اقرأ في هذا المقال
يستخدم المصطلح “AIFS” في الشبكات اللاسلكية التي تدعم معيار جودة الخدمة “IEEE 802.11e” وهي تحدد فترة زمنية وتعتمد على فئة الوصول، كما يجب أن تنتظر “QSTA” قبل أن تتمكن من الوصول إلى الوسيط اللاسلكي.
ما هي خدمة التباعد بين الإطارات AIFS
خدمة التباعد بين الإطارات “AIFS”: هو أسلوب اختياري يستخدم لمنع الاصطدامات في معيار “WLAN (Wi-Fi)” المستند إلى “IEEE 802.11e” في طبقة التحكم في الوصول المتوسط ”MAC“، كما يحدد الفاصل الزمني الذي يجب أن تنتظره المحطة قبل أن ترسل إطار الطلب الخاص بها، ومن خلال إعطاء الأولوية للمحطات بناءً على فئة الوصول أي نوع البيانات التي سيتم إرسالها.
- “AIFS” هي اختصار لـ “Arbitration-inter-frame-spacing”.
- “MAC” هي اختصار لـ “Media-Access-Control”.
- “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless-Local-Area-Network”.
- “QSTA” هي اختصار لـ “QoS-stations”.
عمل خدمة AIFS
في الاتصالات اللاسلكية من الصعب جداً حل التصادمات، لذلك يتم استخدام مخططات تجنب الاصطدام عندما تريد محطات متعددة الوصول إلى القنوات، كما يتم إدخال التباعد بين الإطارات قبل الإرسال لتجنب الاصطدامات وعلى عكس المساحات بين الإطارات الأخرى، يقوم “AISF” بتعيين الأولويات للإطارات اعتمادًا على فئة الوصول “AC” الخاصة بهم، وعلى سبيل المثال قد تُمنح تدفقات الفيديو الأولوية على رسائل البريد الإلكتروني.
كما يتم تقصير فترة الانتظار والتي تساوي “AISF” لمحطة لاسلكية أو توسيعها قبل أن تتمكن المحطة من إرسال إطارها، ويتم تخصيص محطات ذات أولوية أعلى “AISF” أقصر وهذا يعني أنّ المحطة ذات الأولوية الأعلى يجب أن تنتظر فترة زمنية أقصر قبل أن تتمكن من إرسال إطارها، وهذا مهم بشكل خاص في التأخير لعمليات النقل الحرجة مثل دفق الفيديو أو دفق الصوت.
- “AC” هي اختصار لـ “access-class”.
كيفية حساب AIFS
AISF = (AISFNAC ST) + SIFS
حيث أنّ “AISFN” هو رقم “AISF” يعتمد على فئة الوصول “AC”، كما أنّ “ST” هي الفترة الزمنية التي تحددها الطبقة المادية، أمّا “SIFS” هي مساحة قصيرة بين الإطارات و”SIFS” هو الفاصل الزمني المطلوب بواسطة جهاز لاسلكي بين استلام إطار والاستجابة له.
- “SIFS” هي اختصار لـ “Short-Inter-Frame-Spacing”.
أساسيات خدمة AIFS
تغيير تصميم “QoS” الثاني الذي تم تنفيذه كجزء من تعديل “802.11e” وشهادة “WMM” هو استبدال مقاس واحد يناسب جميع تباعد الإطارات الموزعة “DIFS” لجميع إطارات البيانات والإدارة، ومع تباعد بين الإطارات “AIFS” التي تعتمد على فئة النفاذ وقائمة انتظار إرسال الرتل المنتظر.
كما يحدد التباعد بين الأرتال “AIFS” للتحكيم فجوات مختلفة بين الأرتال للحركة من كل من قوائم الانتظار الأربعة ذات الأولوية، وهذا يحل محل “DIFS” الذي حدد فقط قيمة فجوة واحدة بين الإطارات لجميع إطارات البيانات، وباستخدام “AIFS” يجب أن ينتظر كل إطار ينتظر الإرسال حتى يتم الإعلان عن توفر الوسيط من خلال تقييم القناة الواضحة “CCA” ومتجه تخصيص الشبكة “NAV”، اللذين لم تتم مناقشتهما هنا للإيجاز.
وبمجرد توفر الوسيط يجب على كل محطة منطقية أي واحدة لكل قائمة انتظار ذات أولوية انتظار وقت الفضاء بين الإطارات المحدد بناءً على قائمة الانتظار التي تم تخصيص حركة المرور إليها، ولكل من قوائم الانتظار الأربع ذات الأولوية قيمة مساحة محددة بين الرتل تقابل الأولوية المخصصة لقائمة الانتظار، وعلى سبيل المثال تُعد قائمة انتظار الصوت هي الأولوية القصوى وبالتالي فهي تحتوي على أقل مؤقت مسافة بين الإطارات.
كما يتم تعريف جميع أجهزة ضبط الوقت “AIFS” التي تم تعيينها بواسطة “IEEE 802.11e” على أنّها قيمة 1 لـ “SIFS” بالإضافة إلى عدد متغير من أوقات الفتحات “AIFSN”، والتي يتم تحديدها بواسطة طريقة تشفير الطبقة المادية قيد الاستخدام “CCK” و”DSSS” و”OFDM“، كما يتزايد الطلب على خدمات الوسائط المتعددة مثل:
- الفيديو عند الطلب.
- نشر المعلومات.
- مشاركة الملفات في شبكات المنطقة المحلية اللاسلكية.
ملاحظة:“WMM” هي اختصار لـ “Wi-Fi-Multimedia” و”OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal-frequency-division-multiplexing”.
ملاحظة:“CCK” هي اختصار لـ “Complimentary-Code-Keying” و”NAV” هي اختصار لـ “network-allocation-vector”.
ملاحظة:“DSSS” هي اختصار لـ “Direct-sequence-spread-spectrum” و”CCA” هي اختصار لـ “Clear-Channel-Rating”.
تطور عمل خدمة AIFS
تتطلب خدمات الوسائط المتعددة هذه مستوى معينًا من جودة الخدمة، وبالتالي من المهم توفير جودة الخدمة لتطبيقات الوسائط المتعددة، كما يحاول “IEEE 802.11e” تلبية متطلبات جودة الخدمة لخدمات الوسائط المتعددة باستخدام الوصول المحسن للقناة الموزعة، وهذا يعطي المزيد من الأوزان للمسار ذي الأولوية العالية مقارنة بالمسار ذي الأولوية المنخفضة في الوصول إلى القناة اللاسلكية.
ومع ذلك يعاني الوصول المحسن للقناة الموزعة من العديد من المشكلات مثل انخفاض معدل النقل الكلي وارتفاع معدلات الاصطدام والتمايز غير الفعال في جودة الخدمة “QoS” بين فئات الأولوية، كما يتم اعتماد نظام جديد للوصول إلى الوسائط وهو “AC-MAC”، والذي يضمن الأولوية المطلقة في الشبكات اللاسلكية 802.11.
وفي “AC-MAC” يتم التحكم في قيم “AIFS” ونافذة التنازع، بحيث يمكن للمسار ذي الأولوية الأعلى الوصول إلى القناة واستخدامها بشكل فعال، وتُظهر عمليات المحاكاة المكثفة أنّ “AC-MAC” يمكنه توفير أولوية مطلقة وأداء إنتاجي جيد تماماً بغض النظر عن عدد العقد المتنافسة، وفي محاكاة خدمة نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت يوفر “AC-MAC” تمايزاً فعالاً في جودة الخدمة “QoS” بين الخدمات ويلبي أيضًا المستوى العالي من متطلبات جودة الخدمة.
كما يتكيف “AC-MAC” أيضاً بسرعة في بيئة ديناميكية ويوفر عدالة جيدة بين العقد التي تنتمي إلى نفس فئة الأولوية، ومساحة الإطار البيني للتحكيم “AIFS” لها نفس وظيفة “DIFS” باستثناء أنّها تُستخدم خصيصاً لتطبيقات جودة الخدمة “QoS” التي تم تقديمها كجزء من تعديل “802.11e”، وتم تصميم شبكة “Wi-Fi” لإعطاء فرصة متساوية إحصائياً لكل محطة لتتمكن من الإرسال، كما تقدم “QoS” طريقة لتحديد أولويات الاتصالات في الفئات.
تتمتع الاتصالات ذات الأولوية الأعلى التي يجب أن تتنافس في نفس الفئة بفرص متساوية ضد بعضها البعض، ومع ذلك ستحظى الاتصالات ذات الأولوية الأعلى الآن بفرصة إحصائية أكبر على الاتصالات ذات الأولوية الأقل، وطول “AIFS” يختلف في المقام الأول على أساس الأولوية ومقارنةً بـ “DIFS” يمكن أن يكون “AIFS” أطول أو أقصر بناءً على فئة حركة المرور.
سيتم استخدام “DIFS” أو “AIFS” فقط اعتماداً على ما إذا كانت الاتصالات تستخدم أولوية “QoS” لـ “AIFS”، كما يجب استخدام “AIFS” بواسطة “QoS STAs” لإرسال جميع إطارات البيانات “MPDUs” وجميع إطارات الإدارة “MMPDUs”، ويوفر معيار “WLAN” المعتمد مؤخراً “IEEE 802.11e” تمايزاً بين جودة الخدمة “QoS” من خلال تجميع حركة المرور في فئات وصول مختلفة “ACs” مع أولويات مختلفة.
ويحدد رقم الفضاء بين الإطارات “AIFSN” للتحكيم المختلف على أساس كل فئة للتأكد من أن كل فئة لديها احتمالية مختلفة للوصول إلى القناة، وداخل التيار المتردد تُستخدم آلية التراجع العشوائي لنشر الحركة، ومع ذلك عندما يكون هناك عدد كبير من محطات “QoS (QSTAs)” داخل تيار متردد يزداد احتمال اختيار محطتين أو أكثر لقيم التراجع المتطابقة ممّا يؤدي إلى زيادة تصادمات الحزم.
- “DIFS” هي اختصار لـ “DCF-Inter-Frame-Spacing”
- “AIFSN” هي اختصار لـ “Arbitration-Interframe-Space-Control-Access-Control”.
