ISO/IEC 30140-2:2017
Информационные технологии. Сеть подводных акустических датчиков (UWASN). Часть 2. Эталонная архитектура.

Стандартный №

ISO/IEC 30140-2:2017

Дата публикации

2017

Разместил

International Organization for Standardization (ISO)

Последняя версия

ISO/IEC 30140-2:2017

сфера применения

Анализ стандартной базовой архитектуры

Стандарт ISO/IEC 30140-2 определяет трехмерную модель эталонной архитектуры для сети подводных акустических датчиков (UWASN):

Вид архитектуры	Основные компоненты	Ключевые технологии
Эталонная архитектура системы (SRA)	Узлы датчиков/Головы кластеров/Шлюзы/UUV	Уровень абстракции оборудования (HAL), механизм рециркуляции узлов
Эталонная архитектура связи (CRA)	Пятислойная Стек протоколов (от физического уровня до уровня приложений)	Акустическая модуляция и демодуляция, сеть, устойчивая к задержкам (DTN)
Информационная эталонная архитектура (IRA)	Трехслойная модель сбора, передачи и применения информации	Архитектура REST, технология слияния данных

---

Технические характеристики физического объекта

Стандарт подробно определяет четыре типа основного оборудования:

• Подводный сенсорный узел (UWA-SNode): включает контроллер ЦП, акустический модем, коррозионно-стойкий корпус и другие модули
• Подводный шлюз (UWA-GW): поддерживает акустическую и радиочастотную двухрежимную связь, и максимальная рабочая глубина должны соответствовать требованиям ISO/IEC 30140-1
• Автономный подводный аппарат (UUV): объединяет функции управления навигацией и ретрансляции данных

---

Инновационная конструкция стека протоколов связи

Глава 8 стандарта предлагает пятиуровневый стек протоколов, адаптированный к подводной среде:

1. Физический уровень UWA: использует технологию частотной манипуляции (FSK) и мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM)
2. Уровень канала передачи данных UWA: поддерживает гибридный множественный доступ TDMA/CDMA
3. Сетевой уровень UWA: интегрирует алгоритм маршрутизации, устойчивый к задержкам
4. Уровень пакета UWA: реализует разделение данных и постоянное хранилище
5. Уровень приложений UWA: предоставляет стандартизированный интерфейс услуг

Особого внимания заслуживает Уровень пакета, определенный в разделе 8.2.4, который эффективно решает проблему периодическое прерывание подводных каналов посредством механизма «хранения и передачи».

---

Рекомендации по внедрению и ключевые моменты соответствия

Основываясь на архитектурных целях Главы 5 стандарта, рекомендуется обратить внимание на следующее во время внедрения:

• Выбранное оборудование должно соответствовать требованиям к уровню давления водонепроницаемого корпуса, изложенным в Разделе 7.2.2.4
• Разработка протокола связи должна ссылаться на отношение взаимодействия функциональных сущностей, изложенное в Разделе 8.2.7
• Интеграция системы должна быть проверена с помощью представления информационной службы, определенного в Разделе 9.2.6
• Уделите особое внимание требованиям по резервированию аварийного частотного диапазона подводных лодок 12 кГц, указанным в приложении к стандарту

Анализ развития технологий

По сравнению с традиционными сетями радиочастотных датчиков архитектура UWASN достигает прорывов в следующих аспектах:
1) Технология адаптивной модуляции акустического физического уровня
2) Механизм управления трехмерной пространственной топологией
3) Проектирование надежности оборудования в условиях соляного тумана