АВТОВЫБОР МАРШРУТА ПРИ ПОТЕРЕ СВЯЗИ МЕЖДУ МИКРОСОТАМИ

С декабря 2008 года началось серийное производство беспроводной системы сигнализации и оповещения СТРЕЛЕЦ®, приемно-контрольные устройства которой могут автоматически менять маршрут следования информации. В новой версии системы радиорасширители (РРОП) используют технологию динамической маршрутизации передачи информации, которая позволяет системе сохранять работоспособность даже в случае выхода из строя части узлов и линий связи.



Постановка задачи

Чем отличаются системы со статической маршрутизацией от систем с динамической? Чем определяется живучесть систем? Почему охранно-пожарная сигнализация (ОПС) обязана сохранять работоспособность даже в нештатной ситуации?
Рассмотрим актуальность вопроса живучести на примере работы системы пожарной сигнализации и оповещения.
Её первоочередная задача – вовремя обнаружить возгорание и обеспечить максимально быструю и безопасную эвакуацию людей из здания.
Эвакуация проходит тем сложнее, чем больше объект, и может продолжаться десятки минут и даже часы (например, из дома престарелых), в течение которых ситуация постоянно меняется. Следовательно, необходимо управлять (именно управлять!) эвакуацией даже во время развития пожара, когда проводные каналы связи уже перегорели, а часть оборудования вышла из строя. Каким образом можно обеспечить работоспособность системы в таких экстремальных условиях?
Ответ – использовать динамическую маршрутизацию, или автовыбор маршрута передачи информации между узлами системы. Только так возможно обеспечить принципиально новый уровень живучести систем пожарной и охранной сигнализации при чрезвычайных ситуациях.

Что такое динамическая маршрутизация?

Рассмотрим опыт телекоммуникационных сетей: их принципиальное качество – «многосвязанность», другими словами сигнал из точки «А» в точку «В» может прийти больше чем по одному пути следования. Для этого применяются специальные устройства – маршрутизаторы – со встроенной системой автовыбора пути. Именно они позволяют сетям выполнять свои функции даже при выходе из строя узлов и каналов связи. В результате появляется достаточное количество резервных обходных путей передачи информации, следовательно, значительно повышается живучесть самих сетей (рис. 1).
В системах охранной и пожарной сигнализации, как в проводном, так и в беспроводном вариантах, эта проблема до сих пор не решалась. Для проводных систем ОПС это относительно дорогое удовольствие, и дальше устройств отключения короткозамкнутых участков или использования кольцевых линий дело не пошло. В беспроводных системах таких задач вообще не ставилось в виду того, что в своем подавляющем большинстве это были небольшие «любительские» системы.
Однако, с появлением на рынке профессиональных беспроводных систем, а к таковым относится, в первую очередь,система СТРЕЛЕЦ®, появилась возможность реализовать принципы динамической маршрутизации передачи сигналов и команд от одного узла (в терминологии системы – радиорасширителя РРОП) другому. Следовательно, даже при потере связи между некоторыми радиорасширителями, СТРЕЛЕЦ® выживет, используя резервные каналы передачи информации.
Например, на рисунке 1 представлен алгоритм отработки ситуации при потере связи между радиорасширителями в коттеджном поселке, оборудованном радиосистемой охранно-пожарной сигнализации СТРЕЛЕЦ®. Радиорасширитель-координатор сети РРОП-КР №0 расположен на посту охраны, он получает информацию о состоянии всех устройств радиосистемы. РРОП №2, помимо того, что контролирует свои дочерние устройства, ещё и ретранслирует сигналы от РРОП №5.
Предположим, что произошла потеря связи между РРОП №5 и РРОП№2, соответственно сигналы от РРОП №5 должны пойти другим маршрутом. В данном случае РРОП №5 может передавать сигналы через ближайшие к нему РРОП №4, РРОП №3,№6,№1. Оценив длину пути, качество связи и трафик доставки сигналов через РРОП №3 как минимальные, РРОП №5 может принять решение транслировать свои сигналы через этот радиорасширитель. Таким образом, самый дальний радиорасширитель №5 осуществит автоматический выбор маршрута доставки сигналов на пост охраны, и связь будет восстановлена.

производство беспроводной системы сигнализации и оповещения СТРЕЛЕЦ

 

Новые сетевые устройства: радиорасширители-маршрутизаторы (РР-М)

В новом СТРЕЛЬЦЕ® присутствует иерархия только двух уровней - на первом расположен Координатор (КР), на втором – подчиненные радиорасширители (РРОП). Столь знакомое «троичное дерево» (расширитель – три «дочки», расширитель – три «дочки» и т.д.) уходит в прошлое. Теперь нет жестких, заранее запрограммированных связей между радиорасширителями. Все стало проще: есть Координатор и радиорасширители, которые просто принадлежат этой системе. А связь между ними, «кто и с кем работает», определяется ситуацией на объекте.
Также в составе СТРЕЛЬЦА® помимо «обычных» РРОПов появились радиорасширители, выполняющие ТОЛЬКО функции маршрутизаторов и не занимающие адресного пространства системы, то есть у них нет своих дочерних извещателей, исполнительных устройств и т.п. Таких радиорасширителей-маршрутизаторов (РР-М) в системе может быть 16. В их задачи входит только организация ретрансляции сигналов с поиском оптимальных маршрутов (рис. 4). Применение таких маршрутизаторов позволяет увеличивать дальность действия радиосистемы без напрасных потерь 32 адресов за счет использования каждого полноценного РРОПа.

производство беспроводной системы сигнализации и оповещения СТРЕЛЕЦ

Таким образом, в системе может функционировать 32 узла (16 обычных РРОПов + 16 маршрутизаторов), и каждый из них может выполнять задачи по динамической маршрутизации передаваемых сигналов.
В итоге, при запуске радиосистемы достаточно дать команду, и все радиорасширители выберут для себя основные маршруты. В случае необходимости усиления в структуру СТРЕЛЬЦА® могут быть введены дополнительные радиорасширители-маршрутизаторы.


Подведем итоги:

Внедрение динамической маршрутизации в профессиональную беспроводную систему сигнализации и оповещения СТРЕЛЕЦ® дает ей целый ряд уникальных и неоспоримых преимуществ.

Повышение живучести – при наличии резервных путей передачи сигналов обеспечивается гарантированная доставка извещений вне зависимости от состояния (выхода из строя) тех или иных промежуточных узлов и условий распространения радиосигнала (потери связи).

Автоматическая адаптация к изменениям условий эксплуатации – в случае изменения условий прохождения радиосигнала или состава радиосистемы, СТРЕЛЕЦ® автоматически перестраивается в наиболее благоприятную топологическую структуру. Таким образом, появление на объекте новых охраняемых помещений, стен или перегородок не потребует проведения заново пуско-наладочных работ, связанных с перепрограммированием структуры системы.

Увеличение эффективной информационной ёмкости радиосистемы – благодаря появлению радиорасширителей, работающих только в режиме маршрутизации, повышается эффективность использования адресного пространства радиосистемы. Отпадает необходимость подключения радиорасширителей без своих дочерних устройств только для организации ретрансляции сигналов от одного к другому.

Удобство проектирования и проведения пуско-наладочных работ – пользователю необходимо соблюсти минимум правил при проектировании системы на объекте – достаточно присвоить условные номера радиорасширителям и установить их на объекте. В каком порядке и как будут организованы связи между ними – решит сама радиосистема, а также покажет наиболее слабые по уровню сигнала места. При необходимости можно просто добавить промежуточные или дополнительные радиорасширители-маршрутизаторы, не меняя других параметров системы.