شبكة استشعار لاسلكية
الدخول إلى الوسط الناقل (MAC) > البروتوكولات المبنية على الحجز

إن بروتوكولات الدخول للوسط الناقل المبنية على الحجز (reservation based MAC) قامت بحل مشكلة كثْرة التصادمات الموجودة في البروتوكلات القائمة على الخلاف التي تضمنت احتمالية كبيرة للتصادم نتيجة لعدم وجود تأسيس للاتصال قبل البدء بالإرسال، بالتالي فإنه من الممكن جدا أن تقوم أكثر من عقدة مستشعرة بالإرسال في نفس الوقت خصوصًا مع كثرة هذه العُقَد، بالتالي فإن تقنية الوصول المتعدد ذو الحساسية للحامل مع تجنب التصادم (CSMA/CA) ستتولى مهمتها بتفريغ الهواء من الرسائل المتداخلة التابعة لأكثر من عقدة، ثم سيتم إعادة الإرسال من جديد. بالتالي فإن التقنية هذه غير مجدية نوعًا ما في حال كان لدينا عدد كبير من عقد المستشعرات المنتشرة، لأنه ذلك سيؤدي للكثير من التصادمات بالتالي الكثير من التأخير.
فجاءت البروتوكلات المبنية على الحجز لتقوم بحل هذه المشكلة. وأكثر ما يميز هذه البروتوكات هو عدم إمكانية حدوث التصادمات. وتستخدم هذه البروتوكولات تقنية الوصول المتعدد للوقت المقسم (TDMA) التي تقوم بتقسيم الوقت في قناة الاتصالات إلى أجزاء (شرائح slots), وكل جزء منها تابع لإرسال معين، أي أن كل مرسل يُعطَى مدة زمنية معينة ليرسل معلوماته في القناة (الهواء في حالتنا), ثم بعد انتائها يدخل مستخدم آخر ليرسل ضمن مدة زمنية مساوية للمرسل الذي قبله، ثم بعد انتهاء كل المرسِلِين يعود المرسل الأول للإرسال مرة أخرى وهكذا بشكل دوري.
بشكل عام، تقوم هذه البروتوكولات بعملية الاتصال وفقًا لإطار محدد، ويتكون هذا الإطار من جزئين، أولهما هو فترة الحجز، حيث تقوم العقد الاستشعارية التي تريد إرسال بيانات معينة بإرسال طلب ليتم حجز شريحة زمنية معينة لها للإرسال إلى نقطة مركزية سواء كانت هذه النقطة عقدة أخرى أو جهازًا قائمًا على مجموعة من العقد (cluster head), أما الجزء الثاني فهو فترة إرسال البيانات التي يقوم خلالها كل المرسلون بعملية الإرسال ضمن الشريحة الزمنية التي قاموا بحجزها في الجزء الأول من الإطار.
أما حجم الإطار (الفترتين الزمنيتين آنفتي الذكر) وطريقة حجز الشرائح الزمنية، بالإضافة إلى التنافس على حجز الشرائح الزمنية بين المرسلين (كم شريحة سيأخد المرسل خلال الإطار الواحد), فكل تلك الأشياء تختلف من بروتوكول إلى بروتوكول.
و من هذه البروتوكولات هو التراما (TRAMA) الذي يقوم على استخدام الشرائح الزمنية بالإضافة أنه بتبع نظامًا في توزيع الشرائح يعتمد على اجراءات ومتطلبات الإرسال التي يقوم بها كل مرسل، فلنذكر إمكانية أن المرسلين لن يرسلوا الإشارات على نفس التردد ذلك بسبب اختلاف التصميم من مرسل إلى مرسل آخر، بالتالي فإن استخدم جهازان اشارتان تختلفات بالتردد فإن المستقبل سيستطيع التمييز بينهما، بالتالي فإن أرسلا في نفس الوقت فإن ذلك لن يكون مشكلة، بالتالي فقد قام هذا البروتوكول باستغلال هذه الميزة، حيث أن الشريحة الزمنية التي يجب على مرسل معين استخدامها يتم تحديدها بحيث لا يحدث أي تصادم في الإرسال بينه وبين مرسل آخر.
بروتوكول التراما لا يحتاج إلى نقطة مركزية تقوم بحجز الشرائح الزمنية، إنما حينما يقوم جهازان بالتراسل، فإن العقد التي يتم عبرها الاتصال تقوم بجدولة الشرائح بناءًا على الجهازين المرسلين.
و يتكون الاتصال في هذا البروتوكول من أربعة مراحل:
استكشاف الجيران: حيث تعلم فيها كل عقدة بخصوص جيرانها أي الذين على اتصال مباشر معها.
تبادل معلومات الإرسال: حيث تقوم كل عقدة بإرسال معلومات الإرسال قبل أن تبدأ به للعقدة الستقبلة، أي أنها تخبر العقدة المستقبلة بنيتها للإرسال خلال هذه المرحلة، بالطبع فإن العقد المستقبلة تكون هي من الجيران لأن الاتصال سيتم عبر العقد حتى الوصول إلى المستقبل.
إنشاء الجدول الزمني: تستخدم كل عقدة في هذه المرحلة معلومات الإرسال التي استقبلتها من جيرانها وذلك لتعيين الشرائح الزمنية الخاصة بالإرسال والاستقبال.
في هذه المرحلة تخرج العقد من طور النوم إلى طور النشاط وتبدأ بالاتصال خلال الشريحة الزمنية المحددة.
و يستخدم الترام مجموعة بروتوكولات منها البروتوكول الجار (NP): كما قلنا فإن كل عقدة تحمل معلومات جيرانها من العقد، أما وظيفة هذا البروتوكول فهي القيام بنشر تلك المعلومات إلى باقي العقد بحيث تصل إلى كل الشبكة، وذلك يتم في فترة حجز الشرائح ضمن الإطار المذكور سابقًا، وتحمل رسائل الروتوكول القائمة الموجودة في كل عقدة بخصوص جيرانها، ثم تتحول إلى أن تحمل التعديلات عليها، أي أن الرسائل ستحمل فقط التعديلات التي حدثت في تلك القائمة وليست القائمة كلها، وذلك لتقليل حجم هذه الرسائل لكيلا تستهلك مقدارًا كبيرًا من القدرة الإرسالية. أما إذا لم يحدث هناك تغيير في القائمة، فستظل هذه الرسائل موجودة بهدف التأكد من أن هذه العقدة لا تزال تعمل، فإن انقطعت الرسائل المنبعثة من عقدة ما لفترة زمنية معينة فإن جيرانها من العقد ستعلم أن هذه العقدة لم تعد تعمل.