HDLC je standardizovaný bitově orientovaný protokol linkové vrstvy používaný v sítích 3GPP pro spolehlivé rámcování a přenos signalizačních dat, který zajišťuje detekci chyb a řízení toku na rozhraních jádra sítě.

Popis

High Level Data Link Control (HDLC) je základní protokol linkové vrstvy, standardizovaný ISO jako ISO/IEC 13239, který byl přijat ve specifikacích 3GPP pro rámcování a spolehlivý přenos dat. Funguje na vrstvě 2 OSI modelu a jde o bitově orientovaný synchronní protokol. Jeho hlavní funkcí je zajistit spolehlivý přenos datových rámců mezi síťovými uzly přes fyzický spoj. HDLC definuje strukturovaný formát rámce sestávající z příznakových sekvencí pro ohraničení, adresních polí pro identifikaci stanic, řídicího pole pro správu typů rámců a sekvencování, informačního pole pro užitečná data a kontrolního součtu rámce (FCS) pro detekci chyb pomocí cyklického redundantního kódu (CRC). Protokol podporuje více provozních režimů, včetně Normálního režimu odpovědi (NRM), Asynchronního režimu odpovědi (ARM) a Asynchronního vyváženého režimu (ABM), které definují role primární a sekundární stanice při řízení spoje a toku dat.

V architektuře 3GPP je HDLC specifikován pro použití na různých rozhraních, zejména v jádru sítě a pro některé signalizační spoje přístupové sítě (RAN). Například v UMTS se používá pro rozhraní Iub mezi řídicím uzlem radiové sítě (RNC) a Node B, stejně jako pro některé signalizační přenosy v jádru sítě. Protokol poskytuje základní služby linkové vrstvy, jako je navázání a ukončení spojení, sekvencování a potvrzování rámců, detekce chyb a obnova prostřednictvím opakovaného vysílání a řízení toku pro zabránění přetížení přijímače. Zajišťuje transparentnost dat pomocí vkládání bitů (bit stuffing), kdy je za pět po sobě jdoucích bitů ‘1’ v datovém poli vložen bit ‘0’, aby se zabránilo záměně s příznakovými sekvencemi.

Úloha HDLC v sítích 3GPP spočívá v poskytování robustní, standardizované metody pro komunikaci typu point-to-point a multipoint, která tvoří spolehlivou podvrstvu pro protokoly vyšších vrstev. Ačkoli se novější technologie a protokoly, jako je přenos založený na IP a PPP, staly rozšířenějšími, HDLC zůstává kritickou součástí starších systémů a specifických definic rozhraní. Jeho implementace ve specifikacích 3GPP zajišťuje interoperabilitu a spolehlivý přenos dat pro řídicí signalizaci a uživatelská data v dřívějších generacích sítí a poskytuje stabilní základ pro síťové operace.

K čemu slouží

HDLC byl vytvořen, aby poskytl standardizovaný, spolehlivý protokol linkové vrstvy pro synchronní sériovou komunikaci, který řešil potřebu bezchybného přenosu dat přes telekomunikační spoje. Před jeho standardizací vedly proprietární a méně robustní protokoly linkové vrstvy k problémům s interoperabilitou a nespolehlivým přenosem dat. HDLC tyto problémy vyřešil tím, že nabídl komplexní rámec pro strukturu rámce, řízení chyb a správu toku, který se stal vzorem pro mnoho následných protokolů linkové vrstvy.

V kontextu 3GPP byl HDLC přijat, aby zajistil spolehlivý signalizační a datový přenos přes různá síťová rozhraní, zejména v sítích GSM a UMTS. Poskytl osvědčený, stabilní protokol pro linkovou vrstvu, který umožnil spolehlivou výměnu řídicích zpráv a uživatelských dat mezi síťovými prvky, jako jsou RNC a Node B. Jeho zařazení do specifikací 3GPP podpořilo cíl vytvářet interoperabilní, robustní mobilní sítě využitím mezinárodně uznávaného standardu pro komunikaci na úrovni linky.

Motivace pro použití HDLC v 3GPP vycházela z jeho vyspělosti, širokého přijetí v průmyslu a schopnosti splňovat přísné požadavky na spolehlivost telekomunikačních sítí. Odstranil omezení dřívějších, jednodušších protokolů tím, že zahrnul pokročilé funkce, jako je posuvné okénko pro řízení toku a robustní detekce chyb, které byly nezbytné pro udržení integrity sítě a výkonu v rozvíjejícím se mobilním ekosystému.

Klíčové vlastnosti

• Bitově orientované synchronní rámcování s příznakovými oddělovači
• Podpora více provozních režimů (NRM, ARM, ABM)
• Detekce chyb pomocí kontrolního součtu rámce (FCS) s CRC
• Řízení toku a číslování sekvencí pro spolehlivý přenos
• Transparentnost dat prostřednictvím vkládání nulových bitů (bit stuffing)
• Podpora komunikace s navázáním spojení i bez něj (connectionless)

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 23.044 (Rel-4) — GSM Teletex Service Support
• TS 25.412 (Rel-19) — Iu Interface Signalling Transport Specification
• TS 25.414 (Rel-19) — UTRAN Iu Interface User Plane Transport Protocols
• TS 25.422 (Rel-19) — Signalling Transport for Iur Interface
• TS 25.424 (Rel-19) — UTRAN Iur Interface Data Transport & Signalling
• TS 25.426 (Rel-19) — UTRAN Iur/Iub Transport Bearers
• TS 25.432 (Rel-19) — Iub NBAP Signalling Transport Specification
• TS 25.434 (Rel-19) — UTRAN Iub Interface Data Transport and Signalling
• TS 26.110 (Rel-19) — 3G-324M Multimedia Codecs for Circuit Switched Networks
• TS 27.060 (Rel-19) — TE-MT Interworking for Packet Domain
• TS 37.460 (Rel-19) — Iuant Interface Introduction
• TS 37.462 (Rel-19) — Iuant Interface Data Link Layer for RETAP/TMAAP
• TS 37.466 (Rel-19) — Iuant Interface Introduction & RETAP/TMAAP

📖 Anglický originál a plná specifikace: HDLC na 3GPP Explorer