Определение и обоснование структуры информационной подсистемы сети. Выявление важнейших регистров подсистемы, пояснение необходимых информационных связей.

Информационная подсистема является неотъемлемой частью любой сети. В ней содержится вся информация об абонентах, используемых ими устройствах, а также доступных услугах. Эта информация хранится в соответствующих регистрах в виде баз данных.

В нашем случае можно выделить следующие компоненты информационной подсистемы:

· абонентский регистр (AR);

· регистр идентификации оборудования (EIR);

· центр аутентификации (AUC);

Абонентский регистр содержит информацию о регистрационных данных абонентов, их статусе, данные о местоположении и доступных услугах. Также здесь находится информация как о внутрисетевых адресах абонентов, так и адреса назначающиеся терминалам при выходе во внешнюю сеть.

Регистр идентификации оборудования хранит данные о характеристиках терминалов (о поддерживаемых профилях), а также их статусе.

Центр аутентификации предназначен для хранения идентификаторов оборудования, ключей шифрования и другой информации, необходимой для доступа абонента к ресурсам сети, а также недопущения подключения терминалов других сетей.

Обозначим основные информационные связи сети на рисунке:

Рисунок 4. Информационные связи сети.

 

1.4. Построение иерархической модели разрабатываемой системы в соответствии с рекомендациями OSI. Краткий анализ необходимых уровней и подуровней модели с обоснованием основных выполняемых задач.

Физический уровень

Очевидно, что ни одна система связи не может обойтись без физического уровня. На данном уровне определяются параметры электрического и конструктивного соединения 2-х устройств. Физический уровень отвечает за установление, разъединение и поддержание физического соединения. Основная задача PHY – это надежная передача символов/битов по каналу связи. Отсюда вытекают следующие подзадачи, которые он решает.

· реализация метода передачи данных.

· символьная/битовая синхронизация

· восстановление параметров радиосигнала (устранение интерференции)

· модуляция/демодуляция

· перемежение/деперемежение

· помехоустойчивое кодирование/декодирование

Таким образом, можно предположить, что структурная схема передатчика на физическом уровне будет выглядеть как:

Рисунок 5. Структурная схема передатчика на физическом уровне.

Соответственно для приемника:

Рисунок 6. Структурная схема приемника на физическом уровне.

Канальный уровень

Канальный уровень определяет функции, отвечающие за организацию каналов передачи данных. На данном этапе решаются следующие задачи:

· надежная доставка пакета между двумя любыми узлами сети

· проверка доступности физического канала

· реализация алгоритмов множественного доступа

· обнаружение и исправление ошибок в пакете

· пакетная синхронизация

Итак, главная задача канального уровня в данной системе – передача пакета. Очевидно, что в системе будут присутствовать различные типы пакетов (пакеты каналов управления, пакеты с данными, пакеты речи или видео). Для передачи этих пакетов физический уровень должен быть особым образом сконфигурирован. Например, для передачи пакетов с данными необходимо предусмотреть возможность повторной передачи, в свою очередь для других пакетов это будет неуместно и поэтому необходимо применение более мощных схем канального кодирования.

Помимо сказанного выше на КУ возлагается задача управления доступом к среде, которую можно выделить в отдельный подуровень (уровень MAC). MAC уровню предстоит решать специфичные для FHSS систем вопросы (выделение временных слотов в зависимости от типа трафика, определение последовательностей смены частот, а также их количество для каждого абонента).

Сетевой уровень

Ранее было сказано, что некоторые абоненты разрабатываемой сети должны иметь доступ к internet, т.е. взаимодействовать с другой сетью. В связи с этим необходимо упомянуть и сетевой уровень модели OSI.

Основная задача, возлагаемая на СУ, заключается в обеспечении возможности взаимодействия с протоколом IP, использующимся в интернет. Решать эту задачу предстоит центру коммутации, который терминалам внутри сети должен сопоставить IP адреса для идентификации в рамках глобальной паутины (рис 5). Таким образом, на СУ данные поступившие с канального уровня оформляются в виде IP пакетов и отправляются во внешнюю сеть.

Рисунок 7. Иллюстрация работы сети на сетевом уровне модели OSI.

 

Описывать верхние уровни модели OSI, пожалуй, нет необходимости, так как они непосредственно не связаны с проектируемой сетью и в большей степени относятся к приложениям, которые используют нижние уровни в качестве транспорта.

 

1.5. Проработка сценариев взаимодействия абонентских терминалов с базовой станцией (точкой доступа) или другими терминалами сети – в зависимости от выбранной в пп.1.1, 1.2 концепции построения сети. Определение необходимых для взаимодействия идентификаторов и широковещательных параметров сети. Анализ способов обеспечения энергосбережения.

 

Поскольку в системе несколько видов терминалов, которые генерируют трафик разного типа и работают в разных режимах, следовательно, для каждого вида терминала сценарии взаимодействия с БС будут отличаться.

Т.к. видеокамеры являются стационарными и ведут передачу постоянно, то очевидно для них сценарий взаимодействия с сетью будет самым простым. После монтажа происходит включение питания, радиомодуль обнаруживает сеть, посылает запрос на регистрацию, в ответ сеть выделяет несколько слотов в кадре и комбинаций по смене частот (рис 6).

Рисунок 8. Сценарий взаимодействия радиомодуля камеры видеонаблюдения с сетью.

Сценарий взаимодействия мобильных терминалов и сети представлен на рис. 7.

Рисунок 9. Сценарий взаимодействия мобильных терминалов и сети.

Зарегистрировавшись в сети, терминалы находятся в режиме пониженного энергопотребления, в котором происходит лишь синхронизация с сетью. Затем если необходимо передать данные терминал отправляет запрос на выделение канального ресурса. Тут следует пояснить, что для радиомодемов и телефонов выделение каналов будет происходить по-разному. Голосовой трафик более чувствителен к задержкам, поэтому для него должны выделяться синхронные каналы, т. е. к уже занятым под видео слотам добавляются слоты с речью, причем в рамках одного слота речь могут передавать несколько терминалов, разделенных различными кодами частотных скачков. Остальные слоты в кадре и коды скачков предоставляются для передачи данных мобильными модемами. После завершения сеанса связи (передачи блока данных или при окончании разговора) терминалы вновь переходят в режим энергосбережения.

На данном этапе можно говорить о том, что в системе будут присутствовать следующие идентификаторы:

· ID терминала, представляющий конкретного абонента сети;

· ID оборудования, по которому сеть определяет возможности терминала;

· SSID - идентификатор сети, передаваемый по широковещательному каналу, необходим для разделения двух сетей (если рядом есть сеть подобного типа);

· ID базовой станции необходим для различения БС (например при передачи обслуживания);