Cílem následujících odstavců je stručně popsat způsob komunikace s mobilními stanicemi v rámci systému MORSE. Dokument je rozdělen do následujících bodů:
- Specifika mobilních stanic – členů sítě MORSE
- Princip řešení komunikace s mobilními stanicemi
- Zásady konfigurace sítí s mobilními členy
- Způsoby využití mobilního provozu v možných aplikacích
- Současný stav a předpokládaný vývoj možností systému MORSE
Veškerá diskuse se týká výhradně softwarové organizace provozu v síti (tj. protokolu), problémy týkající se úrovně a kvality rádiového signálu v sítích s mobilními stanicemi zde nejsou uvažovány.
1. Specifika mobilních stanic
Hlavní a v podstatě jediná potíž se začleněním mobilních stanic do sítě spočívá v tom, že v krátkém čase mění svoji polohu v rámci topologie sítě. Nelze tudíž použít statický routing, který v podobě retranslačních tabulek, nadefinovaných na základě vyprojektované a ověřené topologie sítě pro každý bod zvlášť, je základním způsobem organizace provozu v sítích MORSE. Dynamický routing není v jakékoliv netriviální síti s mobilními stanicemi realizovatelný, proto musí platit zvláštní pravidla pro komunikaci s mobilními stanicemi.
2. Princip řešení komunikace s mobilními stanicemi
Každý paket v síti MORSE s sebou nese v hlavičce síťové vrstvy interního protokolu dvě adresy – cíle a zdroje (destination a source). Paket z a nebo do mobilní stanice musí nést adresy tři – mobilní stanice, základnové stanice v jejímž dosahu se nalézá a koncové pevné stanice. (Komunikace mezi dvěma mobilními stanicemi není přímo možná, alespoň v obecném případě. Nastane-li taková potřeba, bude nutno komunikaci zprostředkovat pomocí nějaké pevné stanice.)
Uvedení tři základní účastníci jsou pojmenováni Mobile, Base a Center. Hlavička mobilního paketu vždy obsahuje informaci, na které ze čtyř možných tras se právě mobilní paket nalézá. Tato informace je zobrazována i v monitoringu jako M2B, B2C, C2B a B2M (tedy Mobile to Base, Base to Center atd.). Zdroj a cíl každé dílčí trasy je v hlavičce na obvyklých místech a stejně je zobrazován i v monitoringu, zbývající adresa je v rozšířené hlavičce a v monitoringu je zobrazena na konci řádku, za informací o části trasy, kde se mobilní paket právě nalézá.
Každá mobilní stanice neustále sleduje provoz v rádiovém kanále a udržuje v paměti informaci o nejsilnější základnové stanici ze své sítě. Tato informace se považuje za platnou po dobu 30 sekund. Ve chvíli, kdy vznikne potřeba odeslat paket na kteroukoliv stanici sítě, mobilní stanice jej označí jako M2B, do rozšířené hlavičky přidá adresu cílové pevné stanice, a odesílá jej nejlépe slyšitelné základnovce. Pokud v paměti nemá žádný platný záznam o základnové stanici, vysílá nejprve výzvu (CQ paket), na který odpovídají všechny pevné stanice v síti, které jej uslyší.
Základnová stanice, která přijme paket M2B od mobilní stanice, jej „přetvoří“ na paket B2C, tedy na místo destination dá adresu cílové pevné stanice, na místo source vloží adresu svoji a v rozšířené hlavičce umístí adresu mobilní stanice. Tento paket je doručen do cíle standardním způsobem podle retranslačních tabulek.
Chce-li pevná stanice (centrum) poslat paket mobilní stanici, musí definovat základnovou stanici, v jejímž dosahu se daná mobilka nalézá. Vytvoří paket C2B, kde destination je adresa základnovky a v rozšířené hlavičce je adresa mobilní stanice. Tento paket je doručen na základnovou stanici standardním postupem po retranslačních tabulkách, tam je obdobně předchozímu případu přetvořen na paket B2M a je volána mobilní stanice, v tomto případě opět podle retranslační tabulky. Tímto, zdánlivě zbytečným, nahlížením do retranslační tabulky je umožněno komunikovat s více adresami v jednom mobilním prostředku, aniž by všechny musely mít přímý přístup na rádiový kanál.
Jak vyplývá z předchozích řádků, při odesílání paketu z pevné stanice (centra) na mobilní musí být do hlavičky paketu vložena MORSE adresa základnové stanice, v jejímž dosahu se mobilka nachází. Pro tento účel je nejjednodušší nakonfigurovat na příslušném nódu v centru Mobilní centrum, které automaticky rozpoznává, které adresy přísluší mobilkám a podle toho upravuje hlavičky paketů.
3. Konfigurace sítí s mobilními členy
Nezbytná konfigurace je jediná – každá adresa, která se má chovat jako mobilní, musí mít v parametrech svého RF kanálu nastaven příznak, že pracuje v mobilním režimu. Nastavuje se síťová maska pro rozpoznání základnovky, adresa centrály a interval vysílání udržovacích paketů. Jakýkoliv paket, který je z takové adresy směrován na rádiový kanál, je označen M2B a je volána příslušná základnovka (viz předchozí odstavce). Paket, jehož destination je v příslušné retranslační tabulce směrováno na vlastní adresu a tím do přiřazeného kanálu („do drátů“), nebo na některou jinou adresu ve vlastním modemu (unit), je zpracován standardním způsobem. Je tedy možná konfigurace, že v mobilním prostředku je několik adres, přes které paket prokličkuje, než je z mobilní adresy odeslán na rádiový kanál. Taková kombinace ovšem vyžaduje odpovídající nastavení v retranslačních tabulkách všech základnovek (kvůli cestě zpátky) a tak je poněkud konfiguračně náročná.
U pevných stanic sítě, kde se předpokládá provoz mobilních stanic, by mělo být samozřejmostí konfigurovat cesty ze všech na všechny pevné stanice, nebo alespoň na všechny „dispečinky“. Základnovka, kterou si mobilní stanice v daném místě „vybere“, může být často o dost jinde, než se může na první pohled zdát samozřejmé.
Další speciální nastavení mobilní stanice se týkají přístupu na kanál a způsobu řešení kolizí (opakování). Vzhledem k tomu, že situace, kdy mobilky dovolávající se na jednu základnovku se navzájem neslyší, je naprosto typická, je vhodné u mobilních stanic zvýšit max. počet slotů pro CSMA a RC-CSMA až na 8 a délku jednoho slotu prodloužit na délku typického krátkého paketu (30 ms). V případě, kdy se předpokládá přenos paketů delších než 20–40 byte, se zřejmě uplatní RC-CSMA. V síti, kde uživatel neklade extrémní nároky na dopravní zpoždění, je vhodné výrazně prodloužit opakovací časy i zvýšit počet opakování tak, aby se mobilní stanice v případě neúspěchu pokoušela dovolat téměř celý interval, který je nastaven pro pravidelné hlášení. Samozřejmě je nutné úměrně prodloužit store timeout.
Příklad: Stanice v systému sledování polohy má nastaven interval hlášení 30 sekund. Odpovídající nastavení je 5 opakování, ACK timeout fix 4 000 ms, variable 1 500 ms, store timeout 28 s.
Poslední konfigurační specialitou je možnost nastavit konkrétní adresu jako centrálu, viz odstavec 2. Princip řešení komunikace… Toto je možné v menu Node-edit-address nastavením Cent na ON. Toto nastavení adresy umožňuje komunikaci s mobilními stanicemi kterýmkoliv běžným protokolem, to znamená že modem v tomto nastavení „přeloží“ přicházející pakety od mobilních stanic na pakety standardní a současně si udržuje dynamickou tabulku základnových stanic, přes které je nutno jednotlivé mobilky volat.
4. Aplikace s mobilním provozem
Je třeba mít na paměti, že ať jsou konečné požadavky uživatele jakékoliv, musí v síti s mobilními stanicemi existovat víceméně pravidelná komunikace iniciovaná mobilními koncovými stanicemi. Dispečink (Center) musí neustále vědět, v dosahu které základnové stanice se která mobilka nachází. Jedině v případě, že komunikace požadovaná uživatelem je vždy a bez výjimky inicializovaná koncovými mobilními body, je možné interval hlášení se mobilních stanic ponechat na libovůli uživatele. Jakmile existuje možnost, že nějaká pevná stanice bude iniciovat komunikaci s mobilkou, je nezbytné zavést pravidelné hlášení se mobilních stanic na dispečink. Perioda těchto hlášení musí být v relaci s požadavkem uživatele na dobu, během které potřebuje navázat spojení s mobilní stanicí.
Z výše uvedeného je zřejmé, že sledování polohy vozidel na nějakém dispečinku v pravidelných intervalech je ideálním úkolem pro mobilní síť MORSE. Provozování okruhu mezi mobilní a pevnou stanicí je také velmi dobře řešitelné, nutný je nějaký mechanismus udržování spojení v protokolu (dobře vyhoví HAYES). Pokud má takový okruh být iniciován shora, je opět nezbytné nějaké pravidelné hlášení se jednotlivých mobilek.
Pokoušet se provozovat některý z běžných systémů na sběr dat a řízení technologií s jedním master-em, který neustále obvolává všechny podřízené, na síti s mobilními stanicemi by bylo velmi nevhodné. Jestliže v budoucnu dojde k takovým aplikacím, bude nezbytné dispečink takového systému „odstínit“ od sítě dalším komunikačním počítačem, který bude akceptovat iniciativu zezdola a dispečinku simulovat podřízené stanice.
5. Současný stav a budoucnost
V současné době jsou v aktuálním firmware funkční všechny uvedené konfigurace. Je také k dispozici plnohodnotný Center mode, přičemž v rámci MR25 umožňuje komunikaci jen s omezeným množstvím mobilních stanic. Důvodem je omezená kapacita paměti RAM v MR25. Pro větší sítě je možno přesunout Center do stolního počítače se software Morce. Příkladem rozsáhlé mobilní sítě využívající všechny výše popsané principy je síť Dopravního podniku města Brna.