الهندسةهندسة الاتصالات

نظام بروتوكولات الاتصالات

اقرأ في هذا المقال
  • ما هو بروتوكول الاتصال؟
  • ما هي أساسيات بروتوكولات الاتصالات؟
  • بروتوكول PSTN
  • بروتوكولات الاتصال الخلوي
  • بروتوكولات اتصال البيانات
  • أنظمة التواصل في بروتوكولات الاتصالات

يمكن أن تغطي بروتوكولات الاتصالات المصادقة ومعرفة الأخطاء وتصحيحها وإرسال الإشارات، كما يمكنهم أيضاً تعيين كيفية بناء الاتصال وتوحيد الاتصالات التماثلية والرقمية، حيث يتم تطبيق بروتوكولات الاتصالات في الأجهزة والبرامج، وهناك العديد من بروتوكولات الاتصالات المعتمدة في كل مكان في الاتصالات التماثلية والرقمية.

 

ما هو بروتوكول الاتصال؟

 

بروتوكولات الاتصال: هي أنواع رسمية لتنسيقات الرسائل الرقمية وقواعده، والهدف منهم تبادل الرسائل في أو بين أنظمة الحوسبة، بروتوكولات الاتصال مهمة في أنظمة الاتصالات والأنظمة الأخرى لأنها تسبب التطابق والعالمية لإرسال واستقبال الرسائل.

 

تلعب بروتوكولات الاتصالات دوراً مهماً في أنظمة الاتصال الحديثة المتقدمة التي تنقل المعلومات والإشارات والرسائل عبر مسافات قصيرة وطويلة، كما تم تطوير بروتوكولات الاتصالات السلكية واللاسلكية من أجل البيانات أي الرقمية والرسائل الصوتية أي التماثلية.

 

ما هي أساسيات بروتوكولات الاتصالات؟

 

ألهمت الحاجة إلى اتصالات البيانات الباحثين وأدت إلى ظهور الاتصالات الرقمية وتكامل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت “VoIP”، أو المهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت مع خدمات الوسائط المتعددة المقدمة على شبكات “IP” عبر شبكة الهاتف العامة “PSTN”، كما تُعد الاتصالات الحديثة من خلال برامج “VoIP” شائعة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة المحمولة بما في ذلك الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة.

 

وتستخدم أنظمة “VoIP” بروتوكولات تبديل الحزم، والتي لها مزايا عديدة مقارنة بتبديل الدارات التي تعتمد على شبكة “PSTN” التقليدية، كما توفر تطبيقات “VoIP” لشبكة المنطقة المحلية “LAN” وشبكات المنطقة الواسعة “WAN“، وشبكة المنطقة المحلية اللاسلكية “WLAN” وشبكات الهاتف المحمول توفراً أفضل وقابلية التوسع والمرونة والحد الأدنى من الأجهزة وتكلفة منخفضة مقارنة بشبكات “PSTN”.

 

ومن ناحية أخرى فإنّ المشاكل المتعلقة بالإنترنت مثل التأخير والازدحام التي تسبب الارتعاش وفقدان الحزمة متأصلة في “VoIP”، ومع ذلك فإنّ تبديل الدارات أمر مقنع في العديد من التطبيقات التي تتطلب وقتاً حقيقياً وتأخيراً منخفضاً وجودة خدمة عالية، حيث يقدم لكل عميل لشبكات “PSTN” الحديثة من الدوائر التماثلية أو الرقمية المخصصة.

 

وهذا يعني أنّ قناة الاتصال محجوزة أثناء مكالمة أو جلسة بيانات، ونظراً للعدد المحدود من الدوائر ووحدات التحكم في “PSTN”، يمكن لجزء صغير فقط من العملاء إجراء مكالمات متزامنة داخل المحول، وأحد البروتوكولات الرئيسية التي تم تطويرها للمهاتفة عبر بروتوكول الإنترنت هو “SIP”، وهو مستوحى من إنشاء وإنهاء جلسة مكالمة ولتغيير معلمات جلسة محددة.

 

في مصطلحات الاتصالات، يتم استخدام كلمة بروتوكول لمعالجة بعض المجموعات المحددة من القواعد واللوائح التي تحكم عملية تبادل المعلومات الرقمية بين كيانين بعيدَين، وعلاوةً على ذلك نظراً لأنّ الاتصالات مجال واسع يجسد العديد من تقنيات الاتصال، فإنّ البروتوكولات المتعددة تعمل في مجالات مختلفة من الاتصالات الرقمية لخدمة عملية تبادل البيانات.

 

  • “VoIP” هي اختصار لـ “Voice over Internet Protocol”.

 

  • “PSTN” هي اختصار لـ “Public Switched Telephone Network”.

 

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

 

  • “WAN” هي اختصار لـ “Wide-Area Network”.

 

  • “SIP” هي اختصار لـ “Session Initiation Protocol”.

 

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

 

  • “LAN” هي اختصار لـ “Local Area Network”.

 

بروتوكول PSTN:

 

بروتوكولات “PSTN”: هي أقدم بروتوكولات الاتصال المعمول بها، وهي تنظم بشكل عام عملية الاتصال بين التبادلات المحلية والهواتف المنزلية ومبادلات البوابة، وتتضمن بعض البروتوكولات الرئيسية “SS7” وبروتوكول نقل التحكم في التدفق “SCTP” وبروتوكولات “V5.1 / V5.2” وبروتوكولات الشبكة الرقمية للخدمات المتكاملة “ISDN“، وتخدم هذه البروتوكولات بشكل أساسي إجراءات الاتصال الصوتي داخل شبكة “PSTN”.

 

  • “SS7” هي اختصار لـ “Signaling System 7”.

 

  • “SCTP” هي اختصار لـ “Stream Control Transmission Protocol”.

 

  • “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated Services Digital Network”.

 

بروتوكولات الاتصال الخلوي:

 

يستخدم الاتصال الخلوي إرسال البيانات نحو وحدات البيانات المتنقلة التي تتجول داخل منطقة التغطية كما يُعد إجراء الاتصال هذا طريقة شائعة لاتصالات البيانات، وله العديد من البروتوكولات المختلفة المصممة خصيصاً لتبادل البيانات وإجراءات التحكم في الإرسال.

 

وتتضمن بعض بروتوكولات الاتصال الخلوي الشائعة جزء تطبيق إدارة المحطة الأساسية “BSMAP” وجزء تطبيق إدارة النظام الفرعي للمحطة الأساسية “BSSMAP”، وبروتوكول تنفيذ النظام الفرعي للمحطة الأساسية “BSSAP” وبروتوكول تنفيذ النقل المباشر “DTAP”، وبروتوكول طبقة نقل خدمة الرسائل القصيرة “SMSTP” وإدارة محطة الإرسال والاستقبال الأساسية “BTSM” وبروتوكول تطبيقات الهاتف المحمول “MAP”.

 

  • “BSMAP” هي اختصار لـ “Base Station Management Application Part”.

 

  • “BSSMAP” هي اختصار لـ “Base Station Subsystem Mobile Application Part”.

 

  • “BSSAP” هي اختصار لـ “Base Station Subsystem Application Part”.

 

  • “DTAP” هي اختصار لـ “Direct Transfer Application Part”.

 

  • “SMSTP” هي اختصار لـ “SMS Transport Protocol”.

 

  • “BTSM” هي اختصار لـ “Base Transceiver Station Management”.

 

  • “MAP” هي اختصار لـ “Mobile Application Part”.

 

بروتوكولات اتصال البيانات:

 

يشمل مجال اتصال البيانات جميع الشبكات المحلية والخاصة والعامة التي تستخدم أجهزة الكمبيوتر لتبادل البيانات بين المستخدمين، وبعض الأمثلة على ذلك هي شبكات المنطقة المحلية وشبكات المناطق الحضرية والشبكات الواسعة وشبكة الشبكات أي الإنترنت، وتُستعمل هذه الشبكات مجموعات مختلفة من بروتوكولات الاتصال لتنظيم عملية اتصال البيانات والتحكم فيها.

 

وتشمل بعض الشبكات الرئيسية بروتوكول التحكم في الإرسال “TCP” وبروتوكول الإنترنت “IP” وبروتوكول نقل الملفات “FTP” وبروتوكول نقل النص التشعبي “HTTP“، وبروتوكول مكتب البريد “POP” وبروتوكول نقل البريد البسيط “SMTP” وبروتوكول التحكم في المضيف الديناميكي “DHCP”، وبروتوكول بوابة الحدود “BGP” وبروتوكول مصمم البيانات الموحد “UDP” وبروتوكول الوقت الفعلي “RTP” وبروتوكول التحكم في الحجز “RSVP”.

 

  • “TCP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol” و”HTTP” هي اختصار لـ “Hypertext Transfer Protocol”.

 

  • “FTP” هي اختصار لـ “File Transfer Protocol” و”SMTP” هي اختصار لـ “Simple Mail Transfer Protocol”.

 

  • “POP” هي اختصار لـ “post office protocol” و”DHCP” هي اختصار لـ “Dynamic Host Configuration Protocol”.

 

  • “BGP” هي اختصار لـ “Border Gateway Protocol” و”RTP” هي اختصار لـ “Real-time Transport Protocol”.

 

  • “RSVP” هي اختصار لـ “Resource Reservation Protocol” و”UDP” هي اختصار لـ “Unit Datagram Protocol”.

 

أنظمة التواصل في بروتوكولات الاتصالات:

 

تكون المعلومات التي يتم تبادلها بين الأجهزة من خلال شبكة أو وسائط أخرى معرضة للقواعد والاتفاقيات التي يمكن تحديدها في المميزات الفنية التي تسمى إصدارات بروتوكول الاتصالات، ويتم تحديد طبيعة الاتصال والبيانات الفعلية المتبادلة وأي سلوكيات تعتمد على الحالة من خلال مواصفاتها.

 

في أنظمة الحوسبة الرقمية يمكن أن تكون القواعد هي الخوارزميات وبنية البيانات، ويمكن استخدام لغة برمجة محمولة للخوارزميات لجعل نظام تشغيل برنامج البروتوكول منفصلاً، وعادةً ما تحتوي أنظمة التشغيل على مجموعة من العمليات المتعاونة التي تتعامل مع البيانات المشتركة للتواصل مع بعضها البعض، ويخضع هذا الاتصال لبروتوكولات واضحة جيداً والتي يمكن إدخالها في كود العملية نفسها.

 

في المقابل نظراً لعدم وجود ذاكرة مشتركة يتعين على أنظمة الاتصال التواصل مع بعضها البعض باستخدام وسيط إرسال مشترك، ولا يُعد النقل موثوقاً بالضرورة وقد تستخدم الأنظمة الفردية أجهزة أو أنظمة تشغيل مختلفة، ولتطبيق بروتوكول الشبكة يتم توصيل وحدات برنامج البروتوكول بإطار عمل معتمد في نظام تشغيل الجهاز، ويقوم إطار العمل هذا بوظائف الشبكات لنظام التشغيل.

 

في الوقت الذي تم فيه تطوير الإنترنت أثبتت الطبقات أنّها نهج تصميم ناجح لكل من تصميم نظام التحويل والمجمع، وبالنظر إلى أوجه التماثل بين لغات البرمجة وبروتوكولات الاتصالات تم استعمال الطبقات على البروتوكولات أيضاً، وأدى ذلك إلى ظهور مفهوم البروتوكولات ذات الطبقات التي تشكل في الوقت الحاضر أساس تصميم البروتوكول.

المصدر
Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى