МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕСПРОВОДНОЙ MESH-СЕТЬ НА ОСНОВЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ZigBee
Аннотация
В настоящее время наиболее распространенной технологией беспроводного доступа,
которая повсеместно применяется для передачи большого количества трафика различного
вида, является стандарт беспроводных локальных сетей IEEE 802.11. Одним из самых пер-
спективных направлений развития технологии стали MESH-сети. MESH-сети предоставля-
ют наиболее интересные решения, интегрирующие различные технологии беспроводного
доступа. Возможность организации с помощью MESH-топологии локальных (LAN) и город-
ских (MAN) сетей, легко интегрируемых в глобальные сети (WAN), является положительным
фактором для применения на судне. В морской практике все чаще используют системы, ос-
нованные на оцифровке и автоматизации, объединенные в сети. В данной статье рассмат-
ривается моделирование взаимодействия устройств в MESH-сети на основе спецификации
ZigBee, принцип работы канального уровня, который используется в этой сети, а также
вариант метода предотвращения повышенного потребления энергии, используемой сети.
Одним из преимуществ сети ZigBee является способность отслеживания участников сети и
самой топологии в режиме их частых подключений, отключений и переподключений. В этом
случае необходимо произвести анализ скорости сети, надежности, пропускной способности.
Для данной цели проведены оценка среднего времени ожидания на подключение узла, вероят-
ность успешного подключения узла к сети, вероятность нахождения канала занятым при
первом и втором зондировании несущей и тест пропускной способности рассматриваемой
сети. Полученные результаты анализа свидетельствуют о работоспособности сети в раз-
личных ситуациях: как при обычных условиях, так и в сложной помеховой обстановке.
Литература
set' ispol'zovaniem Mesh–seti na sudne [Dynamic decentralized non-volatile wireless network
using Mesh on the ship], Vestnik magistratury [Bulletin of the graduate], ed. by E.A. Murzina,
2019, No. 4-1 (91), pp. 26-27.
2. Lisnichuk A.A. Protsedura mnogokriterial'nogo sinteza signalov s pryamym rasshireniem spektra
dlya adaptatsii kognitivnykh radiosistem peredachi informatsii k slozhnoy pomekhovoy obstanovke
[The procedure of multicriteria synthesis of signals with direct spectrum expansion for the adaptation
of cognitive radio systems of information transmission to a complex interference environment],
Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo radiotekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Ryazan
State Radio Engineering University], 2018, No. 4, Issue 66, Part 1, pp. 9-15.
3. IEEE Std 802.15.4-2996, September, Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and
Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks
(WPANs), IEEE, 2007.
4. Il'inykha N., Borisov A.P. Yacheistaya topologiya seti Zigbee [Zigbee Mesh Network Topology],
Sovremennye tekhnologii v mirovom nauchnom prostranstve: Sb. statey [Modern technologies
in the world scientific space: Collection of articles]. Ufa, 2017, pp. 78-80.
5. Park P., Di Marco P., Soldati P., Fischione C., Johansson K.H. A Generalized Markov Chain
Model for Effective Analysis of Slotted IEEE 802.15.4, Mobile Adhoc and Sensor Systems,
IEEE 6th International Conference, Macau, 2013, pp. 130-139.
6. Popkov G.V. Mesh–seti: perspektivy razvitiya, vozmozhnye primeneniya [Mesh networks:
development prospects, possible applications], Vychislitel'nye i setevye resursy [Computing
and network resources]. Novosibirsk, 2012, pp. 74-79.
7. Vishnevskiy V.V., Portnoy S.L., Shakhnovich I.V. Entsiklopediya Wi-Max. Put' k 4G [Wi-Max
Encyclopedia. The path to 4G]. Tekhnosfera, 2010.
8. Olifer V.G., Olifer N.A. Komp'yuternye seti. Printsipy, tekhnologii, protokoly [Computer networks.
Principles, technologies, protocols]. Sankt-Peterburg, 2016, 992 p.
9. Pluzhnikov A.A. Marshrutizatsiya v besprovodnykh Ad-hoc setyakh, osnovannaya na
topologicheskikh svoystvakh seti [Routing in wireless Ad-hoc networks based on network
topological properties], Metody i ustroystva peredachi i obrabotki informatsii [Methods and
devices for transmitting and processing information], 2015, pp. 164-169.
10. Hongwei Li, Zhongning Jia; Xiaofeng Xue. Application and Analysis of ZigBee Security Services
Specification, Second International Conference on Networks Security, Wireless Communications
and Trusted Computing, China, 2010.
11. Muthu Ramya C., Shanmugaraj M., Prabakaran R. Study on ZigBee technology, 3rd International
Conference on Electronics Computer Technology, India, 2011.
12. Shabliy G.F., Anipko O.B. Obespechenie ekologicheskoy bezopasnosti ot potentsial'no opasnykh
sudov s ispol'zovaniem sistemy monitoringa sudokhodstva [Ensuring environmental safety from potentially
dangerous vessels using the navigation monitoring system], Sistemy upravleniya i
obrabotki informatsi [Information management and processing systems], 2015, pp. 92-94.
13. Mudrov A.A., Kemaykin V.K. Metodika obrabotki otrazhennogo radiolokatsionnogo signala v
interesakh raspoznavaniya tseli tipa kvadrokopter [The technique of processing the reflected
radar signal in the interests of recognizing a quadrocopter-type target], Vserossiyskaya
nauchno-prakticheskaya konferentsiya TvGTU [All-Russian Scientific and Practical Conference
of TvSTU, 2019], pp. 78-80.
14. Bezopasnost' setey 802.11 – osnovnye ugrozy. Khabr. 2012 [The security of 802.11 networks
are the main threats. Habr. 2012]. Available at: https://habr.com/ru/post/151126/ (accessed
05 March 2021).
15. Standart IEEE 802.15.4z. Khabr. 2019 [IEEE 802.15.4z standard. Habr. 2019]. Available at:
https://habr.com/ru/post/457876/ (accessed 06 March 2021).
16. Yakhiev I.D. Klient-servernaya sistema na osnove besprovodnoy seti standarta IEEE 802.15.4
[Client-server system based on IEEE 802.15.4 wireless network], Natsional'nyy
issledovatel'skiy universitet «Vysshaya shkola ekonomiki» [National Research University
Higher School of Economics], 2014, pp. 1-21.
17. Protokoly byvayut raznye... BACnet. 2017 [Protocols are different... BACnet. 2017]. Available
at: http://www.bacnet.ru/knowledge-base/articles/index.php?ELEMENT_ID=746 (accessed
19 February 2021).
18. Zhukov M.O., Ivanov A.E., Merkulov I.V., Narymskiy B.V. Ispol'zovanie setey standarta IEEE
802.15.4/ZigBee v sistemakh shakhtnoy avtomatizatsii [The use of IEEE 802.15.4/ZigBee
standard networks in mine automation systems], Informatsionnye tekhnologii v upravlenii
tekhnicheskimi sistemami i tekhnologicheskimi protsessami [Information technologies in the
management of technical systems and technological processes], 2012, pp. 42-46.
19. Zatsepin E.S. Kharakteristiki protokolov v mesh-setyakh [Characteristics of protocols in mesh
networks], Modelirovanie, optimizatsiya i informatsionnye tekhnologii [Modeling, optimization
and information technology], 2015, No. 1, pp. 11-11.
20. Pysarenko V., Gulchak O., Pisarenko J. Technology for Improve the Safety of Ships from
Methane Emissions Using UAVs ,International Conference on Methods and Systems of Navigation
and Motion Control (MSNMC). 2020.
