ما هي وظيفة التنسيق الموزعة في الاتصالات DCF

يُعد (DCF) هي واحدة من الوظائف الأساسية لبروتوكول (WLAN MAC)، كما يتمثل الدور الرئيسي لهذه الوظيفة في جدولة نقل البيانات بناءً على (CSMA / CA)، والتراجع ومختلف مساحة الإطار الداخلي (IFS) وتسير دورة (DCF) الشاملة على النحو الذي ستبدو فيه معقدة للغاية من مجرد (CAMA / CA).

ما هي وظيفة التنسيق الموزعة DCF

وظيفة التنسيق الموزعة (DCF): هي تقنية إلزامية تُستخدم لمنع الاصطدامات في معيار (WLAN Wi-Fi) المستند إلى (IEEE 802.11)، كما إنّها تقنية طبقة فرعية للتحكم في الوصول المتوسط ​​(MAC) تُستخدم في المناطق التي يتم فيها استخدام الوصول المتعدد لاستشعار الموجة الحاملة مع تجنب الاصطدام (CSMA / CA).

• “DCF” هي اختصار لـ “Distributed coordination function”.

• “MAC” هي اختصار لـ “Media Access Control”.

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

• “CSMA / CA” هي اختصار لـ “Carrier-sense multiple access with collision avoidance”.

• “IFS” هي اختصار لـ “Interframe Space”.

مبدأ عمل التقنية الأساسية لـ DCF

• عندما يكون للمحطة إطار للإرسال، فإنّها تنتظر فترة تراجع عشوائية.

• يتم تحديد وقت التراجع العشوائي من خلال نافذة تنازع تحتوي على عدد عشوائي من الفترات الزمنية.

• تقوم الوظيفة بإنشاء رقم عشوائي وهي الفترة الزمنية لفتحة واحدة.

• إذا شعرت المحطة أنّ القناة مشغولة أثناء فترة التنازع، فإنّها توقف مؤقتها مؤقتاً حتى تصبح القناة خالية.

• في نهاية فترة التراجع إذا كانت القناة خالية، ستنتظر المحطة مقداراً من الوقت يساوي مساحة الإطار البينية الموزعة (DIFS) وتستشعر القناة مرة أخرى.

• إذا كانت القناة لا تزال خالية ترسل المحطة إطار طلب الإرسال (RTS).

• تستجيب محطة الوجهة باستخدام إطار واضح للإرسال (CTS) إذا كان متاحاً.

• ثم ترسل محطة الإرسال إطارات البيانات.

• بعد إرسال الإطارات تنتظر محطة الإرسال وقتًا يساوي مسافة قصيرة بين الإطارات (SIFS) للإقرار بالاستلام.

• في نهاية عملية الإرسال هذه تنتظر المحطة مرة أخرى وقت التراجع قبل الإرسال التالي.

ملاحظة:“SIFS” هي اختصار لـ “shortest Interframe spacing” و”CTS” هي اختصار لـ “clear to send”.

ملاحظة:“RTS” هي اختصار لـ “Request to Send” و”DIFS” هي اختصار لـ “Distributed Interframe Space”.

ما هي وظيفة التنسيق الموزع 802.11 DCF

تُعد وظيفة التنسيق الموزع (802.11 DCF) هي بروتوكول يستخدم استشعار الموجة الحاملة جنباً إلى جنب مع تبادل توجيه رباعي لزيادة الإنتاجية مع منع تصادم الحزم، كما يتم تعريف تصادم الحزمة على أنّه أي حالة تستلم فيها العقدة أكثر من حزمة واحدة في وقت واحد، ممّا يؤدي إلى عدم تلقي أي حزمة بشكل صحيح وبروتوكول (802.11) هو بروتوكول الشبكات اللاسلكية الأكثر شهرة والأكثر استخدامًا في التطبيقات الحقيقية.

(DCF) هو الوضع الافتراضي المستخدم لمشاركة الوسيط المادي، بحيث يتم استخدامه في كل من حالات شبكات البنية التحتية المخصصة والبنية التحتية، كما يجب أن يحتوي أي جهاز (Wi-Fi) على تنفيذ لهذا الوضع ويتوافق (DCF) هذا مع إصدار محسّن من الوصول المتعدد لـ (Carrier Sense) مع تجنب الاصطدام (CSMA / CA).

تمامًا كما هو الحال في آلية (CSMA) العادية، تنتظر محطة قاعدة مستعدة لإرسال البيانات أولاً خلال فترة محددة مسبقًا ويُشار إليها باسم (DIFS) وتبلغ (50 ميكرو ثانية)، وإذا لم تكتشف الطبقة المادية أي إشارة خلال هذه الفترة الزمنية يتم إرسال (CCA) إلى طبقة (MAC)، ولا تزال المحطة الأساسية تنتظر خلال مدة عشوائية أي نافذة التنافس.

إذا لم يتم اكتشاف أي إشارة خلال هذا الوقت ترسل المحطة الأساسية إلى جهاز الاستقبال طلب إرسال (RTS)، يحتوي إطار التحكم القصير هذا على عنوان (MAC) الخاص بجهاز الإرسال والاستقبال ويحتوي أيضاً على حقل (Duration) والذي يحتوي على المدة المقدرة لجزء (MAC) الأول، ويسمح هذا للمحطات الأساسية الأخرى بتحديد متجه تخصيص الشبكة (NAV (RTS))، حيث خلال هذه الفترة تكون المحطات الأساسية المجاورة سهلة يسمح بنقل البيانات لتجنب الاصطدامات.

بعد مسافة قصيرة للإطار البيني (SIFS) تبلغ (10 ميكرو ثانية)، يرسل جهاز الاستقبال إطار تحكم واضح للإرسال (CTS) يشير إلى جهاز الإرسال أنّه جاهز لاستقبال الإشارة، ويحتوي هذا الإطار أيضاً على معلومات مهمة تسمح بضبط (NAV (CTS))، ويتم إنهاء إجراء الحجز وترسل أجهزة الإرسال البيانات المقابلة لحزمة (IP)، وإذا كانت هذه الحزمة كبيرة جداً فيمكن تقطيعها إلى عدة أجزاء (MAC) يتم إرسالها على التوالي إلى القناة.

يتعرف جهاز الاستقبال على كل جزء عن طريق إرسال إطار إقرار بالاستلام (ACK)، وعندما لا يتلقى جهاز الإرسال (ACK) لبعض الأجزاء فإنّه يرسل هذا الجزء مرة أخرى، كما تحتوي جميع الإطارات على حقل يشير إلى مدة الإرسال المقدرة للجزء التالي، ممّا يسمح بتحديث (NAV) لجميع المحطات القاعدية المجاورة بحيث يفصل (SIFS) كل إطار لتجنب أي تداخل، وفي نهاية الإرسال يبدأ إجراء الحجز مرة أخرى ويمكن لمستخدم آخر الإرسال.

• “DSSS” هي اختصار لـ “Direct-sequence spread spectrum” و”CCA” هي اختصار لـ “Call Control Agent”.

• “NAV” هي اختصار لـ “Network Allocation Vector” و”IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

مبدأ عمل تقنية DCF

يستخدم (DCF) آلية تجنب الاصطدام للتحكم في الوصول إلى الوسيط اللاسلكي المشترك، وهذا بسبب صعوبة اكتشاف الاصطدامات في بيئة لاسلكية؛ لذلك يتم استخدام تقنية تجنب الاصطدام القائمة على التراجع وبدلاً من تقنية اكتشاف الاصطدام الشائعة في إيثرنت القياسي، ويستمع كل مستخدم أو محطة لاسلكية أولاً إلى الوسيط اللاسلكي لاكتشاف عمليات الإرسال.

إذا شعر أن الوسيط مشغول ينتظر المستخدم حتى ينتهي الإرسال المستمر، وإذا تم الكشف عن الوسيط ليكون خاملاً لفاصل زمني بين الإطارات الموزعة (DIFS)، يدخل المستخدم في إجراء التراجع وفي إجراء التراجع يختار المستخدم وقتًا عشوائيًا للتراجع أي في فترات زمنية من نافذة التنافس، ويبدأ في إنقاص عداد التراجع لكل فتحة يتم استشعارها لتكون خاملة.

إذا بدأ مستخدم آخر أثناء العد التنازلي في الإرسال يقوم المستخدم في وضع التراجع بتعليق العد وحتى ينتهي المستخدم المرسل ويتم استشعار الوسيط ليكون خاملاً لمدة (DIFS)، ويستأنف العد التنازلي بعد ذلك وبمجرد انتهاء فترة التراجع يبدأ المستخدم في الإرسال، كما يتم اختيار قيمة الفاصل الزمني للتراجع العشوائي من فترة تسمى نافذة التنافس (CW)، والتي تقع بين قيمتين تم تكوينهما مسبقًا (CW_min) و(CW_max).

يتم تعيين نافذة التنازع على (CW_min) في أول محاولة إرسال وتتضاعف بعد كل محاولة غير ناجحة حتى تصل إلى (CW_max)، وبعد ذلك يبقى في (CW_max) وتتم إعادة تعيين نافذة التنازع إلى (CW_min) بعد كل إرسال ناجح، وبعد إرسال بياناته ينتظر المستخدم مساحة قصيرة بين الإطارات (SIFS) للحصول على (ACK) من المستلم، والذي يخطر المستخدم باستلام إطاره بنجاح.

إذا لم يتم استلام (ACK) في غضون فترة زمنية يفترض المرسل حدوث تضارب ويقوم بجدولة إعادة الإرسال عن طريق الدخول في عملية التراجع مرة أخرى، حتى يتم الحد الأقصى لعدد عمليات إعادة الإرسال وعند هذه النقطة يتم إسقاط الحزمة.

• “CW” هي اختصار لـ “competition window”.