ما هو بروتوكول ارتباط الراديو في الاتصالات RLP

تم الكشف عن تصميم بروتوكول ارتباط الراديو “RLP” أو بروتوكول نقطة إلى نقطة “PPP” لشبكات حزم الوسائط المتعددة اللاسلكية، والتي تمرر بيانات الحزمة التالفة ومعلومات موقع الخطأ بين طبقات “OSI” وتوفر طبقة “RLP” إطارات بيانات محو ومؤشرات موقع الخطأ اختيارياً لطبقة “PPP”، وعندما تتمتع طبقة “PPP” بإمكانية الوصول إلى إطارات بيانات المحو يمكن تعبئة إطارات البيانات بقيمة محددة مسبقاً، مثل جميع الأصفار “0” لمنع انتشار الخطأ من إطار بيانات واحد أو ثماني بتات إلى إطارات البيانات التالية أو ثماني بتات.

أساسيات بروتوكول ارتباط الراديو

عندما تتمكن طبقة “PPP” من الوصول إلى معلومات موقع الخطأ يمكن لطبقة “PPP” اكتشاف ما إذا كان رأس حزمة “PPP” تالفاً، وعند اكتشاف رأس مناسب تقوم طبقة “PPP” بإعادة توجيه حمولة الحزمة إلى الطبقات الأعلى “TCP” و”UDP” سواء تم استلام الحمولة بشكل صحيح أم لا، وبالتالي يمكن للتطبيق الوصول إلى جميع المعلومات القابلة للاستخدام بحيث يمكن للتطبيق تحديد ما إذا كان سيتم استخدام المعلومات وكيفية استخدامها.

يسمح تصميم “RLP / PPP” بإعادة توجيه الحزم ذات الحمولات النافعة التالفة جزئياً إلى طبقة “UDP” ثم إلى طبقة التطبيق، ومن المحتمل أن تدعم الخدمات اللاسلكية المستقبلية تطبيقات الوسائط المتعددة القائمة على بروتوكول الإنترنت “IP”، وعلى سبيل المثال تسمح الشبكات اللاسلكية الحالية والناشئة:

• للمستخدم بتنزيل المعلومات من الإنترنت باستخدام جهاز اتصال لاسلكي.

• مؤتمرات الفيديو من الإنترنت إلى الهاتف المحمول أو من الهاتف المحمول إلى الهاتف المحمول.

• دفق الفيديو أو الصوت المعلومات أو كليهما من الإنترنت إلى جهاز اتصال لاسلكي.

• تطبيقات التجارة الإلكترونية.

ملاحظة:“RLP” هي اختصار لـ “Radio-Link-Protocol”.

ملاحظة:“PPP” هي اختصار لـ “Point-to-Point-Protocol”.

ملاحظة:“UDP” هي اختصار لـ “User-datagram-protocol”.

ملاحظة: “TCP” هي اختصار لـ “Transmission-Control-Protocol”.

ملاحظة:“OSI” هي اختصار لـ “Open-Systems-Interconnection”.

مبدأ عمل بروتوكول ارتباط الراديو

في المسار الشامل للعديد من جلسات الوسائط المتعددة اللاسلكية مثل الاتصال من الإنترنت إلى الهاتف المحمول يتم إشراك عدد من تقنيات الشبكة غير المتجانسة، حيث يتم إرسال حزم الوسائط المتعددة من الخادم الأصلي وعبر الإنترنت ثم عبر واحدة أو أكثر من شبكات الحزمة اللاسلكية إلى وجهة المحمول.

تواجه شبكات الحزم اللاسلكية خسائر حزمة بين محطة قاعدة وجهاز استقبال متنقل نتيجة لأخطاء القناة وازدحام الشبكة، وعلاوة على ذلك يمكن أن تكون خسائر الحزم عشوائية أو متدفقة اعتماداً على البيئة ومعدل الحركة وتحميل الشبكة، ومن أجل تلبية الطلب المتزايد باستمرار على خدمات الوسائط المتعددة المتقدمة مثل الصوت والفيديو في الوقت الفعلي، وحزم البيانات وبيانات الدائرة.

وكذلك عدد من الطبقات في بروتوكولات نقل البيانات اللاسلكية النموذجية مثل “LAC”، ويجب أن توفر طبقات التحكم في الوصول المتوسط ​​”MAC”، وبروتوكول الارتباط الراديوي “RLP” كفاءة محسنة وتقليل زمن الوصول لمجموعة واسعة من خدمات الطبقة العليا، ويشكل جهاز الإرسال في شبكة الحزمة اللاسلكية رسائل التطبيق في حزم في طبقات بروتوكول التحكم في الإرسال “TCP” وبروتوكول مخطط بيانات المستخدم “UDP”.

وبعد ذلك يضيف بروتوكول نقطة إلى نقطة “PPP” وبروتوكول الإنترنت معلومات العنوان والتحكم إلى الحزم وفي طبقة بروتوكول ارتباط الراديو، يتم تجزئة حزم “PPP / IP” إلى إطارات بيانات متعددة برؤوس “RLP” منفصلة لإنجاز عمليات إرسال الطبقة المادية، وفي المضيف المستقبل تستقبل طبقة “RLP” إطارات البيانات من الطبقة المادية، حيث يمكن أن تتلف إطارات البيانات بسبب أخطاء القناة وتقوم بتقييم صلاحية إطارات البيانات.

بالنسبة لإطارات البيانات الخالية من الأخطاء تزيل طبقة “RLP” رأس “RLP” الذي يحتوي على الرقم التسلسلي لإطار البيانات المرتبط وتعيد توجيه إطارات البيانات إلى طبقة “PPP”، وفي نفس الوقت يتم تجاهل إطارات البيانات التالفة دون إعادة توجيهها إلى الطبقات العليا.

وبشكل عام تقوم طبقة “RLP” بإعادة توجيه إطارات البيانات فقط التي تم استلامها بالفعل دون أي أخطاء إلى الطبقة الأعلى بترتيب تسلسلي، وبالتالي لا تحتوي الطبقة العليا على أي معلومات خطأ وغالباً ما يشار إليها باسم معلومات إطار بيانات المحو أو بيانات المسح المقابلة.

• “LAC” هي اختصار لـ “Link-Access-Control”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Medium-Access-Control”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

تطور بروتوكول ارتباط الراديو

الطبقة المباشرة فوق طبقة “RLP” هي طبقة بروتوكول نقطة إلى نقطة، وإذا كان رأس الحزمة صالحاً تقوم طبقة “PPP” بإعادة توجيه الحزمة إلى طبقة “TCP / UDP”، وفي شبكات الحزم اللاسلكية يمكن استرداد فقدان الحزمة بسبب أخطاء القناة وازدحام الشبكة في طبقة “TCP”، وعلى وجه التحديد تطلب طبقة “TCP” إعادة إرسال الحزم المفقودة حتى يتم استلام الإصدار الصحيح.

تستخدم خدمات الوقت غير الحقيقي مثل إرسال البيانات وفقاً لبروتوكول نقل الملفات “FTP” وبروتوكول “TCP” نظراً لعدم وجود قيود تأخير، ومع ذلك فإنّ معظم تطبيقات البث المباشر وتطبيقات الوقت الفعلي بما في ذلك تطبيقات الوسائط المتعددة، لها قيود تأخير أكبر وتسمح بعدد محدود من عمليات إعادة الإرسال إن وجدت.

وبالتالي فإنّ هذه الخدمات الحساسة للتأخير تستخدم “Protocol” لمخطط بيانات المستخدم والموصوف على سبيل المثال في “J. Postel” وبروتوكول مخطط بيانات المستخدم وطلب التعليقات “RFC 768″ و”ISI” ومدمج كبروتوكول النقل الخاص بهم، ومقارنةً ببروتوكول “TCP” فإنّ بروتوكول “UDP” له عبء أقل ولا يوجد تأخيرات في إعادة الإرسال ممّا يجعله جذاباً للتطبيقات الحساسة للتأخير.

يستخدم بروتوكول “UDP” فحص التكرار الدوري “CRC” للتحقق من سلامة الحزم بطريقة معروفة، كما يمكن لبروتوكول “UDP” اكتشاف أي خطأ في رأس الحزمة أو الحمولة الصافية، ويتجاهل الحزمة إذا تم اكتشاف خطأ وعلى هذا النحو يقوم بروتوكول “UDP” فقط بإعادة توجيه الحزم الخالية من الأخطاء إلى طبقة التطبيق ويتجاهل الحزم التالفة، ومقارنة ببروتوكول “TCP” يمكن لبروتوكول “UDP” اكتشاف الحزم التالفة ولكن لا يمكنه بدء إعادة الإرسال لاستعادة الحزم التالفة أو المفقودة.

نظراً لأنّ حزمة “TCP / UDP” واحدة تتوافق مع إطارات بيانات متعددة فإنّ معدل فقدان الحزمة الذي يظهر في طبقة “TCP / UDP” هو عدد إطارات البيانات التي تضاعف معدل فقد الإطار، ونظراً لأنّ حزم “TCP / UDP” عادة ما تكون أكبر بكثير مقارنة بحجم الرتل، فإنّ خسارة الحزمة التي تراها طبقة “TCP / UDP” ستكون كبيرة إلى حد كبير حتى بالنسبة لمعدل خسارة الإطار المنخفض أو المتوسط.

وبالنسبة للتطبيقات التي تستخدم بروتوكول “UDP” ينتج عن ذلك أداء ضعيف واستهلاك إضافي لموارد القناة، وينشأ عدم كفاءة تصميم البروتوكول في الشبكات اللاسلكية من حقيقة أنّ إطارات البيانات الخاطئة بمجرد اكتشافها لا يتم إعادة توجيهها إلى طبقات “UDP” والتطبيق، لذلك يتم تجاهل الحزمة عند تلف جزء صغير منها فقط.

وهذا يعني أيضاً أنّه يتم تجاهل البيانات الخالية من الأخطاء داخل الحزم، وتركز تقنيات ترميز الوسائط المتعددة الحالية والناشئة على تحسين مقاومة الأخطاء، بحيث يمكن لوحدة فك ترميز الوسائط تحمل عدداً معيناً من أخطاء القناة.

لذلك لا يزال من الممكن استخدام الجزء الخالي من الأخطاء من الحزم بواسطة التطبيقات، وبالإضافة إلى ذلك يمكن أن تساعد معلومات موقع الخطأ التطبيق في تحديد موقع خطأ القناة، وتطبيق تقنيات استرداد وإخفاء معينة.

• “FTP” هي اختصار لـ “File-Transfer-Protocol”.

• “CRC” هي اختصار لـ “Cyclic-redundancy-check”.

• “RFC” هي اختصار لـ “Request-for-Comments”.