اقرأ في هذا المقال
يشتمل الاتصال بين المحطات عبر وسيط مشترك على استقبال شكل موجة في محطة يتم إرسالها عبر الوسيط المشترك من محطة أخرى، وشكل الموجة بما في ذلك حمولة ذات مقاطع متعددة وأثناء استقبال مقطع أول من الحمولة، وبدء المعالجة لجزء واحد أو أكثر من الحمولة المستلمة قبل الجزء الأول من الحمولة لتوليد معلومات الإقرار التي تحدد أي مقطع أو أكثر من الحمولة، بما في ذلك المقطع المعالج أو أكثر تم فك كوده بشكل صحيح بواسطة المحطة الأولى.
تعريف إقرار تخصيص السعة CAA
يتم إرسال شكل موجة ثانية من المحطة الأولى عبر الوسيط المشترك وشكل الموجة الثاني متضمنًا معلومات الإقرار بالاستلام، كما يتم إرسال شكل موجة ثالث من المحطة الأولى عبر الوسيط المشترك وبعد إرسال الشكل الموجي الثاني، وشكل الموجة الثالث بما في ذلك معلومات الإقرار التي تحدد أي مقطع واحد أو أكثر من الحمولة النافعة، بما في ذلك الجزء الأول من الحمولة تم فك الكود بشكل صحيح بواسطة المحطة الأولى.
تستخدم العديد من تقنيات الشبكات السلكية واللاسلكية تنسيق وحدة بيانات البروتوكول المادي (PPDU) الذي يتضمن أجزاء التمهيد والرأس والحمولة، حيث يتكون التمهيد عادةً من إشارة محددة مسبقًا كمرسلة على واحد أو أكثر من رموز (OFDM) المستخدمة لبدء اكتشاف (PPDU)، وتقدير القناة الأولي لفك ترميز الرأسية.
يوفر الرأس معلومات إدارة الشبكة للمستلم لفك ترميز الحمولة بشكل صحيح مثل: فهرس مخطط النغمة وبالإضافة إلى ذلك قد يوفر الرأس معلومات للتشغيل السليم للشبكة، وعلى سبيل المثال إحساس الناقل الظاهري، ويتبع (PPDU) عادةً (PPDU) قصير لاحق يوفر الإقرار من مستقبل (PPDU).
بالنسبة للوسائط السلكية واللاسلكية المزعجة يتم تصميم التمهيد والرأسية والإقرار بشكل نموذجي للعمل في ظل ظروف قناة مختلفة، وبالتالي تميل إلى أن تكون طويلة نسبيًا من أجل أن تكون موثوقة ومع ذلك تضيف هذه العناصر عبئًا بالنسبة إلى جزء عمليات الإرسال التي تحمل الحمولة.
ملاحظة: “OFDM” هي اختصار لـ “Orthogonal frequency-division multiplexing”.
ملاحظة:“PPDU” هي اختصار لـ “physical layer protocol data unit”.
ملاحظة:“CAA” هي اختصار لـ “Capacity Allocation Acknowledgment”.
أساسيات إقرار تخصيص السعة CAA
في أنظمة الاتصالات التي تنقل حزم البيانات داخل الإطارات المعنية تحدد عوامل مختلفة الحد الأدنى للحجم لأي إطار معين، كما تستخدم بعض الأنظمة الإطارات التي تتضمن عددًا من الرموز ذات طول رمز محدد مسبقًا أو أحد أطوال الرموز المتعددة المحددة مسبقًا، مثل: الأنظمة التي تستخدم التشكيل (OFDM) ويعتمد طول الإطار على عدد الرموز التي يتكون منها الإطار.
قد يكون للرموز ملحق دوري لمراعاة حالات عدم اليقين في التوقيت بسبب خصائص القناة مثل: تمديد التأخير، وبالتالي قد تكون سلسلة من الرموز المجاورة (N) أطول من (N) من طول الرمز وفي حالة تشكيل تعدد الإرسال بتقسيم تعامدي للتردد (OFDM)، تتوافق الموجات الحاملة ذات المسافات الأكثر كثافة مع طول رمز أطول لأنّ ترددات الموجة الحاملة هي مضاعفات متكاملة لفاصل تردد يحدده معكوس طول الرمز.
يتم تحديد الكفاءة والإنتاجية الإجمالية لحزم الإرسال داخل الأطر المعنية من خلال نسبة عرض النطاق المخصص لشكل من أشكال الحمل كتمهيد لبدء اكتشاف الإطار وتقدير القناة، وبيانات التحكم في الإطار داخل الإطارات التي تتضمن بيانات الحزمة داخل الحمولة النافعة، والإطارات التي لا تتضمن بيانات الحزمة مثل حزم الإقرار والتأخيرات الزمنية بين الإطارات، لعرض النطاق الترددي المخصص للحمولة التي تحمل بيانات الحزمة.
في بعض الحالات يبدأ الإطار برمز أو أكثر من رموز التمهيد للمزامنة مع بداية الإطار ممّا يضيف أيضًا إلى الحمل، حيث يمكن أن يؤدي طول الرمز الأطول إلى تقليل الإنتاجية في الحالات التي يتم فيها إرسال كميات صغيرة من البيانات داخل الإطارات، وعلى سبيل المثال الإطارات التي تحتوي فقط على بيانات التحكم في الإطار وليس لها حمولة، نظرًا لأن الإطار يجب أن يكون مضاعفًا لطول الرمز حتى لو كانت البيانات يتم إرسالها ضمن جزء صغير من الرمز.
مبدأ عمل إقرار تخصيص السعة CAA
يمكن أن يؤدي طول الرمز المحدد الأطول أيضًا إلى تقليل الإنتاجية في الحالات التي يتم فيها إرسال كمية كبيرة من البيانات وزيادة عدد وحدات البت لكل رمز، ممّا يتسبب في احتواء حمولات بحجم معين في وحدات بت مع عدد أقل من الرموز، كما يقوم بترميز بعض البيانات مثل بيانات التحكم في الإطار أو حتى جزء من حمولة قصيرة، والتي كان من الممكن إرسالها بطريقة أخرى في يمكن أن يقلل الرمز المنفصل من الحمل وبالتالي يزيد من الإنتاجية في الحالات التي قد يتم فيها توصيل الحمولات القصيرة بشكل متكرر.
كما يمكن أن يؤدي رمز المحدد أيضًا وظيفة توفير تقدير لخصائص القناة، وتؤثر الضوضاء النبضية التي تؤثر على التمهيد أو التحكم في الإطار سلبًا على استعادة الحمولة، وعادةً ما يكون رمز المحدد القصير ونظرًا لقصر مدته وأقل عرضة للضوضاء النبضية أو ارتفاعات الضوضاء.
كما يؤدي تقليل مدة التحكم في التمهيد والإطار وعلى سبيل المثال من (110 ميكروثانية) إلى حوالي (50 ميكروثانية) في بعض الحالات إلى تقليل الفشل في فك تشفير الحمولة، حيث يرجع ذلك إلى احتمال حدوث ضوضاء نبضية تؤدي إلى فقدان اكتشاف التمهيد، أو تقليل اكتشاف التحكم في الإطار بالنسبة إلى رمز محدد أقصر.
يوفر تكوين الشبكة وسيط اتصال مشترك لعدد من محطات الاتصالات، وعلى سبيل المثال أجهزة الحوسبة أو الأجهزة السمعية البصرية للتواصل مع بعضها البعض، ويمكن أن يشتمل وسيط الاتصال على نوع واحد أو أكثر من وسائط الاتصال المادية، مثل: الكابل المحوري أو الزوج الملتوي غير المحمي أو خطوط الطاقة أو القنوات اللاسلكية، باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية التي تنتشر بين هوائيات الإرسال والاستقبال.
يمكن أن يتضمن تكوين الشبكة أيضًا أجهزة مثل الجسور أو أجهزة إعادة الإرسال، وتتواصل محطات الاتصالات مع بعضها البعض باستخدام الطبقة المادية المحددة مسبقًا (PHY)، وبروتوكولات الاتصال بطبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) المستخدمة بواسطة وحدات واجهة الشبكة، وطبقة (MAC) هي طبقة فرعية من طبقة ارتباط البيانات وتوفر واجهة لطبقة (PHY).
ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.
ملاحظة:“PHY” هي اختصار لـ “physical layer”.
في النهاية، تستخدم الوحدات النمطية لواجهة الشبكة بروتوكولات تتضمن ميزات لتحسين الأداء عندما يتضمن تكوين الشبكة وسيط اتصال يعرض خصائص إرسال مختلفة، وقد يشتمل وسيط الاتصال على خطوط طاقة تيار متردد في المنزل مقترنة اختياريًا بوسائط أخرى خطوط الكابلات المحورية.
