محول البروتوكول

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

في مجال شبكات الحاسوب ، يُستخدم مُحوِّل البروتوكولات لتحويل البروتوكولات القياسية أو الخاصة بجهاز ما إلى بروتوكولات متوافقة مع الأجهزة أو الأدوات الأخرى، وذلك لتحقيق التوافق المطلوب. البروتوكولات عبارة عن برامج تُثبَّت على أجهزة التوجيه، وتعمل على تحويل تنسيقات البيانات ومعدل نقلها وبروتوكولات الشبكة إلى بروتوكولات الشبكة التي تُنقل فيها البيانات. تُستخدم أنواع مختلفة من البروتوكولات في مجالات متنوعة، مثل توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها، والنفط والغاز، والأتمتة، والمرافق العامة، وتطبيقات المراقبة عن بُعد . وتشمل أهم مهام ترجمة البروتوكولات تحويل رسائل البيانات والأحداث والأوامر ومزامنة الوقت.

الهندسة المعمارية العامة

محولات البروتوكول، موضحة

يتضمن التصميم العام لمحول البروتوكول بروتوكولًا رئيسيًا داخليًا يتواصل مع الأجهزة التابعة الخارجية، وتُستخدم البيانات المُجمّعة لتحديث قاعدة البيانات الداخلية للمحول. عندما يطلب الجهاز الرئيسي الخارجي بيانات، يقوم الجهاز التابع الداخلي بجمعها من قاعدة البيانات وإرسالها إلى الجهاز الرئيسي الخارجي. توجد آليات مختلفة للتعامل مع الإبلاغ التلقائي عن الأحداث والأوامر. يمكن استخدام وسائط مادية مختلفة للاتصال عبر البروتوكولين X وY، مثل RS-232 و RS-485 والإيثرنت ، وغيرها.

تطبيقات محولات البروتوكولات

تختلف تطبيقات محولات البروتوكولات من صناعة إلى أخرى. ويمكن أن يكون محول البروتوكولات برنامجًا أو جهازًا أو جهازًا متكاملًا، وذلك حسب البروتوكولات المستخدمة.

  • من أهم التطبيقات ما يلي:
    • أتمتة المحطات الفرعية
    • أتمتة المباني
    • أتمتة العمليات

يتم سرد البروتوكولات الرئيسية المستخدمة في كل مجال من مجالات التطبيق تحت قائمة بروتوكولات الأتمتة .

مشكلات زمن الاستجابة والمشاكل الهندسية في استخدام محولات البروتوكولات

تُستخدم محولات البروتوكولات عمومًا لتحويل البيانات والأوامر من جهاز أو تطبيق إلى آخر. ويتضمن ذلك بالضرورة تحويل البيانات والأوامر وتمثيلها وتشفيرها وتأطيرها لتحقيق التحويل.

توجد أنواع بسيطة ومعقدة من التحويلات، وذلك بحسب التطبيق والمجال الذي يُستخدم فيه. أبسط أنواع التحويلات وأكثرها شيوعًا هو تحويل البروتوكول بين Modbus RTU وModbus TCP. في هذا التحويل، لا يطرأ أي تغيير على الإطار العام. لذا، يسهل أخذ إطار Modbus RTU التسلسلي وتغليفه في مقبس TCP / UDP وإرساله عبر الإيثرنت. ولأن إطاري البروتوكولين متطابقان، باستثناء نقل الطبقة الفيزيائية الفعلية، فإن طبقتي التطبيق ستفسران البيانات بشكل متشابه طالما أن واجهات الاتصال شفافة.

مع ذلك، توجد تحويلات بالغة التعقيد، على سبيل المثال: تنسيق البيانات، وأنواع البيانات المدعومة، ونماذج الكائنات، وما إلى ذلك. وهي تختلف اختلافًا كبيرًا لدرجة أن محرك التحويل يحتاج إلى إجراء تعديلات ليس فقط في الإطار، بل أيضًا في ربط المعلومات لكل نوع من أنواع البيانات، والأوامر، وفي بعض الحالات، نماذج الكائنات. كذلك، قد يتطلب الأمر إعدادات من المستخدم لتحديد ربط أنواع البيانات المدعومة وغير المدعومة.

ومع ذلك، فإن هذه التحولات تؤدي إلى مزايا التحويل، وتأخير الاتصال، وزمن استجابة المعالجة، ووقت معالجة إجمالي من البداية إلى النهاية وهو أمر محدود ويجب مراعاته في جميع تصميمات الحلول.

يعتمد زمن استجابة الاتصال من طرف إلى طرف على زمن معالجة الأجهزة والبرامج المستخدمة، وتعقيد البروتوكول والتحويل، وبنية الحل. وتتراوح هذه الأزمنة في تطبيقات الأتمتة الصناعية والطاقة النموذجية بين 10 و20 مللي ثانية، وقد تصل إلى ثانية واحدة. لذا، يجب على بنى الحلول التي تستخدم محولات البروتوكولات مراعاة هذا الزمن وتأثيره على المشروع، وتحديد المحولات المستخدمة فيه.

كذلك، تتطلب معظم هذه البنى عمليات تهيئة وتخطيط، وكلاهما يستلزم جهداً ووقتاً هندسياً كبيراً. لذا، يجب مراعاة ذلك عند تحديد جداول المشاريع.

انظر أيضاً