Управление доступом к среде передачи - MAC

Беспроводные ЛВС (WLAN) на уровне MAC используют для управления каналами CSMA/CA — это многостанционный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов. Уровень MAC обеспечивает адресацию протокольных единиц обмена PDU, форматирование циклов (кадров), контроль ошибок, безопасность, регулирование мощности, синхронизацию, разбиение на участки и переформатирование. Различают два режима работы слоя управления доступом MAC: это функция координации пунктов PCF, основанная на приоритетно-опросном принципе, и функция распределенной координации DCF, основанная на ассоциативном доступе. В режиме координации пунктов PCF точка доступа АР может опрашивать множество терминалов в рамках базового набора услуг BSS или в пределах зоны покрытия соты. Однако режим DCF представляет основной метод доступа, поддерживая наилучшую транспортировку данных и соединение равноправных узлов для специальных видов связи. Режимы DCF и PCF могут работать совместно, обеспечивая протокол случайного доступа, похожий на протокол CSMA, оснащенный для избежания конфликтов сообщениями «готовность к передаче» RTS (Request-to-Send) и «готовность к приему» CTS (Clear-to-Send), а также сообщениями подтверждения успешного приема пакета данных — ACK. Такое управление взаимодействием при передаче сообщений между приемопередатчиками TRX называется «квитированием».

Рисунок 4.27 иллюстрирует основную процедуру квитирования, используемую, в частности, когда близкие устройства WLAN пытаются установить бесконфликтное соединение без помощи точек доступа АР. В этом случае устройство А посылает устройству В сообщение «готов к передаче» (RTS), чтобы узнать, можно ли передавать данные. Приняв это сообщение и располагая временем ожидания, устройство В отвечает сообщением «готов к приему» (CTS). Если устройство С свободно, то оно также получает кадр CTS от устройства В. Таким образом, В информирует оба устройства: А — о готовности принять данные, а С — о том, чтобы не беспокоили. Для задержки передачи на нужное время устройство С использует параметры вектора распределения ресурсов сети NAV, принятого в связи с сообщением CTS «готов к приему». В результате между А и В беспрепятственно устанавливается соединение. Следует заметить, что если данный механизм не используется, то процесс установки соединения может столкнуться с так называемым «скрытым эффектом». Предположим, что устройство С пытается отправить данные устройству В в то же самое время, что и A. Это, естественно, приводит к возникновению столкновения, коллизии в В. Хотя процедура квитирования готовности RTS-CTS может привести к так называемому «эффекту обнаружения» (например, когда предотвращается передача к устройству С от других устройств, а не от А и В), она тем не менее существенно помогает смягчить скрытые проблемы.
Принцип квитирования и процедура распознавания несущих, используемые в 802.11
В беспроводной ЛВС (WLAN) несущие частоты могут распознаваться на физическом уровне и уровне MAC, что соответственно называется распределением свободных каналов ССА и опознаванием виртуальных несущих. В первом случае используется только базовая процедура квитирования RTS-CTS, а во втором случае, как показано на рисунке, применена расширенная процедура квитирования RTS-CTS совместно со временем резервирования. Помимо основных свойств доступа CSMA/CA и механизма квитирования, слой MAC использует различные методы и параметры, основанные на задержках. Например, для управления приоритетами доступа и бесконфликтной передачей в протоколе модуля обмена данными MAC (MPDU) используются параметры межциклового, межкадрового интервала IFS и вектора NAV. Применяя данные NAV и ССА для индикации затраченного времени и периодов отсрочек, уровень MAC использует три вида интервалов 1FS:

•    короткий межцикловой интервал SIFS;

•    межцикловой интервал функции координации пунктов PIFS;

•    межцикловой интервал функции координации DCF ? DIFS.

Уровень MAC поддерживает три типа циклов: обслуживания, управления и данных. Циклы обслуживания используются для поддержки связи и взаимодействия терминалов с точками доступа АР, тактовой и цикловой, пакетной синхронизации, а также для идентификации и повторной, измененной идентификации. Циклы управления используются для квитирования готовности методом RTS-CTS, положительного уведомления ACK и чередования в режиме множественных одновременных запросов (CP и CFP). Циклы данных могут использоваться в режимах CP и CFP, а в режиме CFP могут также быть объединены с системой опроса и уведомления ACK.

Формат кадров MAC имеет переменную длину и состоит из поля полезной нагрузки и октетов шифровки/дешифровки для необязательного алгоритма эквивалента конфиденциальности проводной сети WEP, который наряду с недавними усовершенствованиями составляет основу метода обеспечения безопасности, используемого в 802.11. Алгоритм WEP в основном используется для шифрования сообщений обмена между частями сети 802.11 и с некоторым расширением для одноранговой идентификации.

Адрес MAC из 48 бит (стандарт IEEE) используется для идентификации отправителя и получателя. Кроме того, для лучшего обеспечения мобильности устройств в зоне покрытия WLAN были введены: адрес передатчика ТА, адрес приемника RA и идентификатор набора базовых услуг BSSI. При этом есть место для индикатора типа цикла (кадра) — управления, обслуживания или данных. Дополнительно для контроля ошибок используется избыточное циклическое кодирование CRC. Синхронизация обеспечивается с помощью радиомаяка и поддержания в точках доступа АР тактовой частоты. Маяк используется также в случаях, когда мощность передачи переключающегося терминала находится между пробуждением и засыпанием.

Для снижения потребления мощности устройствами WLAN стандарт 802.11 предусматривает механизм управления мощностью. Для этого он определяет два режима работы: так называемые «режим постоянной мощности» СРМ и «экономный режим» PSM. В первом случае устройство непрерывно выдает информацию в точку доступа АР или соседним устройствам о своем состоянии. Во втором случае устройство только ретранслирует информацию о своих периодах пробуждения (активности). При таком методе устройства WLAN потребляют существенно меньше мощности.

 

Поиск по сайту

Регистрация / Вход

Голосование

Какому вендору 3G оборудования Вы больше доверяете

Все права защищены.
По всем вопросам обращаться по e-mail: poshtax@yandex.ru