OPNET Modeler (Optimized Network Engineering Tools) - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
OPNET Modeler - мощная среда имитационного моделирования дискретных событий и состояний. Она включает множество библиотек сетевых технологий и протоколов связи, таких как TCP/IP, протокол передачи гипертекста (HTTP), технология асинхронного режима передачи (ATM) и FrameRelay, IP-QoS, 802.11 (Wi-Fi), ZigBee и др. Эти библиотеки поставляют блоки для построения моделей сетей. Одним из множества модулей, доступных в OPNET Modeler, является беспроводной модуль. Он расширяет функциональность среды для имитационного моделирования и анализа беспроводных сетей.
В версии OPNET Modeler 14.0 доступны модели узлов ZigBee, разработанные самой компанией OPNET. При этом исходный код модели сетевого уровня и уровня приложений скрыт от пользователей. Доступен только код модели нижнего уровня 802.15.4.
Также существует модель узлов-сенсоров с открытым исходным кодом, соответствующая стандарту IEEE 802.15.4, разработкой, которой занимается сообщество OPEN-ZB. Разные версии данной модели работают с OPNET Modeler 10.5 и выше (таб. 4).
Таблица 4: Существующие модели OPEN-ZB для OPNET
OPEN-ZB модель |
Дата выпуска |
Версия OPNET |
OPNET Simulation Model v 3.0b |
20.11.2009 |
15.0 |
OPNET Simulation Model v 2.1 |
31.03.2009 |
14.5 |
OPNET Simulation Model v 2.0 |
22.05.2007 |
11.5 |
OPNET Simulation Model v 1.0 |
06.04.2006 |
10.5 |
Модель OPEN-ZB
Модель реализует физический уровень и уровень доступа к среде, и соответствует стандарту IEEE 802.15.4. Версия модели 2.1 поддерживает только топологию звезда, где коммуникации происходят между конечными устройствами через центральное устройство, называемое координатором частной сети.
В модели версии 2.1 существует два типа узлов:
- 1. wpan_analyzer_node - узел, который собирает глобальные для частной сети статистические данные; 1. wpan_sensor_node - узел, который реализует протоколы связи стандарта IEEE 802.15.4-2003
Структура узла-сенсора, использованная в модели, состоит и четырех функциональных блоков (рис. 12):
- 1. Физический уровень состоит из радиопередатчика (tx) и приемника (rx), которые в соответствии со спецификацией IEEE 802.15.4 работают на частоте 2,4 ГГц со скоростью обмена данными 250 Кбит/сек. Мощность передатчика установлена в 1мВт с модуляцией QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Физический уровень реализован при помощи уже существующего в OPNET Modeler беспроводного модуля с указанием параметров, соответствующих стандарту IEEE 802.15.4. 2. Уровень доступа к среде реализует алгоритм CSMA/CA с фиксированными временными слотами ожидания передачи (slotted CSMA/CA) и механизм гарантированных временных слотов (GTS). GTS трафик (т. е. трафик чувствительный к скорости доставки) приходящий от уровня приложения сохраняется в буфере определенной емкости и передается в сеть, когда соответствующий временной слот активен. Нечувствительные к времени доставки кадры данных сохраняются в неограниченном буфере и передаются в сеть в течение периода активной конкуренции, в соответствии с алгоритмом CSMA/CA с фиксированными временными слотами ожидания передачи. Данный уровень также может генерировать кадры маркеры для синхронизации устройств в сети, если узел работает в режиме координатора.
Рис. 12 Модель OPEN-ZB 2.1
- 3. Уровень приложения - состоит из двух генераторов трафика (Traffic Source и GTS Traffic Source) и одного получателя (Traffic Sink). Источник обычного трафика (Traffic Source) генерирует кадры данных с флагом подтверждения доставки и без, которые передаются в течение периода конкурентного доступа (CAP). Источник трафика (GTS Traffic Source) с гарантированными временными слотами, может использоваться для создания кадров данных с флагом подтверждения доставки и без, которые чувствительны к задержкам в сети. Модуль получателя принимает кадры от нижних уровней и считает сетевую статистику. 4. Модуль батареи - вычисляет потребляемый и оставшийся уровень энергии. Значения по умолчанию для модели установлены в соответствии со спецификацией MICAz.
Модель достаточно хорошо документирована, продолжает дорабатываться и поддерживаться. Более подробная характеристика модели приведена в техническом описании.
В недавно вышедшей версии 3.0 (beta) также реализованы следующие функции:
- - Сетевой уровень ZigBee; - Иерархическая маршрутизация по дереву ZigBee; - Проверка адресов узлов для поддержки адресной схемы дерева кластеров ZigBee.
Встроенная в OPNET модель ZigBee
Встроенная в OPNET Modeler 14.0 реализует не только физический уровень и уровень доступа к среде стандарта IEEE 802.15.4-2006, но и сетевой уровень ZigBee. Модель поддерживает топологии: звезда, дерево, и ячеистая сеть.
Модель содержит три типа узлов в соответствии со спецификацией ZigBee:
- 1. Координатор (Coordinator); 2. Маршрутизатор (Router); 3. Конечное устройство (End Device).
Структура узла-сенсора, использованная в модели, представлена четырьмя функциональными блоками (рис. 13):
- 1. Физический уровень состоит из радио передатчика (wireless_tx) и приемника (wireless_rx), которые в соответствии со спецификацией IEEE 802.15.4-2006 могут работать на частотах 868МГц, 915 МГц и 2,4 ГГц. Физические характеристики сети задаются на координаторе. Мощность передатчика установлена в 5мВт. 2. Уровень доступа к среде реализует алгоритм CSMA/CA без фиксированных временных слотов ожидания передачи, и часть других функции данного уровня в соответствии со стандартом IEEE 802.15.4. 3. Сетевой уровень реализует функции в соответствии со спецификацией ZigBee. Исходный код блока недоступен, поставляется в компилированном виде. 4. Уровень приложения позволяет генерировать трафик и инициировать поиск и присоединение к сети. Исходный код блока недоступен, поставляется в компилированном виде.
Рис. 13 Встроенная модель OPNET Modeler 14.0
Похожие статьи
-
Среди средств имитационного моделирования отдельных событий и состояний беспроводных сенсорных сетей на базе стандарта IEEE 802.15.4-2006 наибольшее...
-
Описание стандарта IEEE 802.15.4 - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
Стандарт 802.15.4 предназначен для организации двух нижних уровней эталонной модели OSI в беспроводной сенсорной сети - физический (PHY) и канальный...
-
Выбор стандарта - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
Различных стандартов беспроводных сетей существует великое множество, однако их всех можно подразделить на три группы: WPAN (Wireless Personal Area...
-
Стандарт Bluetooth (802.15.1) на сегодняшний день хорошо развит и применяется для связи мобильных телефонов, КПК, периферии. Однако он не рассчитан на...
-
Введение, Постановка задачи - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
Данная квалификационная работа посвящена моделированию беспроводных сенсорных сетей (БСС) на базе современных маломощных модулей. Рассматриваются...
-
Расчет энергопотребления и времени работы, Выводы - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
Энергопотребление - один из ключевых вопросов для сенсорных сетей, так как устройства питаются в основном от батареек. Информация о потреблении энергии в...
-
Эффективная скорость передачи данных - Моделирование беспроводных сенсорных сетей
В стандарте 802.15.4 для частот в диапазоне 2,4 ГГц определена максимальная скорость передачи 250 Кбит/с. На практике она оказывается меньше из-за...
-
1 Беспроводная сенсорная сеть В настоящее время бурно развивается технология беспроводных сенсорных сетей. Беспроводные сенсорные сети - это...
-
Протоколы локальных сетей - Использование компьютерных сетей
Под протоколами локальных сетей подразумевается набор протоколов первого и второго уровней эталонной модели, определяющих архитектуру локальной сети, в...
-
Многоуровневые сетевые модели, Сетевая модель - Компьютерные сети
Глобальные сети объединяют в себе огромное количество географически распределенных узлов. Множество вариантов программно-технической реализации передачи...
-
Моделирование работы сети - Сеть абонентского доступа
Цель моделирования - проектирование и оптимизация надежности абонентского доступа. В качестве инструмента моделирования был выбран пакет NetCracker...
-
Стандарты современных сетей, Эталонная модель OSI. - Сетевые стандарты и протоколы
Эталонная модель OSI. Перемещение информации между компьютерами различных схем является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная...
-
Активное сетевое оборудование - Архитектура локальных компьютерных сетей
Активное сетевое оборудование (АСО) это - электронное устройство, за которым следуют некоторые "интеллектуальные" особенности. К такому оборудованию,...
-
Строгое определение протокола выглядит как формализованный набор правил, используемый ПК для коммуникаций. Из-за сложности коммуникаций между системами и...
-
Повторитель (repeater) Усиливает сигнал сетевого кабеля, который затухает на расстоянии более 100 м. Он работает на физическом уровне стека протоколов,...
-
Установка и настройка маршрутизатора - Разработка локальной сети для ОАО "Корпорация Монстров"
Сетевой мост, бридж -- сетевое устройство второго уровня модели OSI, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети в единую сеть....
-
Введение, Общие сведения о локальных сетях - Разработка локальной сети для ОАО "Корпорация Монстров"
Общие сведения о локальных сетях Локальный сеть вычислительный сервер Локальная Сеть (локальная вычислительная сеть, ЛВС) - это комплекс оборудования и...
-
Сетевые протоколы, используемые в сети Интернет. - Использование компьютерных сетей
Иерархия протоколов TCP/IP 5 Application level 4 Transport level 3 Internet level 2 Network interface 1 Hardware level Протоколы TCP/IP широко...
-
Уровни и межсетевые протоколы компьютерных сетей - Использование компьютерных сетей
Протокол UDP (User Datagram Protokol) -- протокол пользовательских дейтаграмм является одним из двух основных протоколов, расположенных непосредственно...
-
Выбор способа объединения подсетей на магистрали, например, с помощью маршрутизации, с помощью шлюзов или же с помощью транслирующих коммутаторов. При...
-
Основным, с точки зрения пользователя, является прикладной уровень. Этот уровень обеспечивает выполнение прикладных процессов пользователей. Наряду с...
-
Протокол(Protocol) Строго определенная процедура и формат сообщений, допустимые для коммуникаций между двумя или более системами через общую среду...
-
Функции уровней, Эталонная модель OSI - Компьютерные сети
В компьютерной сети каждый уровень может выполнять одну или несколько функций, перечисленных ниже. - адресация, - правила переноса данных: направление...
-
Классификация компьютерных сетей - Теоретические основы информационных процессов и систем
Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, выбор которых заключается в том, чтобы выделить из существующего многообразия такие,...
-
Методы разработки вычислительной сети: 1. Экспериментальный метод - персонал предприятия закупает "новинки" рынка компьютерной техники. Такой метод -...
-
Сетевыми протоколами называют протоколы первого и второго уровней, определяющих архитектуру локальной сети, в том числе ее топологию, передающую среду,...
-
Техническое обеспечение данной ЛВС должно поддерживать полностью совместимые сетевые службы и протоколы, а также настройки соответствующих служб и...
-
Стандартные сетевые протоколы - Сеть абонентского доступа
Протоколы - это набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же...
-
Основные положения эталонной модели обмена информацией открытой системы - Сеть абонентского доступа
В сети производится множество операций, обеспечивающих передачу данных от компьютера к компьютеру. Пользователя не интересует, как именно это происходит,...
-
Для организации сети управления АСО используются существующие IP-адреса из диапазона 192.168.15.0/24 (см. Табл. 2). Табл. 2. IP-адресация АСО управления...
-
Магистральные сети, Комбинированные сети - Компьютерная сеть крупного предприятия
1. Магистральные моноканалы Структура сети показана на рис.2.4.3.1. Все абоненты подключены к одной физической среде, представляющей собой магистраль...
-
МЕТОДЫ ДОСТУПА К ПЕРЕДАЮЩЕЙ СРЕДЕ В ЛВС - Компьютерные сети и телекоммуникации
Несомненные преимущества обработки информации в сетях ЭВМ оборачиваются немалыми сложностями при организации их защиты. Отметим следующие основные...
-
Проектная часть - Исследование и модернизация локальной вычислительной сети
Анализ возможных вариантов построения Прежде всего, при проектировании ЛВС следует выбрать сетевую архитектуру и топологию. Архитектура сети определяет...
-
Особенность сети Internet на сегодняшний день состоит в том, что 99% процентов информационных ресурсов сети являются общедоступными. Удаленный доступ к...
-
IDS сетевого уровня имеют много достоинств, которые отсутствуют в системах обнаружения атак на системном уровне. В действительности, многие покупатели...
-
Введение, Что такое Internet - Глобальная вычислительная сеть Internet
Что такое Internet Internet -- глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 30 миллионов абонентов в более чем 180...
-
Система IP-адресации. - Использование компьютерных сетей
Для организации всемирной сети нужна хорошая система адресации, которая будет использоваться для направления информации всем адресатам. Союз Internet...
-
По исходным данным курсового проекта, предприятие состоит из двух зданий, условно назовем их "первое" и "второе". Расстояние между ними 3000 метров,. Вся...
-
Этапы компьютерного моделирования при исследовании термодинамических процессов в композиционных материалах Композиционные материалы, состоящие из...
-
Концентраторы вместе с сетевыми адаптерами, а также кабельной системой представляют тот минимум оборудования, с помощью которого можно создать локальную...
OPNET Modeler (Optimized Network Engineering Tools) - Моделирование беспроводных сенсорных сетей