ما هي محطة التحكم والمحطة المتنقلة ونظام الاتصالات المتنقلة

تقليدياً، في أنظمة الاتصالات المتنقلة كانت هناك العديد من التقنيات المعروفة للتحكم في تسليم محطة متنقلة بين شبكات مختلفة، وعلى سبيل المثال بين شبكة قياسية (3GPP) وشبكة (WLAN).

ما هي المحطة المتنقلة

المحطة المتنقلة: هي محطة تنشئ مسار نقل أول عن طريق شبكة نفاذ أولية بين المحطة المتنقلة ومحطة التحكم، كما تنشئ حاملًا افتراضياً نظام الحزم المتطور (EPS) عن طريق شبكة نفاذ ثانية بين المحطة المتنقلة ومحطة التحكم عن طريق إرسال طلب إرفاق؛ لطلب تسليم تدفق جزئي بين مجموعة التدفقات عند إجراء الإرسال أو استقبال عدد كبير من التدفقات مع محطة التحكم باستخدام مسار النقل الأول.

• “3GPP” هي اختصار لـ “Third-Generation-Partnership-Project”.

• “EPS” هي اختصار لـ “Evolved-Packet-System”.

• “WLAN” هي اختصار لـ “Wireless-Local-Area-Network”.

أساسيات محطة التحكم والمحطة المتنقلة ونظام الاتصالات المتنقلة

يتم ضبط محطة التحكم بمحطة متنقلة قابلة للتوصيل بشبكة وصول أولى قادرة على إنشاء مسار نقل حامل يضمن جودة خدمة محددة مسبقاً وشبكة وصول ثانية مختلفة عن شبكة الوصول الأولى، ومسار لأداء اتصالات متعددة التدفقات عن طريق شبكة الوصول الثانية، كما تشتمل محطة التحكم على استلام طلب الإرفاق الذي يتلقى طلب إرفاق، حتى تتمكن المحطة المتنقلة من إجراء تسليم من شبكة الوصول الثانية إلى شبكة الوصول الأولى، ويعني إنشاء الحامل إنشاء حامل على شبكة الوصول الأولى عند تلقي طلب الإرفاق.

في نظام الاتصالات المتنقلة يتم توصيل عدد كبير من شبكات الوصول بشبكة أساسية، كما يتم أيضاً توصيل (UE) بالشبكة الأساسية عبر شبكة وصول، ويمكن توصيل (UE) بالشبكة الأساسية عن طريق إمّا شبكة الوصول الأولى أو شبكة الوصول الأخرى، وشبكة الوصول هي مسار اتصال يمكن من أجله تعيين (QoS)، على سبيل المثال شبكة محددة بواسطة معيار (3GPP).

المقدمة لشبكة الوصول هي (eNB) التي يتصل بها (UE)، كما يتم توصيل (UE) بالشبكة الأساسية عبر (eNB) وبوابة (SGW)، وعلاوة على ذلك يتم تثبيت (PGW) لإعادة توجيه بيانات الاتصال إلى (UE) في الشبكة الأساسية، و(PGW) متصل للوصول إلى الشبكة عبر (SGW).

علاوة على ذلك يتم توفير (MME) للشبكة الأساسية الذي يتلقى طلباً لإنشاء مسار النقل من (UE) ويتحكم في إجراء إنشاء حامل (EPS) كمسار نقل بين (UE) و(PGW) عبر (eNB) و(SGW)، وحامل (EPS) هو مسار نقل بين (UE) و(PGW) عن طريق شبكة الوصول، ويتم توفير شبكة الوصول مع موجه الوصول (AR) الذي يتصل به (UE)، بحيث يتم توصيل (UE) بـ (PGW) في الشبكة الأساسية عبر (AR) عن طريق إنشاء مسار نقل يعتمد على (DSMIPv6).

• “PGW” هي اختصار لـ “Packet-Data-Network-Gateway” و”AR” هي اختصار لـ “Access-Router”.

• “DSMIPv6” هي اختصار لـ “Dual-Stack-Mobile-IPv6″ و”SGW” هي اختصار لـ “Service-Gateway”.

• “QoS” هي اختصار لـ “Quality-of-Service” و”MME” هي اختصار لـ “Mobility-Management-Entity”.

مبدأ محطة التحكم والمحطة المتنقلة ونظام الاتصالات المتنقلة

يتم توصيل (UE) بـ (PGW) عن طريق مسار نقل إمّا مسار نقل (DSMIPv6) أو ناقل (EPS) ويتم إنشاء مسار نقل مماثل عند تجهيزات المستعمل في طرف الاتصال الآخر، بحيث يتم إجراء الاتصال بين تجهيزات المستعمل باستخدام مسارات الاتصال ذات الصلة عبر (PGW)، وعلاوة على ذلك هناك إجراء تسليم محدد يتعلق بحالة يتم فيها تغيير الاتصال، والذي يرسله أو يستقبله (UE) عن طريق مسار نقل (DSMIPv6) عبر شبكة الوصول إلى مسار نقل الحامل عبر شبكة الوصول الأولى لمواصلة الاتصال.

كانت سعة الإرسال لمسار الاتصال في نظام الاتصالات المتنقلة التقليدي كنظام اتصالات الحزم منخفضة السرعة بينما لم تكن هناك تطبيقات تحتاج أساسًا إلى اتصال عريض النطاق، لذلك لم يكن من الضروري إجراء تحكم معقد مثل توفير مسار اتصال فردي لكل تطبيق، يتم تخصيصه بعرض النطاق الترددي المطلوب لذلك التطبيق.

ومع ذلك في السنوات الأخيرة أصبحت التطبيقات متنوعة مع الانتشار الهائل للإنترنت، وأصبحت الأنواع المختلفة عامة مثل الوصول إلى (WEB) و(FTP)، والتي لا تحتاج إلى تأمين عرض النطاق الترددي الذي يساوي أو أكبر من قيمة محددة مسبقاً، والاتصال الصوتي وما شابه ذلك لا يحتاج إلى عرض نطاق ترددي كبير ولكنه يحتاج إلى أقل الحد الأدنى لعرض النطاق الترددي، وتلك مثل توزيع الفيديو وغيره التي تواجه صعوبة في التشغيل إذا لم يتم ضمان عرض النطاق الترددي الكبير.

إذا كان من الممكن تأمين مسار نقل لتطبيق يتوافق مع خصائص هذا التطبيق فمن الممكن منع تخصيص مسار نقل له نطاق ترددي كبير جداً لتطبيق لا يحتاج إلى هذا النطاق الترددي الكبير، ومن الممكن أيضاً تخصيص نطاق ترددي كبير بما يكفي لتطبيق يحتاج إلى نطاق ترددي كبير، ممّا يجعل من الممكن استخدام النطاق بكفاءة.

ومع ذلك لا يزال هناك جزء غير كافٍ في أداء وظيفة التسليم مع الحفاظ على الجودة وفي الشبكة التي يتصل فيها تجهيزات المستعمل بشبكة أساسية، وعبر شبكة نفاذ لها وظيفة ضمان جودة الخدمة (QoS) ومجموعة متعددة من شبكات النفاذ التي لها وظيفة ضمان جودة الخدمة (QoS).

وعندما يقوم (UE) الذي يقوم بالاتصال عن طريق مسار نقل (DSMIPv6) عبر شبكة الوصول بإجراء تسليم إلى شبكة الوصول الأولى، كان من الضروري إنشاء حامل كمسار اتصال عبر شبكة الوصول أولاً وتغيير جميع الاتصالات التي يجريها (UE)، ومن مسار الاتصال (DSMIPv6) إلى مسار الاتصال لحامله في كل مرة.

“FTP” هي اختصار لـ “File-Transport-Protocol”.

تطور عمل محطة التحكم والمحطة المتنقلة ونظام الاتصالات المتنقلة

من الممكن افتراض موقف يقوم فيه (UE) بتنفيذ عدد من تدفقات الاتصالات عبر مسار الاتصال (DSMIPv6)، والتدفق هو تصنيف اتصال يمكن تحديده بناءً على التطبيق أو الطرف في الطرف الآخر ويمكن تحديد تطبيق مثل الاتصال الصوتي أو الوصول إلى الويب على أنّه تدفق مختلف، وفي عمليات التسليم التقليدية لم يتم التحكم في مسارات الاتصال الخاصة بـ (UE) وPGW) فيما يتعلق بالتدفقات، وكان من الضروري تسليم جميع تدفقات تجهيزات المستعمل عن طريق تغيير مسارات الاتصال كلها مرة واحدة في وقت التسليم.

عندما يتم تنفيذ التسليم من حالة يتم فيها ممارسة تدفق الاتصال الصوتي وتدفق الوصول إلى الويب من خلال مسار نقل (DSMIPv6)، يتم إنشاء حامل كمسار اتصال عبر شبكة الوصول أولاً ثم يتم تغيير مسارات الاتصال للتدفق والتدفق الأخر في (UE) و(PGW)، من مسار النقل (DSMIPv6) إلى مسار النقل لحامله لتحقيق التسليم، أي أنّه لا يمكن الاحتفاظ بمسار اتصال الحامل ومسار نقل (DSMIPv6) في وقت واحد.

علاوة على ذلك ،ي حالة التقنية الصناعية والمعرَّفة على أنّها حاملات مسارات الإرسال التي سيتم إنشاؤها عبر شبكة الوصول، فهي حامل افتراضي (EPS) لا يضمن جودة الخدمة وليس لتدفق معين وحامل (EPS) محدد الذي يضمن جودة الخدمة لتدفقات محددة، ومع ذلك نظراً لأنّه من المستحيل إجراء التسليم بواسطة وحدة التدفق، فلا يتم النظر في جودة الخدمة، وعند تنفيذ عملية تسليم من مسار نقل (DSMIPv6) من الضروري إنشاء حامل افتراضي ثم تنفيذ عملية تسليم للحامل الافتراضي.

من الممكن إنشاء حامل (EPS) محدد بعد استمرار الاتصال من خلال الحامل الافتراضي وذلك لتمكين الاتصال من خلال حامل (EPS) المحدد الذي يفي بجودة الخدمة (QoS) اللازمة للتدفق، ومع ذلك نظراً لأنّه من الضروري إجراء اتصال مؤقتًا باستخدام الحامل الافتراضي الذي لا يفي بمستوى جودة الخدمة، فهناك مشكلة تتمثل في تدهور جودة التدفق بشكل ملحوظ في ذلك الوقت.