Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Стік протоколів IEEE 802.11



Природно, стік протоколів стандарту IEEE 802.11 відповідає загальній структурі стандартів комітету 802, тобто складається з фізичного рівня й канального рівня з підрівнями керування доступом до середовища MAC (Media Access Control) і логічної передачі даних LLC (Logical Link Control). Як і у всіх технологій сімейства 802, технологія 802.11 визначається двома нижніми рівнями, тобто фізичним рівнем і рівнем MAC, а рівень LLC виконує свої стандартні загальні для всіх технологій LAN функції (рис. 3.1).

На фізичному рівні існує кілька варіантів специфікацій, які відрізняються використовуваним частотним діапазоном, методом кодування і як наслідок - швидкістю передачі даних. Всі варіанти фізичного рівня працюють із тим самим алгоритмом рівня MAC, але деякі тимчасові параметри рівня MAC залежать від використовуваного фізичного рівня.

Рис. 3.1. Стек протоколів IEEE 802.11

 

Рівень доступу до середовища стандарту 802.11

У мережах 802.11 рівень MAC забезпечує два режими доступу до поділюваного середовища (рис. 3.1):

· розподілений режим DCF (Distributed Coordination Function);

· централізований режим PCF (Point Coordination Function).

Розподілений режим доступу DCF

У режимі DCF реалізується метод множинного доступу з контролем несучої й запобіганням колізій (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA). Замість неефективного в безпроводових мережах прямого розпізнавання колізій за методом CSMA/CD тут використовується їхнє непряме виявлення. Для цього кожний переданий кадр повинен підтверджуватися кадром позитивної квитанції, що посилається станцією призначення. Якщо ж після закінчення застереженого тайм-ауту квитанція не надходить, станція-відправник вважає, що відбулася колізія.

Режим доступу DCF вимагає синхронізації станцій. У специфікації 802.11 ця проблема вирішується досить елегантно – тимчасові інтервали починають відлічуватися від моменту закінчення передачі чергового кадру (рис. 3.2). Це не вимагає передачі яких-небудь спеціальних синхронізуючих сигналів і не обмежує розмір пакета розміром слота, тому що слоти приймаються в увагу тільки при ухваленні рішення про початок передачі кадру.

Станція, що хоче передати кадр, зобов'язана попередньо прослухати середовище. Стандарт IEEE 802.11 передбачає два механізми контролю активності в каналі (виявлення несучої): фізичний і віртуальний. Перший механізм реалізований на фізичному рівні й зводиться до визначення рівня сигналу в антені й порівнянню його із граничною величиною. Віртуальний механізм виявлення несучої заснований на тім, що в кадрах даних, що передаються, а також у керуючих кадрах АСК і RTS/CTS утримується інформація про час, необхідний для передачі пакета (або групи пакетів) і одержання підтвердження. Всі пристрої мережі одержують інформацію про поточну передачу й можуть визначити, скільки часу канал буде зайнятий, тобто пристрій при встановленні зв'язку повідомляє всім, на який час воно резервує канал. Як тільки станція фіксує закінчення передачі кадру, вона зобов'язана відрахувати інтервал часу, рівний міжкадровому інтервалу (IFS). Якщо після закінченню IFS середовище усе ще вільне, починається відлік слотів фіксованої тривалості. Кадр можна передавати тільки на початку якого-небудь зі слотів за умови, що середовище вільне. Станція вибирає для передачі слот на підставі усіченого експонентного двійкового алгоритму відстрочки, аналогічного тому, що викоритсовується в методі CSMA/CD. Номер слоту вибирається як випадкове ціле число, рівномірно розподілене в інтервалі [0, CW], де "CW" означає "Contention Window" (конкурентне вікно).

Рис. 3.2. Режим доступу DCF

 

Розглянемо цей досить непростий метод доступу на прикладі малюнка 2.2. Нехай станція А вибрала для передачі на підставі усіченого експонентного двійкового алгоритму відстрочки слот 3. При цьому вона привласнює таймеру відстрочки (призначення якого буде ясно з подальшого опису) значення 3 і починає перевіряти стан середовища на початку кожного слота. Якщо середовище вільне, то зі значення таймера відстрочки віднімається 1, і якщо результат дорівнює нулю, починається передача кадру. Таким чином, забезпечується умова незайнятості всіх слотів, включаючи обраний. Ця умова є необхідним для початку передачі.

Якщо ж на початку якого-небудь слота середовище виявляється зайняте, то вирахування одиниці не відбувається, і таймер "заморожується". У цьому випадку станція починає новий цикл доступу до середовища, змінюючи тільки алгоритм вибору слота для передачі. Як і в попередньому циклі, станція стежить за середовищем і при її звільненні робить паузу протягом міжкадрового інтервалу. Якщо середовище залишилося вільним, то станція використовує значення "замороженого" таймера як номер слота й виконує описану вище процедуру перевірки вільних слотів з вирахуванням одиниць, починаючи із замороженого значення таймера відстрочки.

Розмір слота залежить від способу кодування сигналу; так, для методу FHSS розмір слота дорівнює 28 мкс, а для методу DSSS - 1 мкс. Розмір слота вибирається таким чином, щоб він перевищував час поширення сигналу між будь-якими двома станціями мережі плюс час, що тратить станція на розпізнавання зайнятості середовища. Якщо така умова дотримується, то кожна станція мережі зуміє правильно розпізнати початок передачі кадру при прослуховуванні слотів, що передують обраному нею для передачі слоту. Це, у свою чергу, означає наступне. Колізія може мати місце тільки в тому випадку, коли кілька станцій вибирають той самий слот для передачі.

У цьому випадку кадри спотворюються, і квитанції від станцій призначення не приходять. Не одержавши протягом певного часу квитанцію, відправники фіксують факт колізії й намагаються передати свої кадри знову. При кожній повторній невдалій спробі передачі кадру інтервал [0, CW], з якого вибирається номер слота, подвоюється. Якщо, наприклад, початковий розмір вікна обраний рівним 8 (тобто CW = 7), то після першої колізії розмір вікна повинен бути дорівнює 16 (CW = 15), після другої послідовної колізії - 32 і т.д. Початкове значення CW, у відповідності зі стандартом 802.11, повинне вибиратися залежно від типу фізичного рівня, що використовується в безпроводовій локальній мережі.

Як і в методі CSMA/CD, у даному методі кількість невдалих спроб передачі одного кадру обмежена, але стандарт 802.11 не дає точного значення цієї верхньої межі. Коли верхня межа в N спроб досягнуть, кадр відкидається, а лічильник послідовних колізій установлюється в нуль. Цей лічильник також установлюється в нуль, якщо кадр після деякої кількості невдалих спроб передається успішно.

У безпроводових мережах можлива ситуація, коли два пристрої (А и В) віддалені й не чують один одного, однак обоє попадають у зону охвату третього пристрою З (рис. 3.3) - так звана проблема схованого термінала. Якщо обоє пристрою А и В почнуть передачу, то вони принципово не зможуть виявити конфліктну ситуацію й визначити, чому пакети не проходять.

 

Рис. 3.3. Проблема схованого термінала

У режимі доступу DCF застосовуються міри для усунення ефекту схованого термінала. Для цього станція, що хоче захопити середовище й відповідно до описаного алгоритму починає передачу кадру в певному слоті, замість кадру даних спочатку посилає станції призначення короткий службовий кадр RTS (Request To Send - запит на передачу). На цей запит станція призначення повинна відповісти службовим кадром CTS (Clear To Send - вільна для передачі), після чого станція-відправник посилає кадр даних. Кадр CTS повинен сповістити про захват середовища ті станції, які перебувають поза зоною сигналу станції-відправника, але в зоні досяжності станції-одержувача, тобто є схованими терміналами для станції-відправника.

Максимальна довжина кадру даних 802.11 дорівнює 2346 байт, довжина RTS-Кадру - 20 байт, CTS-Кадру - 14 байт. Тому що RTS- і CTS-Кадри набагато коротше, ніж кадр даних, втрати даних у результаті колізії RTS- або CTS-Кадрів набагато менше, ніж при колізії кадрів даних. Процедура обміну RTS- і CTS-Кадрами не обов'язкова. Від неї можна відмовитися при невеликому навантаженні мережі, оскільки в такій ситуації колізії трапляються рідко, а виходить, не варто витрачати додатковий час на виконання процедури обміну RTS- і CTS-Кадрами.

При перешкодах іноді трапляється, що губляться великі фрейми даних, тому можна зменшити довжину цих фреймів шляхом фрагментації. Фрагментація фрейму - це виконувана на рівні MAC функція, призначення якої - підвищити надійність передачі фреймів через безпроводове середовище. Під фрагментацією розуміється дроблення фрейму на менші фрагменти й передача кожного з них окремо (рис. 3.4).

Передбачається, що ймовірність успішної передачі меншого фрагмента через зашумлену безпроводове середовище вище. Одержання кожного фрагмента фрейму підтверджується окремо; отже, якщо який-небудь фрагмент фрейму буде переданий з помилкою або вступить у колізію, передавати повторно треба тільки його, а не весь фрейм. Це збільшує пропускну спроможність середовища.

 

Рис. 3.4. Фрагментація фрейму

 

Розмір фрагмента може задавати адміністратор мережі. Фрагментації піддаються тільки одноадресні фрейми. Широкомовні, або багатоадресі, фрейми передаються повністью. Крім того, фрагменти фрейму передаються пакетом, з використанням тільки однієї ітерації механізму доступу до середовища DCF.

Хоча за рахунок фрагментації можна підвищити надійність передачі фреймів у безпроводових локальних мережах, вона приводить до збільшення "накладних витрат" МАС-протоколу стандарту 802.11. Кожний фрагмент фрейму включає інформацію, що втримується в заголовку 802.11 MAC, а також вимагає передачі відповідного фрейму підтвердження. Це збільшує число службових сигналів МАС-протоколу й знижує реальну продуктивність безпроводової станції. Фрагментація - це баланс між надійністю й непродуктивним завантаженням середовища.

 

Централізований режим доступу PCF

У тому випадку, коли в мережі є станція, що виконує функції точки доступу, може також застосовуватися централізований режим доступу PCF, що забезпечує пріоритетне обслуговування трафіку. У цьому випадку говорять, що точка доступу відіграє роль арбітра середовища.

Режим доступу PCF у мережах 802.11 співіснує з режимом DCF. Обидва режими координуються за допомогою трьох типів міжкадрових інтервалів (рис. 3.5).

 

Рис. 3.5. Співіснування режимів PCF і DCF

 

Після звільнення середовища кожна станція відраховує час простою середовища, порівнюючи його із трьома значеннями:

· короткий міжкадровий інтервал (Short IFS - SIFS);

· міжкадровий інтервал режиму PCF (PIFS);

· міжкадровий інтервал режиму DCF (DIFS).

Захват середовища за допомогою розподіленої процедури DCF можливий тільки в тому випадку, коли середовище вільне протягом часу, рівного або більшого, ніж DIFS. Тобто в якості IFS у режимі DCF потрібно використовувати інтервал DIFS - самий тривалий період із трьох можливих, що дає цьому режиму найнижчий пріоритет. Міжкадровий інтервал SIFS має найменше значення, він служить для першочергового захвата середовища відповідними CTS-Кадрами або квитанціями, які продовжують або завершують передачу кадру, що уже почалася .

Значення міжкадрового інтервалу PIFS більше, ніж SIFS, але менше, ніж DIFS. Проміжком часу між завершенням PIFS і DIFS користується арбітр середовища. У цьому проміжку він може передати спеціальний кадр, що говорить всім станціям, що починається контрольований період. Одержавши цей кадр, станції, які хотіли б скористатися алгоритмом DCF для захвата середовища, уже не можуть цього зробити, вони повинні чекати закінчення контрольованого періоду. Його тривалість оголошується в спеціальному кадрі, але цей період може закінчитися й раніше, якщо в станцій немає чутливого до затримок трафіку. У цьому випадку арбітр передає службовий кадр, після якого після закінчення інтервалу DIFS починає працювати режим DCF.

На керованому інтервалі реалізується централізований метод доступу PCF. Арбітр виконує процедуру опитування, щоб по черзі надати кожної такої станції право на використання середовища, направляючи їй спеціальний кадр. Станція, одержавши такий кадр, може відповісти іншим кадром, що підтверджує прийом спеціального кадру й одночасно передає дані (або за адресою арбітра для транзитної передачі, або безпосередньо станції).

Для того, щоб якась частка середовища завжди діставалася асинхронному трафіку, тривалість контрольованого періоду обмежена. Після його закінчення арбітр передає відповідний кадр і починається неконтрольований період. Кожна станція може працювати в режимі PCF, для цього вона повинна підписатися на дану послугу при приєднанні до мережі.

Кадр МАС-підрівня

На рис. 3.6 зображений формат кадру 802.11. Наведена загальна структура застосовується для всіх інформаційних і керуючих кадрів, хоча не всі поля використовуються у всіх випадках.

Рис. 3.6. Формат кадру MAC IEEE 802.11

 

Перелічимо поля загального кадру:

· Керування кадром. Вказується тип кадру й надається керуюча інформація.

· Ідентифікатор тривалості/з'єднання. Якщо використовується поле тривалості, вказується час (у мкс), на який потрібно виділити канал для успішної передачі кадру MAC. У деяких кадрах керування в цьому полі вказується ідентифікатор асоціації або з'єднання.

· Адреси. Число й значення полів адреси залежить від контексту. Можливі наступні типи адреси: джерела, призначення, станції, що передає, і станції, що приймає .

· Керування черговістю. Містить 4-бітове підполе номера фрагмента, використовуване для фрагментації й повторного складання, і 12-бітовий порядковий номер, використовуваний для нумерації кадрів, переданих між приймачем і передавачем.

· Тіло кадру. Містить модуль даних протоколу LLC або керуючу інформацію MAC.

· Контрольна послідовність кадру. 32-бітова перевірка парності з надмірністю.

 

Поле керування кадром, показане на рис. 3.7, складається з наступних полів:

· Версія протоколу. Версія 802.11, поточна версія - 0.

· Тип. Визначимо тип кадру: контроль, керування або дані.

· Підтип. Подальша ідентифікація функцій кадру.

· До DS. Координаційна функція MAC привласнює цьому біту значення 1, якщо кадр призначений розподільній системі.

· Від DS. Координаційна функція MAC привласнює цьому біту значення 0, якщо кадр виходить від розподільної системи.

· Більше фрагментів. 1, якщо за даним фрагментом будуть ще кілька.

· Повтор. 1, якщо даний кадр є повторною передачею попереднього.

· Керування потужністю. 1, якщо станція, що передає, перебуває в режимі очікування.

· Більше даних. Указує, що станція передала не всі дані. Кожний блок даних може передаватися як один кадр або як група фрагментів у декількох кадрах.

· WEP. 1, якщо реалізовано алгоритм конфіденційності проводового еквівалента (Wired Equivalent Privacy - WEP). Протокол WEP використовується для обміну ключами шифрування при безпечному обміні даними.

· Порядок. 1, якщо використовується послуга строгого впорядкування, що вказує адресатові на те, що кадри повинні оброблятися строго один за одним.

Таблиця 3.1.

Дозволені комбінації типу й підтипу

Значення типу Опис типу Значення підтипу Опис підтипу
Керування Запит асоціації
Керування Відповідь на запит асоціації
Керування Запит повторної асоціації
Керування Відповідь на запит повторної асоціації
Керування Пробний запит
Керування Відповідь на пробний запит
Керування Сигнальний кадр
Керування Оголошення наявності трафіка
Керування Розрив асоціації
Керування Аутентифікація
Керування Скасування аутентифікації
Контроль PS-опитування
Контроль Запит передачі
Контроль "Готовий до передачі"
Контроль Підтвердження
Контроль Без змагання (СF)-кінець
Контроль СF-Кінець + СF-підтвердження
Дані Дані
Дані Дані + СF-Підтвердження
Дані Дані + СF-опитування
Дані Дані+СF-Підтвердження+СF-опитування
Дані Нульова функція (без даних)
Дані Дані + СF-Підтвердження
Дані Дані + СF-опитування
Дані Дані+СF-Підтвердження+СF-опитування

 

 

Рис. 3.7. Поле керування кадром

 

Типи кадрів MAC.

Контрольні кадри

Контрольні кадри сприяють надійній доставці інформаційних кадрів. Існує шість підтипів контрольних кадрів:

· Опитування після виходу з економічного режиму (PS-опитування). Даний кадр передається будь-якою станцією станції, що включає точку доступу. У кадрі запитується передача кадру, що прибув, коли станція перебувала в режимі енергозбереження, і в цей момент розміщеного в буфері точки доступу.

· Запит передачі (RTS). Даний кадр є першим із четвірки, використовуваної для забезпечення надійної передачі даних. Станція, що послала це повідомлення, попереджає адресата й інші станції, здатні прийняти дане повідомлення, про свою спробу передати адресатові інформаційний кадр.

· "Готовий до передачі" (CTS). Другий кадр 4-кадрової схеми. Передається станцією-адресатом станції-джерелу й надає право відправлення інформаційного кадру.

· Підтвердження (АСК). Підтвердження успішного прийому попередніх даних, кадру керування або кадру " PS-опитування".

· Без змагання ( CF-Кінець). Повідомляє кінець періоду без змагання; частина стратегії використання розподіленого режиму доступу.

· СF-Кінець + СF-підтвердження. Підтверджує кадр " СF-Кінець". Даний кадр завершує період без змагання й звільняє станції від обмежень, пов'язаних із цим періодом.

Інформаційні кадри

Існує вісім підтипів інформаційних кадрів, зібраних у дві групи. Перші чотири підтипи визначають кадри, що переносять дані вищих рівнів від вихідної станції до станції-адресата. Перелічимо ці кадри:

· Дані. Просто інформаційний кадр. Може використовуватися як у період змагання, так і в період без змагання.

· Дані + СF-Підтвердження. Може передаватися тільки в період без змагання. Крім даних, у цьому кадрі є підтвердження отриманої раніше інформації.

· Дані + СF-опитування. Використовується точковим координатором для доставки даних до мобільної станції й для запиту в мобільної станції інформаційного кадру, що перебуває в її буфері.

· Дані + СF-Підтвердження + СF-опитування. Поєднує в одному кадрі функції двох описаних вище кадрів.

Інші чотири підтипи інформаційних кадрів фактично не переносять дані користувача. Інформаційний кадр "нульова функція" не переносить ні даних, ні запитів, ні підтверджень. Він використовується тільки для передачі точці доступу біта керування живленням у поле керування кадром, указуючи, що станція перейшла в режим роботи зі зниженим енергоспоживанням. Три кадри, що залишилися ( СF-Підтвердження, СF-опитування, СF-Підтвердження + СF-опитування) мають ті ж функції, що й описані вище підтипи кадрів (дані + СF-Підтвердження, дані + СF-опитування, дані + СF-Підтвердження + СF-опитування), але не несуть даних користувача.

Кадри керування

Кадри керування використовуються для керування зв'язком станцій і точок доступу. Можливі наступні підтипи:

· Запит асоціації. Посилає станцією до точки доступу з метою запиту асоціації з даною мережею з базовим набором послуг (Basic Service Set - BSS). Кадр включає інформацію про можливості, наприклад, чи буде використовуватися шифрування, або чи здатна станція відповідати при опитуванні.

· Відповідь на запит асоціації. Вертається точкою доступу й указує, що запит асоціації прийнятий.

· Запит повторної асоціації. Посилає станцією при переході між BSS, коли потрібно встановити асоціацію із точкою доступу в новому BSS. Використання повторної асоціації, а не просто асоціації, дозволяє новій точці доступу домовлятися зі старої про передачу інформаційних кадрів за новою адресою.

· Відповідь на запит повторної асоціації. Вертається точкою доступу й указує, що запит повторної асоціації прийнятий.

· Пробний запит. Використовується станцією для одержання інформації від іншої станції або точки доступу. Кадр використовується для локалізації BSS стандарту IEEE 802.11.

· Відповідь на пробний запит. Відгук на пробний запит.

· Сигнальний кадр. Передається періодично, дозволяє мобільним станціям локалізувати й ідентифікувати BSS.

· Оголошення наявності трафіка. Посилається мобільною станцією з метою повідомлення інших (які можуть перебувати в режимі зниженого енергоспоживання), що в буфері даної станції перебувають кадри, адресовані іншим.

· Розрив асоціації. Використовується станцією для ануляції асоціації.

· Аутентифікація. Для аутентифікації станцій використовуються множинні кадри.

· Скасування аутентифікація. Передається для припинення безпечного з'єднання.

 

Стандарти IEEE 802.11

Із всіх існуючих стандартів безпроводової передачі даних IEEE 802.11 на практиці найчастіше використовуються всього три стандарти, розроблені Інженерним інститутом електротехніки й радіоелектроніки (IEEE): 802.11b, 802.11a і 802.11g. Ці стандарти різні за багатьма параметрами: швидкість передачі даних, діапазон частот, метод модуляції сигналу й багатьом іншим характеристикам.

У стандарті IEEE 802.11b завдяки високій швидкості передачі даних (до 11 Мбіт/с), практично еквівалентної пропускній спроможності звичайних проводових локальних мереж Ethernet, а також орієнтації на діапазон 2,4 ГГц, цей стандарт завоював найбільшу популярність у виробників обладнаннння для безпроводових мереж. Оскільки обладнання, що працює на максимальній швидкості 11 Мбіт/с, має менший радіус дії, ніж на більш низьких швидкостях, стандартом 802.11b передбачене автоматичне зниження швидкості при погіршенні якості сигналу.

Стандарт IEEE 802.11a має більшу ширину смуги із сімейства стандартів 802.11 при швидкості передачі даних до 54 Мбіт/с. На відміну від базового стандарту, орієнтованого на область частот 2,4 ГГц, специфікаціями 802.11a передбачена робота в діапазоні 5 ГГц. Як метод модуляції сигналу обране ортогональне частотне мультиплексування (OFDM). До недоліків 802.11a належать більш висока споживана потужність радіопередавачів для частот 5 ГГц, а також менший радіус дії.

Стандарт IEEE 802.11g є логічним розвитком 802.11b і припускає передачу даних у тому ж частотному діапазоні. Крім того, стандарт 802.11g повністю сумісний з 802.11b, тобто будь-який пристрій 802.11g повинен підтримувати роботу із пристроями 802.11b. Максимальна швидкість передачі в стандарті 802.11g становить 54 Мбіт/с, тому на сьогодні це найбільш перспективний стандарт безпроводового зв'язку. При розробці стандарту 802.11g розглядалися дві конкуруючі технології: метод ортогонального частотного поділу OFDM і метод двійкового пакетного згорточного кодування PBCC, опціонально реалізований у стандарті 802.11b. У результаті стандарт 802.11g містить компромісне рішення: у якості базових застосовуються технології OFDM і CCK, а опціонально передбачене використання технології PBCC.

Набір стандартів 802.11 визначає цілий ряд технологій реалізації фізичного рівня (Physical Layer Protocol - PHY), які можуть бути використані підрівнем 802.11 MAC:

· Рівень PHY стандарту 802.11 зі стрибкоподібною перебудовою частоти (FHSS) у діапазоні 2,4 ГГц.

· Рівень PHY стандарту 802.11 з розширенням спектра методом прямої послідовності (DSSS) у діапазоні 2,4 ГГц.

· Рівень PHY стандарту 802.11b з комплементарним кодуванням у діапазоні 2,4 ГГц.

· Рівень PHY стандарту 802.11а з ортогональним частотним мультиплексуванням (OFDM) у діапазоні 5 ГГц.

· Розширений фізичний рівень (Extended Rate Physical Layer - ERP) стандарту 802.11g у діапазоні 2,4 ГГц.

Основне призначення фізичних рівнів стандарту 802.11 - забезпечити механізми безпроводової передачі для підрівня MAC, а також підтримувати виконання вторинних функцій, таких як оцінка стану безпроводового середовища й повідомлення про нього підрівню MAC. Рівні МАС і PHY розроблялися так, щоб вони були незалежними. Саме незалежність між MAC і підрівнем PHY і дозволила використовувати додаткові високошвидкісні фізичні рівні, описані в стандартах 802.11b, 802.11а й 802.11g.

Кожний з фізичних рівнів стандарту 802.11 має два підрівня:

· Physical Layer Convergence Procedure (PLCP). Процедура визначення стану фізичного рівня.

· Physical Medium Dependent (PMD). Підрівень фізичного рівня, що залежить від середовища передачі.

На рис. 3.8 показано, як ці підрівні співвідносяться між собою й з вищестоящими рівнями в моделі взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection - OSI). Підрівень PLCP по суті є рівнем забезпечення взаємодії, на якому здійснюється переміщення елементів даних протоколу MAC (MAC Protocol Data Units - MPDU) між МАС-станціями з використанням підрівня PMD, на якому реалізується той або інший метод передачі й прийому даних через безпроводове середовище. Підрівні PLCP і PMD відрізняються для різних варіантів стандарту 802.11.

Рис. 3.8. Підрівні рівня PHY

Одна з особливостей, що лежить в основі сучасних передавачів, завдяки якій дані можна передавати з високою швидкістю, - це припущення про те, що дані, які пропонуються для передачі, надходять, з погляду передавача, випадковим образом. Без цього припущення багато переваг, одержувані за рахунок застосування інших складових фізичного рівня, залишилися б нереалізованими.

Однак буває, що прийняті дані не цілком випадкові й насправді можуть містити повторювані набори й довгі послідовності нулів і одиниць.

Скремблування (перестановка елементів) - це метод, за допомогою якого прийняті дані робляться більше схожими на випадкові; досягається це шляхом перестановки біт послідовності таким чином, щоб перетворити її зі структурованої в схожу на випадкову. Цю процедуру іноді називають "відбілюванням потоку даних". Дескремблер приймача потім виконує зворотне перетворення цієї випадкової послідовності з метою одержання вихідної структурованої послідовності. Більшість способів скремблування належить до числа тих, що самосинхронізуються; це означає, що дескремблер здатен самостійно синхронізуватися зі скремблером.

 

IEEE 802.11

Вихідний стандарт 802.11 визначає три методи передачі на фізичному рівні:

· Передача в діапазоні інфрачервоних хвиль.

· Технологія розширення спектра шляхом стрибкоподібної перебудови частоти (FHSS) у діапазоні 2,4 ГГц.

· Технологія широкосмугової модуляції з розширенням спектра методом прямої послідовності (DSSS) у діапазоні 2,4 ГГц.

 

Передача в діапазоні інфрачервоних хвиль

Середовищем передачі є інфрачервоні хвилі діапазону 850 нм, які генеруються або напівпроводовиковим лазерним діодом, або светодіодом (LED). Тому що інфрачервоні хвилі не проникають через стіни, область покриття LAN обмежується зоною прямої видимості. Стандарт передбачає три варіанти поширення випромінювання: ненаправлену антену, відбиття від стелі й фокусне спрямоване випромінювання. У першому випадку вузький промінь розсіюється за допомогою системи лінз. Фокусне спрямоване випромінювання призначене для організації двохточечного зв'язку, наприклад між двома будинками.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.