3.3.4 Spojovací vrstva

Zatímco relační vrstva zabezpečuje logickou relaci, spojovací vrstva spravuje konkrétní bezdrátové spojení mezi AN a AT. Doba života logické relace je delší než doba života spojení, které logickou relaci zabezpečuje. Spojovací vrstva obsahuje celkem sedm protokolů, viz. tabulka 3.1.

Air link management protocol má celkovou odpovědnost za navazování a ukončování spojení. Route update protocol navíc aktualizuje spojení, zatímco se AT pohybuje mezi různými buňkami a sektory. Při zkoumání spojovací vrstvy se blíže seznámíme právě s těmito dvěma protokoly.

3.3.4.1 Air link management protocol

Air link management protocol má celkovou odpovědnost za navazování a ukončování spojení. Air link management protocol ve spojovací vrstvě je analogický k protokolu session management protocol (který má za povinnost otevírání a uzavírání relací) v relační vrstvě.

Důvodem, proč chceme aktivně otevírat a zavírat spojení, je zachování vzdušných přenosových zdrojů. Je-li datový přenos dočasně nečinný, je žádoucí uvolnit cenný přenosový zdroj a uvolnit ho jiným uživatelům. Air link management protocol může uvést spojení do jednoho z následujících tří stavů:

Obrázek 3.5 obsahuje přechody mezi těmito stavy. Stavy protokolu air link management protocol jsou extrémně důležité, protože aktivita zbývajících šesti protokolů (na spojovací vrstvě) se od těchto tří stavů odvíjí. Například protokol idle state protocol je aktivní pouze tehdy, když je air link management protocol v nečinném stavu, zatímco protokol connected state protocol je aktivní pouze tehdy, když je protokol air link protocol ve stavu spojeno. Na druhou stranu, protokol route update protocol je aktivní, když je protokol air link management protocol v nečinném stavu nebo ve stavu spojeno.

Pokud se spojení uzavře, relace zůstává obvykle otevřena. Pokud chce systém aktivně uzavírat a otevírat spojení za účelem uchování zdrojů, nemusí nezbytně uzavírat a otevírat relace. Je to z toho důvodu, že při otevírání relace nějakou dobu trvá, než se domluví se všemi protokoly a nastaví všechny konfigurační parametry. Systém nechce pokaždé znovu otevírat a uzavírat relace, pokud je otevřeno nebo uzavřeno spojení. Ve skutečnosti je relace velmi zřídka uzavírána, výjimkou je případ, kdy se AT dostane z dosahu pokrytí sítě.

3.3.4.2 Route update protocol

Protokol route update protocol spravuje uchovává spojení, zatímco se AT pohybuje mezi různými buňkami a sektory. Protokol route update protocol je proto aktivní pouze tehdy, když je protokol air link management protocol v nečinném stavu nebo ve stavu spojeno.

Když se AT pohybuje mezi buňkami a sektory, získává od nich kanál forward pilot channel. Protože každý sektor má svůj vlastní pilot, protokol route update protocol je musí sledovat. Protokol route update protocol (na straně AT) spravuje 4 sady pilotů, specifikovaných PN offsetem. Tyto čtyři sady jsou:

Spojovací vrstva v 1xEV-DO (konkrétně protokol route update protocol) spravuje uvedené čtyři sady. V AT protokol route update protocol měří sílu kanálu forward pilot channel, hledá piloty, udržuje drop timer a obecně spravuje členství v uvedených čtyřech sadách.

Protokol route update protocol zpracovává dvě důležité signalizační zprávy: RouteUpdate a TrafficChannelAssignment. AT na reverse lince vyšle zprávu RouteUpdate, aby informoval AN o aktuálních rádiových podmínkách (například počet pilotů, které AT vidí). AN na forward lince vyšle zprávu TrafficChannelAssignment, aby aktualizoval aktivní sadu v AT, hlavně v případě, že je AT (a také AN) ve stavu spojeno.

3.3.4.3 Další protokoly

Dalších pět protokolů ve spojovací vrstvě provádí aktivity spojené s navazováním a s uzavíráním spojení. Inicializační protokol je například zodpovědný za počáteční nabytí AN. Při počáteční akvizici inicializační protokol prochází řadou stavů (získávání sítě, získání pilotu, synchronizace). Inicializační protokol je k dispozici, pouze když je protokol air link protocol v inicializačním stavu.

Protokol idle state protocol provádí funkce AT po získání AT, ale je nečinný, když spojení není otevřeno. Idle state protocol je tedy aktivní pouze tehdy, když je air link management protocol v nečinném stavu. Connected state protocol na druhou stranu provádí funkce AT, který je ve stavu spojeno, když je spojení otevřené. Connected state protocol je tedy aktivní pouze tehdy, když je air link management protocol ve stavu spojeno.

Protocol overhead messages protocol se od ostatních protokolů ve spojovací vrstvě liší v tom, že je aktivní ve všech třech stavech air link management protokolu. Overhead message protokol je totiž zodpovědný za zpracování doplňkových parametrů posílaných kontrolním kanálem. Overhead message protokol hlavně zpracovává dvě zprávy: SectorParameters a QuickConfig. AN používá (dlouhou) zprávu SectorParameters, aby informoval AT o všech relevantních doplňkových parametrech náležejících do příslušného sektoru. Na druhé straně AN používá (krátkou) zprávu QuickConfig, aby rychle informoval AT o změně doplňkových parametrů, takže je zpráva QuickConfig použita pro ty parametry, které se často mění. Tyto dvě zprávy se nazývají doplňkové, protože parametry obsažené ve zprávách jsou používány více než jedním protokolem ve spojovací vrstvě.

3.3.4.4 Packet consolidation protocol

Protokol packet consolidation protocol ve spojovací vrstvě provádí funkce konsolidace prioritizace. Každá zpráva generovaná v aplikační vrstvě má číslo priority v rozsahu 0 až 255. Čím nižší číslo, tím vyšší priorita. Packet consolidation protokol tuto informaci k prioritizaci paketů pro přenos. Jinými slovy, přenosy a zpracování paketů s vyšší prioritou bude upřednostňováno před přenosem a zpracováním paketů s nižší prioritou.

Spojovací vrstva nemodifikuje paket, který přenáší uživatelská data, protože spojovací vrstva převážně provádí signalizační funkce údržby a správy bezdrátového spojení. Packet consolidation protokol častokrát pouze předá paket obdržený z relační vrstvy do bezpečnostní vrstvy. Toto je i případ v našem příkladě: pokud se jedná o paket s uživatelskými daty, packet consolidation protokol ve spojovací vrstvě přijme paket z relační vrstvy a předá ji do bezpečnostní vrstvy (viz. obrázek 3.4).