного ситуационного центра // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2021. № 3. С. 64-81. DOI: 10.24143/2072-9502-2021-3-64-81.