Rede Multi-VANT Softwarizada e Resiliente Aplicada à Varredura de Área de Impacto de Foguetes
FANET, rede softwarizada, SD-FANET, seleção de caminhos, resiliência.
O procedimento de varredura de área da provável região de impacto é uma etapa obrigatória da
fase de pré-lançamento de qualquer foguete. O objetivo é coibir a presença de embarcações não
autorizadas, evitando eventuais acidentes e, consequentemente, a preservação de vidas
humanas. Considerando o alto custo operacional desse procedimento, normalmente executado
por uma aeronave P-95, o projeto SpaceVANT II propôs a execução da varredura de área a partir
de uma frota de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) que, atuando de forma cooperativa, tem
a capacidade de executar a missão com menor custo e complexidade operacional. Nesse
contexto, é fundamental a constituição de uma rede de comunicação apta a assegurar a troca de
informações entre as aeronaves que integram o sistema. Uma das alternativas mais utilizadas
para prover essa rede de comunicação é a utilização de procolos de redes ad hoc móveis
(MANET) adaptados para redes ad hoc aéreas (FANET). Contudo, gerenciar o comportamento
dinâmico desse tipo de rede com o objetivo de minimizar desconexões e viabilizar as condições
necessárias para o funcionamento das aplicações embarcadas nas aeronaves não é trivial e tem
encontrado limitações nas soluções adotadas. Nessa perspectiva, esta tese propôs um
gerenciamento baseado no conceito de Redes Definidas por Software (Software Defined
Networking - SDN) chamado SD-FANET. Modelado em uma arquitetura distribuída e hierárquica,
plano de controle SD-FANET permite um gerenciamento centralizado e atribui ao controlador a
capacidade de programar os comutadores, alterando o encaminhamento dos dados a partir de
uma visão holística da rede softwarizada. A abordagem SDN permite a utilização de diferentes
algoritmos de seleção de caminhos, que agrega mais flexibilidade e aprimoramento ao processo
de encaminhamento. Para validação da solução proposta foram realizados experimentos no
ambiente emulado provido pelo Mininet-Wifi e uma prova de conceito a partir de uma prototipação
utilizando um protocolo de comunicação desenvolvido para viabilizar a transmissão de imagens
em enlaces de comunicação ZigBee embarcados em drones DJI Phanton 3 Standard. Os
resultados mostraram que o throughput obtido pelo SD-FANET foi 22,2% superior aos protocolos
MANET e 5,4% em relação ao controlador default. Quanto ao mecanismo de resiliência,
observou-se que o tempo médio de recuperação foi de, aproximadamente, 1,5 s.