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HIKOB INSIGHT – Numéro 2

Dans ce second éclairage, nous vous invitons à percevoir les subtilités de l’organisation des chemins de communications et de la performance des liens de communication dans une infrastructure réseau sans fil d’un système dont le rôle est de transmettre les données collectées vers un système d’information local ou distant.

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Notions préalables

Qu’est-ce qu’un réseau sans fil ?

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Les communications radio reposent sur des liens radio établis entre deux équipements communicants dans un processus d’émission/réception. Pour construire un lien, les équipements vont scanner les différentes fréquences radio de leur réseau pour chercher à trouver un signal émis par un équipement distant. Dans un réseau constitué de plusieurs équipements, les chemins de communication sont établis par une succession de liens radio et constituent ce qu’on appelle la topologie du réseau.

De quoi dépend la performance d’un réseau radio ?

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Un lien radio ne peut être établi que si le rapport entre la puissance du signal reçu et le bruit environnant est suffisant pour permettre la compréhension – démodulation – du signal par le récepteur. Ainsi, pour qu’un système sans fil atteigne ses performances optimales, il est nécessaire de le déployer en respectant les préconisations inhérentes à son mode de fonctionnement. Compte tenu de la réalité de l’environnement, le choix de l’emplacement et des caractéristiques des émetteurs et récepteurs radio, est primordial pour le bon   fonctionnement d’un réseau sans fil.

Le réseau sans fil vu par HIKOB

La portée étendue

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Les systèmes HIKOB INSTANT offrent des performances similaires à celles d’un réseau câblé, tout en étant évolutifs et beaucoup plus simples à installer. Pour étendre le périmètre de déploiement du système, il suffit simplement d’ajouter des routeurs radio HIKOB LION pour établir un réseau de portée étendue via des communications multi-sauts.

Auto-organisation des chemins de communication et auto-cicatrisation des liens de communication

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Lors de la mise en service du système HIKOB INSTANT, les équipements vont chercher automatiquement à se connecter entre eux. Dans ce processus, ils vont choisir le chemin radio à la fois le plus performant et le plus court en nombre de sauts radio. Il n’y a pas d’appairage manuel ou de configuration manuelle des équipements à réaliser pour qu’ils puissent communiquer entre eux. Grâce à sa capacité d’auto-organisation, la mise à l’échelle du réseau se fait de manière automatique (pas de nouvelle configuration) par l’ajout de nouveaux capteurs ou routeurs. Ce mécanisme offre ainsi une solution fiable et évolutive pour couvrir de longues distances.

La bidirectionnalité

Le réseau sans fil HIKOB est bidirectionnel avec débits montant et descendant similaires. Cette caractéristique est utilisée pour monitorer en temps réel l’état de chaque lien dans le réseau et le statut des équipements. Elle permet également et si nécessaire de mettre à jour des paramètres des micrologiciels voire le micrologiciel lui-même sans intervenir sur les équipements.

La robustesse

Pour éviter les canaux saturés et renforcer la fluidité et la robustesse des communications face aux éventuelles perturbations et interférences, le protocole du réseau sans fil HIKOB s’appuie sur le mécanisme FTDMA (Frequency Time Division Multiple Access).

Ce dernier implique un multiplexage temporel et fréquentiel. Il divise le temps en slots et attribue un ou plusieurs slots de communication à chaque équipement. Il attribue également un canal de communication à chaque slot. Ce canal évolue périodiquement. Grâce à ce double mécanisme d’affectation du canal de communication et du temps d’utilisation du canal, les équipements connectés au réseau sans fil HIKOB communiquent simultanément sans se perturber.

 

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La synchronisation

Lors de la mise en service du système HIKOB INSTANT, tous les équipements au sein du réseau synchronisent leur horloge avec l’horloge temps réel de haute précision de la passerelle. Ainsi les slots de communication sont bien respectés et les échanges sont donc bien effectués. La fluidité des communications peut être assurée.

Cette synchronisation est maintenue lors des différents échanges de données. Ainsi, les équipements dans le réseau demeurent synchronisés les uns avec les autres. De cette manière, les détections de véhicule sont calées sur des horodates fiables et synchronisées rendant possible des corrélations (par exemple : taux d’occupation d’un parking, mesure de la vitesse de circulation d’un flux routier,…).

La puissance de la version HIKOB POLAR STAR

Option "connexion préférentielle"

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Le réseau sans fil HIKOB s’auto-organise pour établir les chemins de communication vers la passerelle à la fois les plus performants en termes de signal radio (meilleurs RSSI disponibles) et les plus courts en nombre de sauts radio (le moins de sauts radio possible).

Au cours de l’écoulement du temps, des évènements peuvent venir perturber les liens radio établis. Selon l’intensité de la perturbation, il se peut que certains liens radio soient momentanément coupés. Ces coupures génèrent la déconnexion des équipements concernés.

Ainsi, en complément de l’auto-organisation, la montée de version logicielle HIKOB POLAR STAR offre une nouvelle option pour agir sur l’organisation de la topologie du réseau. Afin d’assurer une stabilité supérieure du réseau, il est possible de définir le « parent préférentiel » auquel un équipement (capteur intégré HIKOB WISECOW ou routeur HIKOB LION) doit se connecter par défaut.

Lorsqu’il est judicieusement choisi, cette connexion avec le « parent préférentiel » établira un chemin de communication vers la passerelle offrant un niveau de qualité de signal dans les tranches supérieures et le moins de risque de déconnexion possible.

 

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Paramètre "robustesse renforcée"

Pour éviter les éventuelles interférences causées par des réseaux sans fil tiers et/ou pour que plusieurs systèmes HIKOB INSTANT puissent fonctionner côte à côte sans interférer les uns avec les autres, HIKOB POLAR STAR propose un système avancé de préréglage des paramètres réseau.

À chaque « Preset Radio » prédéfini correspond une durée de la trame d’échange de données et un ensemble de canaux radio qui seront utilisés par le réseau HIKOB. Cette liste de 35 réglages est disponible via la fonction « Configuration Réseau HIKOB » de l’application HIKOB NETPULSE APP. Ainsi, pour que des systèmes HIKOB proches fonctionnent sans risque de s’interférer, il suffit de leur attribuer des numéros de « Preset radio » différents.

Fonction « Configuration du réseau » _NETPULSE APP P

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Mode "déconnexion accélérée"

 

Les capteurs intégrés HIKOB WISECOW scannent le réseau de manière périodique afin de se connecter à l’infrastructure réseau. Cette opération engendre une consommation de la ressource d’énergie qu’il est préférable de conserver pour la mesure et les calculs de l’algorithme de détection. Entre deux scans, le capteur se met en état de veille réduisant ainsi sa consommation énergétique au niveau le plus faible possible.

Dans la configuration système par défaut, en attente qu’une connexion soit établie, l’intervalle de temps entre deux scans est initialement fixé à 4 secondes et doublé à chaque scan jusqu’à atteindre la durée d’endormissement maximale entre deux scans de 34 minutes. La décroissance de la fréquence de scan est mise en place pour préserver l’autonomie du système, notamment lors des phases de stockage ou lorsqu’aucun réseau n’est disponible.

Avec HIKOB POLAR STAR, il existe désormais un mode « reconnexion accélérée » réduisant la durée d’endormissement maximale entre deux scans à 1 minute. Dans le cas d’applications qui exigent une latence globale de fonctionnement très faible, ce mode permet une reconnexion dans un intervalle de temps très court.

Dans ce mode, la durée entre deux scans ne sera jamais supérieure à une minute pendant la première demi-heure. Après cette demi-heure, le mécanisme classique est de nouveau appliqué et le temps entre deux scans s’incrémentera jusqu’à se fixer à 34 minutes.

Options disponibles de modes de reconnexion au réseau HIKOB

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