ما يجب أن تعرفه عن تنسيق إطار المنارة？

ما هو إطار منارة

أ منارة هو صغير, جهاز لاسلكي يرسل إشارات إلى الأجهزة الذكية الأخرى المحيطة به ويستقبلها منها. استخدام تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة, يبث جهاز الإرسال اللاسلكي هذا إشارة راديو بسلسلة من الحروف والأرقام, ثم ينقلها على فترات قصيرة ولكن منتظمة ضمن نطاق تقريبًا 70 متر.

تكون الإشارة التي تبثها المنارة في نوع تنسيق يعرف بتنسيق المنارة. تنسيق المنارة هو بروتوكول اتصال يحتوي على خصائص المنارة. عادة, هذه المعلومات عبارة عن سلسلة من الأرقام والأحرف التي يتم تجميعها معًا كإشارة للمنارة.

إطار المنارة هو إطار إدارة سائد في IEEE 802.11 الشبكات المحلية اللاسلكية المعتمدة (الشبكات المحلية اللاسلكية). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE). 802 هي مجموعة من شبكة المنطقة المحلية (لان) المعايير الفنية التي تحدد مجموعة التحكم في الوصول إلى الوسائط (ماك) والطبقة المادية (فاي) البروتوكولات المستخدمة لتنفيذ شبكة محلية لاسلكية (شبكة محلية لاسلكية) اتصالات الكمبيوتر. يتم إنشاء هذه المعايير ومراقبتها من قبل معهد مهندسي الإلكترونيات الكهربائية (IEEE) لجنة معايير الشبكة المحلية, لذلك, IEEE 802. موكوبلو والشركات المصنعة الأخرى أعضاء في IEEE, لذلك IEEE 802 يستخدم بشكل واسع

قبل أن يتم نقل الإطار, يجب إدخال كل معلومات الشبكة التي تحتاجها المحطة في ملف الشبكة إطار منارة البث. تُستخدم هذه الإطارات للاتصال ومزامنة الأجهزة الموجودة في شبكة WLAN. بعبارة أخرى, جميع الأجهزة في شكل إطار منارة, تتواصل جميع الأجهزة المتصلة مع بعضها البعض من خلال نقطة الوصول لتأكيد حالة القناة أو المحطة.

كم مرة يتم إرسال إطارات المنارة?

الفاصل الزمني بين إطارين منارات متزامنة يتم بثها في منارة ما هو الفاصل الزمني للمنارة الخاصة بها. عادةً ما يتم قياس الفواصل الزمنية للإشارات بوحدات زمنية (طوس); كل وحدة زمنية (تو) مساوي ل 1024 ميكروثانية. لذلك, يمكن للمرء أن تقريب الفترة الافتراضية بين منارات ليكون 100 ميلي ثانية. عادةً ما يكون هذا الفاصل الزمني قابلاً للتكوين ليكون أعلى أو أقل في العديد من أجهزة الإشارات مثل منارة بلوتوث.

وظائف إطار المنارة

هناك عدة وظائف لإطار المنارة في شبكة WLAN.

• • • تتمثل الأهمية الأكثر أهمية لإطار المنارة في أنه يعلن عن توفر الشبكة للأجهزة الأخرى. بعبارة أخرى, تتمثل الوظيفة الأساسية لإطار المنارة في الإعلان عن وجود نقطة وصول في موقع معين مع توفير تفاصيل هذه الشبكة بمعنى قدرتها, معلومات التكوين والأمان للأجهزة المتصلة بالشبكة.
    • وبصرف النظر عن هذا, يُستخدم إطار الإشارة أيضًا للحفاظ على المهام ومزامنة البيانات بين الأجهزة المتصلة والشبكة.
    • يتم عادةً إرسال إطارات المنارة على فترات زمنية مخصصة للمحطات المتنقلة (الهواتف الذكية, الأجهزة القابلة للارتداء, أجهزة الكمبيوتر المحمولة, إلخ.) التي تكون متصلة بالشبكة للعثور على الشبكة, التعرف عليه, والاتصال به بعد ذلك.

تنسيق إطار المنارة العامة

عمومًا, يشتمل تنسيق إطار المنارة على 802.11 مراقبة الدخول المتوسطة (ماك) header, جسد, وتسلسل فحص الإطار (FCS), المعروف أيضًا باسم المقطورة. عادة, يتم إنشاء إطارات المنارة بواسطة خادم MAC, الذي له عنوانه مثل عنوان الإطار أيضًا. وعندما يتم إرسال الإطارات من خلال نقطة الوصول (ا ف ب), تقوم نقطة الوصول بنشر واجهتها اللاسلكية وتحويلها إلى عنوان جهاز الإرسال. عنوان واجهة AP هو BSSID. تبعًا, يتم إرسال إطارات المنارة إلى العميل - وهو جهاز الاستقبال والوجهة.

مكونات إطار المنارة العامة

يتكون الرأس من معلومات المنارة المتعلقة بالمكان الذي يتجه إليه الإطار, مجموعة التشفير المستخدمة لتشفير إطارات البيانات, معدل البيانات, وأكثر من ذلك بكثير. أربعة حقول عنوان – المصدر, وجهة, الارسال, وجهاز الاستقبال - هما مكونات رأس تنسيق إشارة Bluetooth.

يتكون جسم إطار منارة BLE من معلومات المنارة, وهو مغلق ومضمون. يعتمد حجم جسم الإطار بشدة على مقدار الإرسال الذي يتم إجراؤه.

يتضمن المقطع الدعائي فحصًا دوريًا للتكرار 32 بت (اتفاقية حقوق الطفل), الذي يعمل مع تسلسل التحقق من الإطار (FCS). يُستخدم هذا التسلسل للتحقق من صحة محتوى إطار الإشارة لفهم ما إذا لم يتم العبث بها أو إتلافها أثناء النقل. يتم تشغيل جميع القيم التي تم الحصول عليها من رأس الإطار ونصه من خلال عملية حسابية, ويتم تخزين نتائجها لاحقًا في حقل FCS.

الحقول الإلزامية في إطار المنارة العامة

تشمل الحقول المهمة في جسم إطار المنارة:

الطابع الزمني (8 بايت): وهو الوقت الذي يشير إلى إطار الإشارة الذي تستخدمه الأجهزة المتصلة للمزامنة مع شبكة WLAN.

الفاصل الزمني للمنارة (2 بايت): وهو الفاصل الزمني بين إرسالين متتاليين للمنارة في الإطار.

معلومات القدرة (2 بايت): الذي يوفر معلومات حول قدرة الشبكة أو الجهاز. فهو يتأكد مما إذا كان نوع الشبكة المستخدم هو شبكة مخصصة أو شبكة بنية تحتية.

معرفات مجموعة الخدمة (معرفات مجموعة الخدمات): والتي تُعرف أيضًا باسم أسماء الشبكات هي المكونات الأساسية لجميع البرامج الملحقة للتتبع وجزء أساسي من عملياتها.

الأسعار المدعومة: هذا حقل مكون من 8 ثمانيات يحدد معدلات إرسال القناة. يمكن العثور على هذا في جميع أنواع المنارات وعملياتها.

التسلسل المباشر (س) مجموعة المعلمة (2 بايت)

معلمة IBSS (4 بايت): وهو موجود فقط في إطار إشارة الشبكة المخصصة.

خريطة الإشارات المرورية (تيم): وهو موجود في إطارات المنارة التي تم إنشاؤها بواسطة AP فقط. يرسلها AP الخاص بالشبكة على فترات, وهو مفيد في وضع الطاقة المنخفضة بتنسيق منارة BLE.

خالية من الخلاف (قوات التحالف) مجموعة المعلمة (8 بايت)

القفز الترددي (FH) مجموعة المعلمة: الذي تستخدمه محطات FH القديمة.

أنواع إطارات المنارة

جميع ال 802.11 يمكن تصنيف إطارات المنارة إلى ثلاثة أنواع, و هو; إدارة, يتحكم, والبيانات. عادة, إطار الإدارة هو المنارة نفسها, إطار التحكم هو طلب للإرسال (آر تي إس), وإطار البيانات هو إطار بيانات جودة الخدمة. وعلى نفس المنوال, يكون إطار الإدارة مسؤولاً عن مجموعة الخدمات الأساسية للإطار (بي.اس.اس), ينسق إطار التحكم الوصول إلى الوسائط, ويحتوي إطار البيانات على طبقة 3-7 معلومة.

عمومًا, كل أنواع الإطارات هذه لها نفس الرأس. لكن, عادة ما يكون هناك اختلاف في جسم الإطار, لأنه يحمل معلومات أكثر تفصيلاً حول نوع الإطار الذي يعد جزءًا منه.

الأنواع الفرعية لتنسيق منارة Eddystone

تنسيق المنارة في كل مكان هو تنسيق منارة Eddystone (مدعوم من جوجل) والذي يدعم كلاً من أجهزة iOS وAndroid. يمكنه إرسال تنسيق حزمة منارة واحدة في المرة الواحدة من خلال ثلاثة أنواع مختلفة من الإطارات, يسمى, تنسيق إشارة URL لـ Eddystone, تنسيق UUID للمنارة, ومنارة تنسيق TLM.

ينقل تنسيق إشارة URL الخاص بـ Eddystone رابط موقع الويب (عنوان URL) إلى الجهاز المتصل. يتيح تنسيق بيانات الإشارة هذا إمكانية الاتصال خارج تطبيق الهاتف المحمول المثبت.

تنسيق UUID للمرشد هو حرف مرتبط مكون من 16 رقمًا يتعرف على المرشد. على سبيل المثال, يمكن لـ UUID/UID تنشيط تطبيق مثبت على جهازك المحمول لبدء الاتصال بالمرشد.

يسمح تنسيق المنارة TLM بتوصيل بيانات المنارة بين المنارة والجهاز باستخدام القياس عن بعد. على سبيل المثال, يمكن توصيل مستوى بطارية المنارة أو مستوى درجة الحرارة باستخدام TLM.

الأنواع الفرعية لإطار الإدارة

في شبكة لاسلكية, تُستخدم إطارات الإدارة عمومًا للتحكم في مجموعة الخدمات الأساسية (بي.اس.اس). يتحكم إطار الإدارة في أنشطة مثل الفحص, ربط, التجوال, وفصل الأجهزة عن BSS. في هذا النوع من الإطار, حقل النوع 0 يشير إلى الإدارة.

بالنسبة للأنواع الفرعية لإطار الإدارة, مزيج من أرقام مختلفة بين 0 و 1 لها أوصاف مختلفة داخل رأس الإطار.

الأنواع الفرعية لإطار التحكم

تساعد إطارات التحكم إطارات البيانات والإدارة في عمليات التسليم الخاصة بها وتستخدم لإقرار الإطار. يحتوي إطار التحكم عادةً على رأس ومقطورة، لكنه لا يحتوي على هيكل إطار. في هذا النوع من الإطار, اكتب الحقل 1 يشير عادةً إلى التحكم.

بالنسبة للأنواع الفرعية لإطار التحكم, مزيج من أرقام مختلفة بين 0 و 1 لديه أوامر مختلفة.

الأنواع الفرعية لإطار البيانات

عادة, تُستخدم إطارات البيانات لنقل المعلومات أو بدء أمر سيتم تنفيذه, بدوره, يؤدي إلى حدث ما. من المهم ملاحظة أن بعض إطارات البيانات تحتوي فقط على رأس ومقطورة, لكن لا أحد.

الوصول إلى القناة التي تسيطر عليها HCF (HCCA) ووظيفة تنسيق النقاط (PCF) هي أنواع الشبكات اللاسلكية التي تستخدم الأنواع الفرعية لإطار البيانات.

معرف مجموعة الخدمات المحددة (SSID) من إطارات المنارة

معرف مجموعة الخدمة (SSID) من الشبكة عادةً ما يطلق على مجموعة خدمات الشبكة أو مجموعة الخدمات الموسعة. عادة, ما يفعله إطار المنارة هو بث معرف SSID من خلال حزم المنارة, وفي نهاية المطاف, سيتم الإعلان عن وجود شبكة – على شكل اسم شبكة لاسلكية – وستكون مرئية للمستخدمين لإمكانية الاتصال.

تتراوح معرفات SSID عادة من 0 بايت ل 32 بايت وعادة ما تكون بلغة مشهورة مثل اللغة الإنجليزية. على عكس الأنواع الشائعة من معرفات المجموعة, عادةً ما توفر معرفات SSID مساحة للتخصيص. قبل الارتباط بشبكة لاسلكية, من الضروري أن تعرف المحطة SSID الخاص بالشبكة. يمكن الحصول على هذه المعلومات إما من بث المنارة عبر محطتها الأساسية أو عن طريق المعرفة

SSID مسبقًا من خلال وسائل أخرى (ربما من التكوين السابق) في حالة غياب إعلان المحطة الأساسية.

لذا, عند بدء الاتصال بين الجهاز والشبكة, يرسل الجهاز SSID في طلب التحقيق. بعد ذلك, يتم إرسال الاستجابة من خلال نقطة وصول بشرط أن يتطابق SSID الموجود في طلب التحقيق مع SSID المتزامن مع نقطة الوصول. إذا لم يتم استيفاء كل هذه الشروط, لن تستجيب نقطة الوصول لطلب التحقيق, مما أدى إلى اتصال غير ناجح.

نقاط الوصول الافتراضية ومعرفات SSID المتعددة

مفهوم SSID في 802.11 لا يسمح لنقطة وصول واحدة بالاتصال بمعرفات متعددة لأنه معرف مجموعة خدمة مصمم في البداية لنقطة وصول واحدة ومجموعة خدمة واحدة في وقت معين. لكن, ليس من المستغرب أن تبدأ الشركات في المطالبة بنقاط وصول على مستوى المؤسسات يمكنها العمل مع معرفات SSID متعددة في وقت واحد. لكي يكون هذا ممكنا, يتم تقسيم نقطة الوصول إلى عدد من نقاط الوصول الافتراضية ضمن نفس النظام الأساسي للأجهزة الفردية. وهذا موجود في المساحات الحديثة متعددة الموفرين مثل المطارات, محطات القطار, محطات الحافلات, إلخ.

تقوم نقاط الوصول الافتراضية هذه بنسخ نظام تشغيل نقطة الوصول الفعلية مع طبقات IP داخل جهاز MAC; لكن, طبقة التردد الراديوي غائبة.

أي الفرق بين إطار بث BLE وإطار منارة BLE?

في نقل الطاقة المنخفضة عبر البلوتوث, عادة ما يكون الاتصال أحادي الاتجاه ويبدأ عن طريق البث أو الإعلان. على سبيل المثال, في الاتصال بين إشارة BLE وجهاز آخر قريب منها, يقوم جهاز إشارة BLE ببث حزم البيانات بانتظام, انتظار الجهاز - الذي يجب أن يكون قد قام بالبحث عن بث BLE هذا وأن يكون على دراية بشبكة جهاز الإشارة - لاكتشاف حزم البيانات المرسلة والاتصال بعد ذلك. بعبارة أخرى, إطار منارة BLE هو حمولة مميزة يتم إرسالها داخل إطار بث BLE.

يعمل عدد لا بأس به من أجهزة BLE عن طريق إرسال الإعلانات, ولكن باستثناء الجهاز المصمم خصيصًا للعمل كمنارة بليه, لا يقوم كل جهاز BLE آخر بإرسال إطارات إشارات BLE. لذا, تعتبر إطارات المنارات خاصة فقط بأجهزة إشارات BLE, على الرغم من وجود أجهزة BLE أخرى في السوق.

لتلخيص, منارة BLE هي نوع خاص من أجهزة BLE التي تم تصميمها لإصدار بث باستخدام تقنية إطار بث BLE, لكن تفرده يكمن في حقيقة أنه على عكس أجهزة BLE الأخرى مثل الهواتف الذكية, تنقل منارة BLE أيضًا خصائصها عبر إطار منارة.