شبکه های MANET 

شبکه های MANET  به زیر ساخت های کمتری از شبکه نیاز دارند و شامل گره هایی بی سیم متصل به هم است که به آسانی در همه جهات حرکت می کنند. به همین علت در بسیاری از اوقات اتصال بین هر دستگاه متحرک با دیگر دستگاه ها مرتباً تغییر می کند. همچنین هر کدام باید ترافیک غیر مرتبط با خود را رو به جلو منتقل کنند (forwarding) .در این تکنولوژی هر گره باید rout شود تا اطلاعات از منبع به مقصد برسد. چالش اصلی در این شبکه ها به روز رسانی اطلاعات در نود ها می باشد. این شبکه ها بسیار پویا هستند در واقع نودها ثابت و پایدار نیستند و ممکن است به قطع ارتباط منجر شوند.MANET ها اطلاعات خود را از طریق سنسور ها جمع آوری می کنند  و از این رو در بسیاری از برنامه های کاربردی نظیرکنترل آلودگی هوا بسیار مفید می باشند. مشکل اصلی این شبکه ها نزدیک بودن سنسورها به هم است که منجر به جمع شدن اطلاعات مشابه می شود و یکی از نقطه ضعف های MANET است از این رو الگوریتم های زیادی برای حل این مشکل به وجود آمده است. اگر تعداد زیادی گره بین مبدا و مقصد وجود داشته باشد، مقصد ممکن است اطلاعات را با کمی تاخیر دریافت کند.

نود منبع به طور مدام و هم زمان بسته های داده را به گره های نزدیک ارسال می کند که ممکن است به افزونگی داده ها یا از بین رفتن داده ها منجر بشود. برای جلوگیری از این مشکل و سیل داده ها الگوریتم هایی ارائه شده که کوتاه ترین مسیر را بین نود مبدا و مقصد برای ارسال اطلاعات محاسبه می کند. نودها مجهز به گیرنده و فرستنده های بی سیم بوده و از آنتن هایی استفاده می کنند که ممکن است از نوع Broad cast و یا peer to peer باشند. node ها هیچ دانش پیشینی نسبت به توپولوژی شبکه ای که در محدوده ی آنها بر قرار است ندارند و باید از طریقی به آن پی ببرند.روش رایج این است که یک node جدید باید حضور خود را اعلام کرده و به اطلاعات broad cast شده از همسایگان خود گوش فرا دهد تا بدین ترتیب اطلاعاتی در مورد node های اطراف و نحوه ی دسترسی به آنها به دست آورد.

نوع ترافیک در شبکه های MANET  کاملا متفاوت ازشبکه بی سیم بر مبنای زیر ساختار است و شامل ارتباطات زیر است:

peer to peer :  ارتباط بین دو گره ای که درون یک hop  هستند  و ترافیک شبکه معمولا ثابت است.

Remote –to –remote : ارتباط بین دو گره ای که آن سوی یک single hop هستند اما یک مسیر ثابت  بین آن ها وجود دارد.

Dynamic traffic  : هنگامی رخ می دهد که گره ها پویا هستند و حرکت  می کنند و مسیرها باید دوباره ایجاد شوند.

خصوصیات MANET
۱-ترمینال مستقل  یا Autonomous terminal: در MANET،هر ترمینال یک گره مستقل است که ممکن است در حالت HOST و روتر عمل نماید. به عبارت دیگر در موقع پردازش اصلی به عنوان یک HOST عمل می کند و گره های سیار می توانند عملیات SWICHINGرا به عنوان یک روتر انجام دهند .بنابراین نقطه پایانی و سوئیچ ها در MANET غیر قابل تشخیص هستند.

۲- Distributed operation : از آن جایی که هیچ ساختاری برای عملیات کنترل مرکزی شبکه وجود ندارد، کنترل و مدیریت شبکه بین ترمینال ها به صورت توزیع شده انجام می شود. گره های درگیر در MANET باید با همدیگر کار کنند و هر گره به عنوان یک تقویت کننده  عمل می کند.

۳- Multihop routing : انواع اصلی الگوریتم های مسیریابی  Ad hoc می تواند بر مبنای خصوصیات متفاوت لایه پیوند و پروتکل های مسیریابی به صورت Single hopوmulti hop عمل کند. شبکه MANET Single hopاز لحاظ پیاده سازی و ساختار ساده تر است و قیمت آن هم از لحاظ عملیاتی پایین تر است. موقع تحویل دادن بسته ها از یک منبع به مقصد خارج از دامنه انتقالات بی سیم مستقیم، بسته باید  توسط یک یا  تعداد بیشتری گره میانی ارسال شود.

۴- Dynamic network topology: از آن جایی که گره ها سیار هستند، توپولوژی شبکه ممکن است به سرعت و به صورت غیر قابل پیش بینی تغییر کند و اتصالات از میان ترمینال ها ممکن است در یک زمان تغییر کند .MANET باید ترافیک و شرایط انتشار و همچنین الگوهای حرکت گره های شبکه سیار را سازگار کند.گره های سیار در شبکه به صورت پویا مسیریابی را از میان خودشان همان طور که آنها حرکت می کنند،ایجاد می کنند و در ادامه خودشان شبکه را شکل می دهند.اگر چه، یک کاربر در یک MANETممکن است فقط درون AD HOC عمل نکند و نیاز به شبکه ثابت داشته باشد.

۵- تغییر ظرفیت اتصال یا fluctuating link capacity: طبیعت نرخ بیت خطای بالای ارتباط بی- سیم ممکن است در یک MANET عمیق تر باشد .یک مسیر END –TO-ENDمی تواند توسط چندین جلسه مشترک شود. کانالی که ترمینال ها را متصل می کند هدفی برای نویز، ناپدید شدن و تداخل می باشد و پهنای باند کمتری از یک شبکه سیمی دارد.در تعدادی از طرح ها،مسیر بین هرجفت از کاربران می تواند اتصالات بی سیم متعددی را بپیماید.

۶- ترمینال های سبک وزن : در تعدادی حالت ها، گره های MANETوسایل سیار با ظرفیت پردازش کمتر اندازه حافظه کوچکتر، ذخیره سازی کمتر و نیروی کمتری را شامل می شوند این وسایل نیاز به الگوریتم های بهینه شده و مکانیسم هایی که عملیات محاسباتی و ارتباطی را بهینه می کنند دارند.

شبکه های VANET

Vehicular ad hoc network یک تکنولوژی است که در آن از وسایل نقلیه متحرک به عنوان گره برای ساختن یک شبکه موبایل استفاده می‌شود. ونت هر ماشینی را به یک روتر بی سیم  تبدیل می‌کند و به آنها در فواصل ۱۰۰ تا ۳۰۰ متر امکان ارتباط با یکدیگر را می‌دهد و در عوض یک شبکه با ابعاد گسترده تشکیل می‌دهد. به محض خروج ماشینی از شبکه و عدم توانایی دریافت سیگنال توسط آن، ماشین‌های دیگر امکان ملحق شدن به شبکه و دیگر ماشینها را دارد و بدین سان یک شبکه اینترنت بی سیم ساخته می‌شود. برخلاف MANET که مشترکان به صورت رندوم جابجا می‌شوند در VANET آنها تمایل به حرکت در مسیر مشخصی دارند. در نهایت می‌توان گفت که وسایل نقلیه محدود به محدوده حرکت خود می‌باشند.  این تکنولوژی در جی پی اس و سیستم های مسیر یابی  می‌تواند مفید باشد و یا می‌تواند به عنوان خبر دهنده ترافیک عمل کرده و سریعترین مسیر به مقصد را به کاربر ارائه دهد. یک کامپیوتر همراه کاربر می‌تواند این امکان را برای آن فراهم سازد تا در صورت شلوغی ترافیک ایمیل‌های فرد دانلود و برای آن خوانده شود یا در صورت توقف خودرو‌ها خود به خواندن آنها اقدام کند و کاربردهای دیگر آن می‌تواند شامل کنترل گشت زنی‌ها و ایجاد تطبیق‌های اتوماتیک برای حفظ فاصله مطمئنه از وسایل نقلیه در بین آنها و یا هشدار به راننده در زمینه وجود وسیله نقلیه در منطقه می‌باشد

شبکه های MNET از پروتکل های مسیریابی مختلفی استفاده می کند که فعال یا واکنشی یا ترکیبی است. که برای پروتکل های واکنشی می توان به DSDV و AODV اشاره کرد.VANET ها در سیستم های حمل و نقل هوشمند استفاده می شوند.

ارزیابی هایی که با( ITL (intelligent traffic lights  در ۴ جاده انجام شده است نشان داده که ارتباط بین وسایل، بیشتر مشکلات زیر ساختی را حل کرده است. و یکی از مزیت های آن تشخیص اتوماتیک تصادف است. بعضی از محققان بر این نکته تاکید دارند که پروتکل AODV عملکرد بهتری نسبت به GPRS  و GOPS دارد. وبر این نکته تاکید شده که ITL در آینده هوشمند سازی شهرها بسیار تاثیر گذار است. برای مثال می توان به به روز رسانی سیستم کنترل ترافیک و وضعیت آب و هوا در وسایل نقلیه اشاره کرد.

منبع:

IEEE- Keertikumar M., Shubham M. and R. M. Banakar, “Evolution of IoT in smart vehicles: An overview,” Green Computing and Internet of Things (ICGCIoT), 2015 International Conference on, Noida, 2015