Doświadczalna Sieć Trójmiejskiej SKM

Prezentacja na temat: "Doświadczalna Sieć Trójmiejskiej SKM"— Zapis prezentacji:

1 Doświadczalna Sieć Trójmiejskiej SKM
Łukasz Wiszniewski Paweł Gołaszewski

2 Cel Badań Zbadanie możliwości stworzenia infrastruktury umożliwiającej dostęp do sieci dla pasażerów pociągów PKM oraz SKM

3 Partnerzy Szybka Kolej Miejska Pomorska Kolej Metropolitalna S.A.
udostępnienie jednego składu EN57 oraz lokalizacji do instalacji urządzeń Pomorska Kolej Metropolitalna S.A. pomysłodawca badań Passus sp z.o.o dostarczenie, instalacja sprzętu utrzymanie działania urządzeń bezprzewodowych Centrum Informatyczne TASK przygotowanie procedury testowej przeprowadzenie pomiarów

4 Pomorska Kolej Metropolitalna

5 Szybka Kolej Miejska Lokalny przewoźnik kolejowy łączący miasta aglomeracji trójmiasta i okolic na odcinku: Lębork – Gdynia – Sopot – Gdańsk – Tczew.

6 Rozważane rozwiązania
WiMAX: konieczność zakupu specjalistycznych urządzeń konieczność dostępu do licencjonowanego pasma Dostęp przez routery GSM: najbardziej popularne rozwiązanie generuje koszty na rzecz operatorów komórkowych WiFi (w paśmie 5GHz): generuje małe koszty eksploatacji stosunkowo tanie w zakupie (gotowe rozwiązania)

7 Wybrane rozwiązanie Wybrano rozwiązanie firmy FireTide
Firma oferuje meshowe rozwiązania do łączności bezprzewodowej Wspierają mobilność odbiorców końcowych Urządzenia tej firmy umożliwiają łączność przy prędkościach <120km/h

8 Quality of Service Jako kryteria oceny wybrano zalecenie ITU typ
Przykład Straty [%] Opóźnienia [ms] Jitter [ms] Audio Konwersacja < 3 < 150 max 400 < 1 Wiadomości głosowe odtwarzanie < 1000 nagrywanie < 2000 Usługi strumieniowe wysokiej jakości < 10000 << 1 Wideo Wideofon b.o. Usługi strumieniowe jednokierunkowe Dane Gry < 200 (dostęp do serwera) < 2000 Przeglądanie WWW < max 40000 Jako kryteria oceny wybrano zalecenie ITU

9 Działanie sieci

10 Miejsce badań

11 Instalacja Nadajniki infrastruktury dostępowej zamontowano wzdłuż trasy na słupach trakcyjnych Nadajniki zasilane były z akumulatorów wymienianych codziennie W jednym składzie EN57 umieszczono urządzenie łączące się z infrastrukturą dostępową

12 Podłączenie

13 Narzędzia testowe iperf – narzędzie do pomiaru wydajności łącza
ping – standardowe narzędzie do diagnozowania połączeń sieciowych wget/Pure-FTPd – klient/serwer protokołu FTP Ekahau Site Survey – zestaw narzędzi do planowania oraz sprawdzania sieci bezprzewodowych Ręczny odbiornik GPS Komputer przenośny z systemem GNU/Linux

14 Przeprowadzone Badania
Mapa zasięgu sieci WiFi w składzie EN57 Zbadanie istnienia oraz jakości i szybkości połączenia UDP: utrata pakietów, jitter oraz opóźnienie TCP: szybkość transferu Zbadanie maksymalnej przepustowości sieci w sprzyjających warunkach oraz w trakcie ruchu

15 Przebieg badań Uruchomienie odbiornika GPS
Nawiązanie połączenie z siecią wewnątrz składu SKM Uruchomienie zestawu narzędzi testujących (ping, iperf, wget) ze zbieraniem danych do plików Umieszczenie zebranych danych w bazie SQL dla ułatwienia przetwarzania Stworzenie wykresów i ich analiza Przetworzenie danych wraz z oceną

16 Pomiary jakości połączenia
Wykres PING – utrata i opóźnienia pakietów w funkcji odległości Wykres UDP – utrata oraz opóźnienia pakietów w funkcji odległości

17 Wyniki pomiarów (1) Mapa siły sygnału na planie składu EN57
Mapa sygnał/szum na planie składu EN57

18 Wyniki pomiarów (2) typ Przykład Straty Opóźnienia Jitter Audio Wideo
Konwersacja ping 0% UDP 12,5% (2) 18,7% (3) 12,5% (2) Wiadomości głosowe odtwarzanie 31,2% (5) nagrywanie 56,25 (9) Usługi strumieniowe wysokiej jakości 81,2 % (13) Wideo Wideofon 100% (16) Usługi strumieniowe jednokierunkowe 81,2% (13) Dane Gry UDP 0% (dostęp do serwera) 56,25% (9) Przeglądanie WWW Wartości procentowe przedstawiają procent pomiarów spełniających wymagania ITU

19 Podsumowanie Badania prowadzone: 20 – 27 kwietnia 2012
Zrobionych pomiarów: 16 Ilość pomiarów ograniczona – skład przejeżdżał testowy odcinek kilka razy dziennie w ramach regularnego rozkładu jazdy Największy problem – duża utrata pakietów oraz zmienność opóźnień Sieć jest bardzo wrażliwa na jakość połączeń pomiędzy węzłami Stosunkowo niski transfer (max 18Mbps)

20 Wnioski Spełnienie wszystkich norm zdefiniowanych przez ITU jest trudne, jednak dla podstawowych usług możliwe (strony www oraz poczta) Infrastruktura jest bardzo wrażliwa na jakość instalacji Możliwe jest zapewnienie stabilnej łączności zarówno na postoju jak i w trakcie ruchu składu

21 Dziękuję za uwagę

22 Wyniki pojedynczego przejazdu
: PING ( ) 56(84) bytes of data. : From icmp_seq=2872 Destination Host Unreachable : 64 bytes from : icmp_seq=3347 ttl=64 time=208 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3349 ttl=64 time=263 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3351 ttl=64 time=919 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3352 ttl=64 time=968 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3353 ttl=64 time=1013 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3354 ttl=64 time=922 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3355 ttl=64 time=896 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3356 ttl=64 time=1519 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3357 ttl=64 time=2090 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3358 ttl=64 time=2392 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3359 ttl=64 time=2431 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3360 ttl=64 time=2685 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3361 ttl=64 time=2873 ms : 64 bytes from : icmp_seq=3362 ttl=64 time=3045 ms Dane dla pakietów ICMP zebrane za pomocą narzędzia ping (fragment)

23 Wyniki pojedynczego przejazdu
: : Client connecting to , UDP port 5102 : Sending 1470 byte datagrams : UDP buffer size: KByte (default) : : [ 3] local port connected with port 5102 : : Server listening on UDP port 5102 : Receiving 1470 byte datagrams : UDP buffer size: KByte (default) : : [ ID] Interval Transfer Bandwidth : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] local port 5102 connected with port 45449 : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] sec KBytes Kbits/sec ms 0/ 38 (0%) : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] sec KBytes Kbits/sec ms 1/ 45 (2.2%) : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] sec KBytes Kbits/sec ms 0/ 23 (0%) : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] sec KBytes Mbits/sec ms 0/ 93 (0%) : [ 3] sec KBytes Mbits/sec : [ 4] sec KBytes Kbits/sec ms 1/ 55 (1.8%) Dane dla pakietów UDP zebrane za pomocą narzędzie iperf (fragment)

24 Wyniki pojedynczego przejazdu
: : Server listening on TCP port 5002 : TCP window size: 85.3 KByte (default) : : : Client connecting to , TCP port 5002 : TCP window size: 16.0 KByte (default) : : [ 5] local port connected with port 5002 : [ 4] local port 5002 connected with port 46977 : [ ID] Interval Transfer Bandwidth : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec Bytes bits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec : [ 5] sec KBytes Kbits/sec Dane dla pakietów TCP zebrane za pomocą narzędzie iperf (fragment)

25 Wyniki pojedynczego przejazdu
Dane zebrane za pomocą ręcznego odbiornika GPS

26 Wyniki pojedynczego przejazdu
Utrata pakietów icmp [%] Min Mediana Średnio 5 Max 100 Opóźnienia pakietów icmp [ms] 2.6 3.1 207 6229.3 Jitter pakietów udp [ms] 0.15 4 5.56 70.69 Utrata pakietów udp [%] 66