مستوى التحكم في شبكة النقل في الاتصالات

يحافظ نظام خادم الشبكة على روابط رسائل البيانات مع ارتباط الجهاز على كل من العديد من أجهزة المستخدم النهائي اللاسلكية، ومن خلال واجهة الشبكة يستقبل نظام الخادم رسائل من عناصر الشبكة والتي يُطلب تسليمها إلى مكونات برمجية محددة على مكونات محددة ومعينة من الأجهزة.

خصائص مستوى التحكم في شبكة النقل

• تخلق دارة الحزمة الكهربائية بين النسيج إشارة كهربائية وتبديل الإشارة الكهربائية عبر النسيج الكهربائي إلى واحدة مناسبة من الدوائر الكهربية الضوئية.

• تخلق الدوائر الكهربائية الضوئية بين إشارة ضوئية يتم تبديلها بواسطة النسيج البصري إلى واحدة مناسبة من الواجهات البصرية الخارجية، متبوعة بالإرسال عبر بقية شبكة النقل وعلى سبيل المثال إلى رف الوجهة.

• تضيف الدوائر البينية معلومات قبل إرسال الحزم أو الإشارات الكهربائية عبر شبكة النقل.

• على وجه التحديد قبل التحويل تقوم الدوائر الكهربية الضوئية بين النسيج بتأطير إشارة كهربائية عن طريق إضافة بت أو بايت.

• يشتمل الإطار الذي يضاف إلى إشارة كهربائية على وحدات بايت زائدة عن الحاجة ليتم استخدامها بواسطة الوجهة لاكتشاف الأخطاء في الإشارة المستقبلة وتصحيحها، بحيث يتم استرداد الإشارة الأصلية قبل التأطير.

• يتم استخدام البايتات الزائدة عن الحاجة بواسطة الوجهة لتنفيذ تقنية تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء بالنسبة للإشارة غير المصححة إلى مستوى كافٍ؛ للتغلب على نسبة الإشارة الضوئية إلى الضوضاء (OSNR) الناتج عن اجتياز لواحد أو أكثر من (OADMs) دون تجديد.

• بينما يمكن استخدام أي تقنية لتصحيح الخطأ الأمامي.

عمل الدوائر في مستوى التحكم في شبكة النقل

• يشتمل جزء الدخول من الوحدة على مزيل تعدد الإرسال البصري الذي يقسم جزءًا من الإشارة الضوئية بطول موجة محدد مسبقًا، يُسمى “القناة الإشرافية الضوئية” والتي تُستخدم للتواصل مع العقد الأخرى في شبكة النقل وعلى سبيل المثال، عقدة المصدر للإشارة.

• بعد ذلك يتم تضخيم الإشارة الضوئية بواسطة مكبر بصري في الوحدة، للتعويض عن الخسائر في الألياف الضوئية.

• بعد ذلك يتم تقسيم الإشارة الضوئية بواسطة فاصل في الوحدة، ويتم توفير نسخة ناتجة عن الانقسام عبر الألياف البصرية لكل من الوحدات المتصلة بالألياف البصرية.

أساسيات مستوى التحكم في شبكة النقل

• تتكون شبكة النقل عادةً من عقد في مواقع مختلفة مترابطة بواسطة ألياف بصرية لنقل حركة المرور عبر مسافات طويلة مثل المسافات بين المدن.

• تتضمن حركة المرور وحدات منفصلة من البيانات مثل المطابقة لبروتوكول الإنترنت (IP)، بالإضافة إلى تدفقات البيانات الحساسة للوقت كما هو الحال في الدوائر الصوتية في المهاتفة التقليدية.

• توفر كل عقدة في شبكة النقل عادةً وظيفة واحدة أو أكثر لإنشاء الإشارات التي يتم إرسالها على الألياف الضوئية.

• إنّ شبكة التقنية التي يتم تنفيذها باستخدام أجهزة التوجيه لمعالجة حزم (IP)، باستخدام منصات توفير الخدمات المتعددة (MSSPs) لتوليد الإشارات الضوئية، واستخدام معددات الإرسال بالإضافة الضوئية لنقل الإشارات الضوئية عبر شبكة النقل.

• إنّ الحزم الأصلية عبارة عن إطارات إيثرنت تحتوي على رؤوس طبقة وصول إلى الوسائط (MAC) والرؤوس الجديدة تسمى أيضًا رؤوس (MAC) الأساسية لها نفس بنية رأس (Ethernet MAC).

• يقوم مديرو حركة مرور الدوائر الكهربائية بين الألياف بتنفيذ تغليف (MAC-in-MAC) لكل حزمة، بعد التصنيف وما إلى ذلك.

• يتبع تدفق الحزم المغلفة عبر شبكة النقل مسارًا محددًا في كل عقدة وسيطة بناءً على واحد أو أكثر من الحقول في رأس العمود الفقري (MAC) حتى الوصول إلى الوجهة.

• يستخدم أحد النماذج عنوان (MAC) الأساسي ومعرف (VLAN) الأساسي ويقوم بإجراء بحث (60 بت) لتحديد المسار.

• كما يتم تجريد رأس (MAC) الأساسي من الحزم التي يتم إعادة توجيهها بعد ذلك إلى مستخدم نهائي خارج شبكة النقل بالطريقة العادية.

• يتم توفير مسار كل تدفق عبر شبكة النقل في كل عقدة وسيطة تمر عبرها حزمة مغلفة.

• يتم التزويد عن طريق وحدة تحكم شبكة لشركة اتصالات تعمل على شبكة النقل.

• إن توفير المسارات للحزم المغلفة (MAC-in-MAC) يلغي الحاجة إلى آليات اكتشاف (Ethernet) والتي لا تُستخدم لتوجيه حزمة واحدة في كل مرة عبر شبكة النقل.

ملاحظة:“VLAN” هي اختصار لـ “Virtual Local Area Network”.

ملاحظة:“IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

ملاحظة:“MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

ملاحظة:“MSSP” هي اختصار لـ “managed security service provider”.

شبكات مستوى التحكم في شبكة النقل

• تتضمن مستوى التحكم في شبكة النقل من شبكة مزود مركزي وشبكة مزود خدمة، وتشير شبكة الموفر المركزي بشكل عام إلى شبكة الوصول المطلوبة لتوصيل الجهاز بشبكات أخرى.

• تتضمن شبكة الموفر المركزي عمومًا الطبقة المادية والتحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) ووظائف الشبكات المختلفة التي يمكن تنفيذها؛ لأداء المصادقة والتفويض والتحكم في الوصول، وتوجيه حركة المرور إلى شبكة تتصل بخوادم مستوى التحكم.

• كما تشير شبكة مزود الخدمة بشكل عام إلى الشبكة التي تتضمن خوادم مستوى التحكم.

• تكون شبكة المزود المركزي وشبكة مزود الخدمة هي نفسها، وفي بعض النماذج تكون مختلفة.

• يتم التحكم في سياسات خدمة الجهاز من خلال مجموعة من خوادم مستوى التحكم في الخدمة الموجودة في شبكة الانتقال أو أي شبكة يمكن للجهاز الوصول إليها.

معدات شبكات مستوى التحكم في شبكة النقل

• توفر بنية مستوى التحكم القائمة على الخادم وسيلة فعالة للغاية لتمكين الطرف الثالث من التحكم في الخدمات، مثل: برامج التطوير المفتوح للناقل المركزي أو علاقات مشغل الشبكة الافتراضية للجوال (MVNO).

• مع توسع معالجة الجهاز وسعة الذاكرة، يصبح الانتقال إلى بنية معالجة سياسة الخدمة الموزعة هذه أيضًا أكثر كفاءة.

• يشتمل تراكب الشبكة الافتراضية على معالج خدمة الجهاز ووحدة تحكم خدمة الشبكة ورابط اتصال مستوى التحكم لإدارة الجوانب المختلفة لتنفيذ سياسة خدمة الشبكة القائمة على الجهاز.

• يتم تطبيق حل شبكات تراكب الشبكة الافتراضية على شبكة هرمية قائمة وعلى سبيل المثال للخدمات اللاسلكية.

• يتم تطبيقه لتبسيط أو تسطيح بنية الشبكة.

• يتم نقل الغالبية العظمى من معالجة شبكة مسار البيانات المعقدة المطلوبة لتنفيذ أهداف إدارة الخدمة الأكثر ثراءً للشبكات الهرمية الحالية للخدمات اللاسلكية إلى الجهاز، ممّا يترك معالجة مسار البيانات أقل المطلوبة في الشبكة الطرفية وفي بعض الحالات أقل في الشبكة الأساسية.

ملاحظة:“MVNO” هي اختصار لـ “Mobile Virtual Network Operator”.

نظراً لأن حركة مستوى التحكم بين خوادم التحكم في الخدمة ووكلاء الجهاز الذين ينفذون سياسات الخدمة يمكن أن تكون أبطأ بعدة أوامر من حيث الحجم من حركة مستوى البيانات، فإنّ وضع شبكة خادم التحكم في الخدمة والبنية التحتية للنقل الخلفي أقل حساسية للأداء من مستوى البيانات شبكة الاتصال.