Томенко В.И.

Черкасский государственный технологический университет

ПРОБЛЕМЫ ВЫБОРА ТОПОЛОГИИ сети И ТИПА ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Одним из быстрорастущих сегментов рынка коммуникаций являются беспроводные технологии передачи данных. Они находят свое применение для решения задач мониторинга, автоматизации и диспетчеризации коммунальной энергетики, логистики, охранных систем и т.д.

Беспроводные технологии позволяют с высокой степенью надежности и достоверности передавать данные от объектов контроля к информационно-диспетчерским системам и назад к элементам управления.

Среди важных проблем являются проблемы выбора типа безпроводной технологии и топологи сети. Основными критериями выбора типа связи являются дальность действия; количество абонентов, которые могут находиться в сети; скорость и объем передаваемой информации и др.

На сегодняшний день на рынке беспроводных технологий предложено множество решений: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Wi-Max, Wi-pro, Mi-Wi и многие другие [1]. Сравнение технологий показывает, что наименьшим энергопотреблением обладает стандарт Zig-Вее. Кроме того, он позволяет создавать сети размером до 65536 узлов, которые могут быть сопряжены как с датчиками, так и с управляющими устройствами и исполнительными механизмами, при этом стандарт предоставляет возможность создания сети сотовой архитектуры, что позволит с легкостью покрыть всю территорию объекта. Wi-Fi имеет слишком высокое энергопотребление, но может передавать наибольшие объемы информации. И так далее.

Другой нелицензируемый диапазон, который является сущетвенной альтернативой технологиям диапазона 2,4 ГГц, является диапазон до 1ГГЦ: наиболее часто испорльзуемые частоты 433 и 868 МГц. При потере скорости в передаче данных (что порой не является существенным требованием) эти технологии позволяют увеличить дальность действия до нескольких километров, сигналы этих диапазонов меньше поглощаются средой, чем сигналы с меньшей длиной волны. Все это создает благоприятные предпосылки разработки и использования беспроводных систем коммуникации на базе устройств, работающих в диапазонах 433 и 868 МГц [2].

Одним из важнейших вопросов является выбор вида сети связи нескольких приемо-передающих узлов между собой и с информационным центром. Наибольшее распространение получили сети типа «цепь», «звезда» (рис.1,а) , «сота» (рис.1,б), «дерево», (рис.1,в).

В сети типа «звезда» набор датчиков (D) передает сообщения в центральный приемник (S). Такие схемы используются для реализации централизованных систем сбора данных на единый диспетчерский пункт. Часто такие системы не имеют обратной связи (поскольку ради их удешевления датчики оснащаются не трансиверами, а передатчиками) [1].

	а) б) в)

Рис. 1 – Вид топологии сети:

а – «звезда», б – «сота»; в – «дерево» (смешанная); S – пункты сбора данных, R – маршрутизаторы или ретрансляторы, D – датчики (приемники).

Преимуществом сотовой архитектуры (рис.1,б) является то, что приемник в каком-либо узле может обходить центральную станцию и передавать данные только в те узлы, которым эти данные нужны. Таким образом, за счет снижения передачи ненужной информации уменьшается трафик. Кроме того, такая сеть имеет возможность расширения и способность к самостоятельному определению и устранению неполадок, автоматическую перестройку маршрута прохождения трафика (при наличии программной поддержки этой опции в протокольной части используемого стандарта) [2].

В сети, показанной на рис.1,в предусматривается наличие трех типов узлов. Узлы-приемники передают информацию на пункт сбора данных – либо непосредственно, либо через цепочку узлов-ретрансляторов, в зависимости от удаления от пункта сбора и условий прохождения сигнала. Возможны смешанные типы узлов, например, узел-приемник может исполнять и функцию ретранслятора [3].

Существуют и другие, неполучившие широкое распространение, но тем не менее удобные для применения в ряде случаев, сети. К примеру, при использовании сети для обмена данными между объектами, вытянутыми вдоль одной линии, удобно применять топологию «BackBone». В данном случае появляется возможность сообщений между устройств на расстояния до 4 километров [2].

Таким образом, однозначно отдать предпочтение той или иной технологии беспроводной связи, а также типу используемой топологии сети невозможно. Выбор должен основываться на комплексном анализе нескольких параметров и учитывать объем, скорость, стоимость и надежность передачи информационных данных.

Литература:

1. Байчаров С. Выбор технологии беспроводного обмена данными // Беспроводные технологии. 2007. – №2. – С. 59-61.

2. Кривченко Т. Радиомодули и радиомодемы компании OneRF // Беспроводные технологии. 2007. – №2. – С. 38-40.

3. Жиганов Е, Краснов С.,  Мощевикин А. Исследование условий применимости приемопередатчиков // Беспроводные технологии. 2007. – №1. – С. 65-68