Zadania protokołów routingu
Podczas projektowania protokołów routingu dla sieci sensorowych pod uwagę musi zostać wzięte wiele czynników, aby została zapewniona efektywna komunikacja w sieci gwarantująca jak najdłuższy czas jej życia .
Główne czynniki, które muszą być rozważone dla protokołów routingu zostały wymienione poniżej [5]:
Rozmieszczenie węzłów – węzły sensorowe są rozmieszczane w sposób zupełnie przypadkowy i protokół rutingu musi radzić sobie z taką dystrybucją węzłów zapewniając komunikacje między nimi. System ponadto musi przystosowywać się do częstych zmian w sieci powodowanych np. uszkodzeniem węzła bądź wyczerpaniem się zasobów energetycznych.
Konsumpcja energii – węzeł sieci sensorowej jest uzależniony od zasobów energetycznych, które posiada podczas komunikacji czy obróbki danych. Odpowiednie wykorzystanie energii jest niezmiernie ważne i ma zasadniczy wpływ na czas życia węzła. W sieci sensorowej pojedynczy węzeł odgrywa role zarówno nadawcy jak i rutera danych. Dlatego też w przypadku wyczerpania zasobów energetycznych nasypuje zmiana topologii sieci co może wymagać powtórnego routingu pakietów i reorganizacji sieci.
Moc obliczeniowa – węzły sensorowe mają ograniczoną moc obliczeniową i przez to nie można w nich zastosować skomplikowanych protokołów routingu.
Zasięg – komunikacja pomiędzy węzłami jest ograniczona i dlatego zestawiona ścieżka dla przebiegu informacji jest prawie zawsze wielowęzłowa (ang. multihop).
Tolerancja na błędy – niektóre węzły mogą nie działać lub zostać zablokowane (wyczerpanie energii, zniszczenie czy interferencje). Wyłączenie pewnych węzłów nie może mieć wpływu na działanie sieci i nie może uniemożliwiać wykonywania powierzonego zadania sieci. Z tego powodu protokoły rutingu i protokoły MAC muszą dawać możliwość utworzenia nowych łączy, aby umożliwić transmisje. Protokoły te powinny też na bieżąco śledzić zasoby energetyczne poszczególnych węzłów i dynamicznie przełączać ścieżki na ścieżki składające się z węzłów o dużych zasobach energetycznych.
Skalowalność – liczba węzłów sensorowych działających na wyznaczonym obszarze może wahać się od setek do tysięcy albo jeszcze więcej. Protokoły routingu muszą zapewnić pracę sieci nie zależnie od gęstości węzłów, wielkości sieci czy zmian w topologii.
Medium transmisyjne – w wielowęzłowych sieciach sensorowych węzły komunikujące się za pomocą medium bezprzewodowego. Z tego też powodu występują w kanale transmisyjnym tradycyjne problemy (zanik sygnału, wielodrogowość czy wysoka stopa błędów), co może mieć znaczny wpływ na działanie sieci.
Agregacja danych – węzły sensorowej działając w jednej aplikacji generują wiele podobnych danych, które mogą zostać zagregowane a przez to zmniejszona zostanie liczba transmisji. Dzięki zastosowaniu specjalnych funkcji agregacyjnych czy odpowiedniego przetwarzania sygnałów można doprowadzić do znacznej oszczędności energii w sieci sensorowej.
Model raportowania danych – przeprowadzanie pomiarów i przekazywanie danych w sieciach sensorowych zależy od aplikacji. Można wyróżnić cztery sposoby raportowania danych: ciągłe (ang. time-driven), wywołany wystąpieniem zdarzenia (ang. event-driven), wywołany zapytaniem (ang. query-driven) lub hybrydy. Model ciągły jest przeznaczony do aplikacji monitorujących zdarzenia w sposób ciągły czyli dany parametr jest mierzony przez sensor co ustalony przedział czasu i przesyłany do węzła nadrzędnego. W raportowaniu poprzez wywołanie zdarzenia dane przesyłane są tylko w sytuacji gdy wielkość mierzonego atrybutu znacznie się zmieniła, a w raportowaniu poprzez zapytanie przesyłanie danych jest wymuszone zapytaniem od węzła nadrzędnego. Model hybrydowy pozwala łączyć w/w modele. Należy zaznaczy, że sposób raportowania danych ma bardzo duży wpływ na protokoły rutingu.
Jakość usługi w sieci (ang. Quality of Service) – w pewnych aplikacjach dane powinny zostać dostarczone w ściśle określonym czasie od pomiaru, w przeciwnym razie są bezużyteczne. Z tego powodu określone opóźnienie dostarczenia danych jest sprawą kluczową dla pewnego rodzaju aplikacji. Mimo wszystko, w wielu aplikacjach oszczędzanie energii umożliwiające wydłużenie czasu działania sieci jest kwestą ważniejszą niż jakość danych. Często stosowana jest praktyka, w której jakość danych spada wraz z ilością energii w węzłach, aby wydłużyć czas życia sieci.
komentarze
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.