Mobile ad-hoc network

Mobile ad-hoc Network (MANET) on langaton tiettyä tarkoitusta varten (ad hoc) muodostuva verkko. Tyypillisimmin MANET-verkot käyttävät IEEE 802.11-standardin laitteita. MANET-verkossa ei ole tukiasemia vaan jokainen verkon solmu toimii myös reitittimenä. Näin verkosta muodostuu mielivaltainen verkkotopologia, joka saattaa myös muuttua ennalta-arvaamattomasti. MANET-verkko voi toimia joko suljettuna tai olla yhteydessä Internetiin.

Toimintaperiaate

Ensimmäinen asema muodostaa IBSS:n (Independent Basic Service Set) ja alkaa lähettää merkkisignaalia, jota tarvitaan asemien synkronointiin. Muut asemat voivat liittyä verkkoon hyväksymällä merkkisignaalissa lähetetyt parametrit.

Kaikki verkon asemat kuuntelevat merkkisignaaleja ja tulevat pikkuhiljaa tietoiseksi naapuriasemista, naapuriasemien naapureista ja lopulta kaikista verkon asemista sekä reiteistä näihin. Asemat myös lähettävät tasaisin väliajoin merkkisignaalia, jolleivät lyhyen satunnaisen viivytyksen aikana kuule toisen aseman merkkisignaalia. Satunnainen viivytys (Random Delay) tarkoittaa siis sitä, että merkkisignaali lähetetään todellisuudessa lyhyen satunnaisen ajan tasaista väliaikaa myöhemmin, ja jos tänä ajanjaksona asema vastaanottaa toisen aseman merkkisignaalin jättää se oman signaalinsa lähettämättä. Tämä vähentää lähetettävien merkkisignaalien määrää. Merkkisignaalin saatuaan laite päivittää sisäisen kellonsa merkkisignaalin aikaleiman mukaan.

Myös MANET-verkossa voi olla nukkuvia asemia. Nukkumaan mennessään asema viestittää sen muille asemille asettamalla virranhallintabitin minkä tahansa paketin kehykseen. Nukkuvalle asemalle ei lähetetä paketteja, vaan ne jäävät paikalliseen puskuriin. Säännöllisin väliajoin nukkuvat asemat heräävät ATIM-ikkunaa (announcement traffic indication map) varten. Jos asemalla on nukkuvalle asemalle lähetettäviä paketteja, se lähettää ATIM-kehyksen nukkuvalle asemalle, joka kertoo, että sille on paketteja odottamassa. Täten nukkuva asema tietää olla hereillä ainakin seuraavaan merkkisignaaliin asti, joka on toivottavasti riittävän pitkä odottavien pakettien lähettämiseen. Saatuaan vahvistuksen pakettien perille tulosta, nukkuva asema voi mennä takaisin nukkumaan.

Reititysprotokolla

Reititysprotokollan algoritmien tarkoituksena on pitää reititystaulu siedettävän kokoisena ja valita paras (nopein, luotettavin, suorin tai halvin) reitti määränpäähän, pysyä ajan tasalla verkon solmuista ja kyetä yhdistämään mahdollisimman nopeasti mahdollisimman pienellä määrällä viestejä.

Reititysprotokollan toteutustapoja:

• Ennakoiva
• Reaktiivinen
• Hybridi
• Hierarkkinen
• Maantieteellinen
• Energiatietoinen
• Ryhmälähetys
• Maantieteellinen ryhmälähetys
• Muut

Edut ja haitat

MANET:in muodostaminen on halpaa, sillä erillisiä tukiasemia ei tarvita. Asennus on nopeaa, koska se tapahtuu automaattisesti.

MANET:issa on rajoitettu verkkoyhteys, eikä välttämättä lainkaan yhteyttä Internetiin. Verkon hallinta on vaikeaa ilman keskitettyä laitetta.

Verkon tehokkuus on parempi pienellä käyttäjämäärällä, sillä suurella määrällä käyttäjiä törmäyksiä tulee liikaa ja erillisen tukiaseman käyttäminen voisi olla tehokkaampi ratkaisu.

Tulevaisuuden toteutuksia

Kannettava tietokone jokaiselle lapselle -projektin edullinen XO-1 -tietokone käyttää IEEE 802.11s:n määrittelemää ad hoc -tyyppistä langatonta mesh-verkkoa.

Vehicular Ad-hoc Network (VANET) on autoihin suunniteltu verkko, jossa autot ovat yhteydessä lähimpiin toisiin autoihin ja tienvarren laitteisiin.

Lähteet

• Understanding Ad Hoc Mode (arkistoitu versio)