Systemy Bezprzewodowe

Systemy Bezprzewodowe

Wykład 9

Wykład 9

Algorytm PCF - Funkcja

Algorytm PCF - Funkcja

koordynacji punktowej

koordynacji punktowej



Konieczność budowy bezprzewodowych sieci, w

Konieczność budowy bezprzewodowych sieci, w

których stacje mają dostęp do medium, nie

których stacje mają dostęp do medium, nie

rzadziej niż z ustalonym interwałem czasowym,

rzadziej niż z ustalonym interwałem czasowym,

skłoniło twórców standardu 802.11 do

skłoniło twórców standardu 802.11 do

zaimplementowania w nim drugiego mechanizmu

zaimplementowania w nim drugiego mechanizmu

zarządzającego dostępem do kanału, nazwanego

zarządzającego dostępem do kanału, nazwanego

algorytmem punktowej koordynacji dostępu

algorytmem punktowej koordynacji dostępu

PCF

PCF

(

(

ang. Point Coordination Function

ang. Point Coordination Function

).

).

Algorytm PCF - Funkcja

Algorytm PCF - Funkcja

koordynacji punktowej

koordynacji punktowej



Algorytm PCF

Algorytm PCF

umożliwia stacjom przesyłanie

umożliwia stacjom przesyłanie

danych bez konieczności rywalizowania o

danych bez konieczności rywalizowania o

medium.

medium.

Jest to możliwe, ponieważ w czasie obowiązywania

Jest to możliwe, ponieważ w czasie obowiązywania

funkcji

funkcji

PCF

PCF

za udostępnianie kanału

za udostępnianie kanału

odpowiedzialna jest stacja koordynująca.

odpowiedzialna jest stacja koordynująca.

Takie scentralizowane zarządzanie dostępem do

Takie scentralizowane zarządzanie dostępem do

medium pozwala z góry określić wymagane

medium pozwala z góry określić wymagane

parametry jego przyznawania, w oparciu o które,

parametry jego przyznawania, w oparciu o które,

koordynator upoważnia skojarzone stacje do

koordynator upoważnia skojarzone stacje do

przesyłania danych.

przesyłania danych.

Algorytm PCF - Funkcja

Algorytm PCF - Funkcja

koordynacji punktowej

koordynacji punktowej

Algorytm

Algorytm

PCF

PCF

narzuca pewne wymogi, które muszą

narzuca pewne wymogi, które muszą

być

być

spełnione dla prawidłowego działania systemu:

spełnione dla prawidłowego działania systemu:



sieć musi posiadać infrastrukturę stałą.

sieć musi posiadać infrastrukturę stałą.



stacja koordynująca musi obejmować swoim

stacja koordynująca musi obejmować swoim

zasięgiem BSA wszystkie stacje.

zasięgiem BSA wszystkie stacje.



sąsiadujące zespoły usług BSS nie mogą

sąsiadujące zespoły usług BSS nie mogą

oddziaływać między sobą.

oddziaływać między sobą.

Struktura superramki

Struktura superramki

W ramach superramki można wyodrębnić dwa okresy:

W ramach superramki można wyodrębnić dwa okresy:



CFP

CFP

(

(

ang. Contention Free Period

ang. Contention Free Period

) -

) -

okres

okres

dostępu bezkolizyjnego

dostępu bezkolizyjnego

, w czasie którego

, w czasie którego

obowiązują zasady algorytmu PCF,

obowiązują zasady algorytmu PCF,



CP

CP

(

(

ang. Contention Period

ang. Contention Period

) -

) -

okres dostępu

okres dostępu

rywalizacyjnego

rywalizacyjnego

oparty na funkcji DCF.

oparty na funkcji DCF.

Proporcje, w jakich superramka jest podzielona są

Proporcje, w jakich superramka jest podzielona są

parametrem konfigurowalnym i zależą od ilości stacji

parametrem konfigurowalnym i zależą od ilości stacji

oraz

oraz

danych, które wymagają dostępu bezkolizyjnego.

danych, które wymagają dostępu bezkolizyjnego.

Struktura superramki

Struktura superramki



Transmisja bezkolizyjna rozpoczyna się od ramki

Transmisja bezkolizyjna rozpoczyna się od ramki

Beacon, a kończy się ramką CF-End. Od tego

Beacon, a kończy się ramką CF-End. Od tego

momentu, aż do następnej ramki Beacon

momentu, aż do następnej ramki Beacon

obowiązuje dostęp rywalizacyjny do kanału.

obowiązuje dostęp rywalizacyjny do kanału.

Wspomniane okresy oznaczane są akronimami

Wspomniane okresy oznaczane są akronimami

CFP

CFP

i

i

CP

CP

tworzą strukturę nazywaną "superramką„.

tworzą strukturę nazywaną "superramką„.

Struktura superramki

Struktura superramki

1.

1.

Okres z algorytmem DCF

Okres z algorytmem DCF

- kończy się dotychczasowa

- kończy się dotychczasowa

superramka.

superramka.

2.

2.

Ramka Beacon

Ramka Beacon

- Sygnał ten transmitowany jest przez punkt

- Sygnał ten transmitowany jest przez punkt

dostępowy i informuje wszystkie stacje, że rozpoczyna się

dostępowy i informuje wszystkie stacje, że rozpoczyna się

okres bezkolizyjnego dostępu do medium, oznaczany skrótem

okres bezkolizyjnego dostępu do medium, oznaczany skrótem

CFP. Ramka Beacon miedzy innymi przekazuje informacje o

CFP. Ramka Beacon miedzy innymi przekazuje informacje o

maksymalnym czasie trwania CFP, za pomocą parametru

maksymalnym czasie trwania CFP, za pomocą parametru

CFPMaxDuration. Pozwala to stacjom pracującym jedynie w

CFPMaxDuration. Pozwala to stacjom pracującym jedynie w

oparciu o funkcję DCF, na ustawienie odpowiedniej wielkości

oparciu o funkcję DCF, na ustawienie odpowiedniej wielkości

wektora NAV i ewentualne przejście w tryb oszczędzania

wektora NAV i ewentualne przejście w tryb oszczędzania

energii, który zwiększa ich czas pracy. Jak widać na rysunku 21,

energii, który zwiększa ich czas pracy. Jak widać na rysunku 21,

w analizowanym przykładzie stacje A i C nie znały algorytmu

w analizowanym przykładzie stacje A i C nie znały algorytmu

PCF i po otrzymaniu ramki Beacon przeszły w tryb uśpienia.

PCF i po otrzymaniu ramki Beacon przeszły w tryb uśpienia.

Struktura superramki

Struktura superramki

3.

3.

CFP

CFP

- Okres dostępu bezkolizyjnego bazujący na funkcji PCF, w

- Okres dostępu bezkolizyjnego bazujący na funkcji PCF, w

czasie którego, punkt dostępowy wzywa znajdujące się na liście

czasie którego, punkt dostępowy wzywa znajdujące się na liście

odpytywań (ang. polling list) stacje do przeprowadzenia

odpytywań (ang. polling list) stacje do przeprowadzenia

transmisji danych.

transmisji danych.

4.

4.

Ramka CF-End

Ramka CF-End

- Ramka ta kończy okres bez rywalizacji o dostęp

- Ramka ta kończy okres bez rywalizacji o dostęp

do medium i oddaje nośnik do dyspozycji stacjom pracującym w

do medium i oddaje nośnik do dyspozycji stacjom pracującym w

oparciu o rywalizację, wektor NAV zostaje wyzerowany.

oparciu o rywalizację, wektor NAV zostaje wyzerowany.

5.

5.

CP

CP

- Okres dostępu rywalizacyjnego oparty na funkcji DCF, który

- Okres dostępu rywalizacyjnego oparty na funkcji DCF, który

musi mieć długość wystarczająca na przetransmitowanie, co

musi mieć długość wystarczająca na przetransmitowanie, co

najmniej jednej ramki o maksymalnym rozmiarze i skojarzonego

najmniej jednej ramki o maksymalnym rozmiarze i skojarzonego

z nią potwierdzenia.

z nią potwierdzenia.

6.

6.

Ramka Beacon

Ramka Beacon

- kończy okres CP jednocześnie wyznaczając

- kończy okres CP jednocześnie wyznaczając

koniec dotychczasowej superramki i określając początek nowej.

koniec dotychczasowej superramki i określając początek nowej.

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki



Ramka Beacon rozpoczyna okres CFP - dostępu bezkolizyjnego,

Ramka Beacon rozpoczyna okres CFP - dostępu bezkolizyjnego,

w czasie którego stacja koordynująca zarządza transmisją w

w czasie którego stacja koordynująca zarządza transmisją w

kanale, udzielając kolejno wyznaczonym stacjom prawa do

kanale, udzielając kolejno wyznaczonym stacjom prawa do

transmisji. Koordynator, za pośrednictwem sygnału Beacon,

transmisji. Koordynator, za pośrednictwem sygnału Beacon,

ustawia wartość wektora NAV w stacjach, które pracują jedynie

ustawia wartość wektora NAV w stacjach, które pracują jedynie

w oparciu o algorytm DCF. Na wielkość wektora składa się czas

w oparciu o algorytm DCF. Na wielkość wektora składa się czas

potrzebny do przesłania maksymalnej wielkości ramek przez

potrzebny do przesłania maksymalnej wielkości ramek przez

wszystkie stacje uprawnione do pracy w okresie CFP, czas emisji

wszystkie stacje uprawnione do pracy w okresie CFP, czas emisji

koniecznych sygnałów sterujących oraz wymagane przerwy.

koniecznych sygnałów sterujących oraz wymagane przerwy.

Z reguły rzeczywisty okres dostępu bezkolizyjnego CFP trwa

Z reguły rzeczywisty okres dostępu bezkolizyjnego CFP trwa

krócej od czasu rozpowszechnianego przez NAV.

krócej od czasu rozpowszechnianego przez NAV.

Niewykorzystany czas powiększa okres dostępu rywalizacyjnego

Niewykorzystany czas powiększa okres dostępu rywalizacyjnego

CP.

CP.

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki

1.

1.

Koniec wcześniejszej superramki.

Koniec wcześniejszej superramki.

2.

2.

Ramka Beacon

Ramka Beacon

inicjuje okres dostępu

inicjuje okres dostępu

bezkolizyjnego CFP, jednocześnie przekazując

bezkolizyjnego CFP, jednocześnie przekazując

stacjom pracującym w oparciu o algorytm DCF

stacjom pracującym w oparciu o algorytm DCF

informację o czasie, w którym kanał będzie

informację o czasie, w którym kanał będzie

zarezerwowany.

zarezerwowany.

3.

3.

Okres CFP

Okres CFP

- Okres dostępu bezkolizyjnego, w czasie

- Okres dostępu bezkolizyjnego, w czasie

trwania którego, koordynator kolejno wzywa stacje

trwania którego, koordynator kolejno wzywa stacje

znajdujące się na liście odpytywań do

znajdujące się na liście odpytywań do

przeprowadzenia transmisji. Jeśli wezwana stacja nie

przeprowadzenia transmisji. Jeśli wezwana stacja nie

dysponuje danymi do wysłania to milczy, a

dysponuje danymi do wysłania to milczy, a

koordynator po czasie PIFS wzywa kolejną stację.

koordynator po czasie PIFS wzywa kolejną stację.

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki

4.

4.

Ramka CF-End

Ramka CF-End

- Ramka ta kończy okres bez

- Ramka ta kończy okres bez

rywalizacji o dostęp, jednocześnie zerując wektor

rywalizacji o dostęp, jednocześnie zerując wektor

NAV. W przedstawionym przykładzie okres CFP jest

NAV. W przedstawionym przykładzie okres CFP jest

krótszy niż był pierwotnie planowany, sytuacja

krótszy niż był pierwotnie planowany, sytuacja

taka ma miejsce, gdy:

taka ma miejsce, gdy:



nie wszystkie stacje zadeklarowane na liście

nie wszystkie stacje zadeklarowane na liście

przeprowadziły transmisję,

przeprowadziły transmisję,



wielkość ramek z danymi nie miała maksymalnego

wielkość ramek z danymi nie miała maksymalnego

rozmiaru.

rozmiaru.

5.

5.

Skrócenie okresu CFP automatycznie wydłuża czas

Skrócenie okresu CFP automatycznie wydłuża czas

trwania okresu z dostępem rywalizacyjnym CP.

trwania okresu z dostępem rywalizacyjnym CP.

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki

6.

6.

Skrócony czas CFP

Skrócony czas CFP

- Stacja koordynująca stara się, aby

- Stacja koordynująca stara się, aby

czas trwania superramki był możliwie najbardziej zbliżony do

czas trwania superramki był możliwie najbardziej zbliżony do

nominalnego, z tego też powodu skrócenie CFP nie skraca

nominalnego, z tego też powodu skrócenie CFP nie skraca

wielkości superramki, a wydłuża okres dostępu

wielkości superramki, a wydłuża okres dostępu

rywalizacyjnego CP.

rywalizacyjnego CP.

Wcześniejsze rozpoczęcie okresu z rywalizacją o dostęp CP,

Wcześniejsze rozpoczęcie okresu z rywalizacją o dostęp CP,

poprzez wyzerowanie wektora alokacji NAV, jest korzystne

poprzez wyzerowanie wektora alokacji NAV, jest korzystne

dla stacji, które nie przeszły w stan uśpienia po odebraniu

dla stacji, które nie przeszły w stan uśpienia po odebraniu

ramki Beacon oraz dla stacji, które sygnału tego nie

ramki Beacon oraz dla stacji, które sygnału tego nie

odebrały. Korzyść ta wynika z faktu, że po przeprowadzeniu

odebrały. Korzyść ta wynika z faktu, że po przeprowadzeniu

aktualizacji wektora NAV i odczekaniu DIFS mogą wcześniej

aktualizacji wektora NAV i odczekaniu DIFS mogą wcześniej

przystąpić do procesu rywalizacji i przesyłania danych.

przystąpić do procesu rywalizacji i przesyłania danych.

Pozostałe stacje, które przeszły w stan uśpienia mają

Pozostałe stacje, które przeszły w stan uśpienia mają

wyłączony układ nadawczo - odbiorczy i dlatego nie wiedzą o

wyłączony układ nadawczo - odbiorczy i dlatego nie wiedzą o

wcześniejszym zakończeniu okresu bezkolizyjnego CFP.

wcześniejszym zakończeniu okresu bezkolizyjnego CFP.

Zmiana wypełnienia

Zmiana wypełnienia

superramki

superramki

7.

7.

CP

CP

- Okres dostępu rywalizacyjnego opartego

- Okres dostępu rywalizacyjnego opartego

na funkcji DCF. W przedstawionym przykładzie

na funkcji DCF. W przedstawionym przykładzie

okres ten zwiększył się w porównaniu do

okres ten zwiększył się w porównaniu do

planowanego o niewykorzystaną część CFP.

planowanego o niewykorzystaną część CFP.

8.

8.

Ramka Beacon

Ramka Beacon

określa początek nowej

określa początek nowej

superramki, jednocześnie kończąc okres

superramki, jednocześnie kończąc okres

dostępu rywalizacyjnego CP i zamyka

dostępu rywalizacyjnego CP i zamyka

analizowaną superramkę.

analizowaną superramkę.

Utrzymanie nominalnej

Utrzymanie nominalnej

długości okresu superramki

długości okresu superramki



W odpowiedzi na zapotrzebowanie na transmisję danych

W odpowiedzi na zapotrzebowanie na transmisję danych

synchronicznych, twórcy standardu 802.11 zmuszeni byli

synchronicznych, twórcy standardu 802.11 zmuszeni byli

podzielić czas transmisji na okresy o deklarowanej wielkości

podzielić czas transmisji na okresy o deklarowanej wielkości

tzw. superramki. Od nominalnej wielkości superramki zależy

tzw. superramki. Od nominalnej wielkości superramki zależy

częstość, z jaką stacje będą mogły przesyłać dane. Z tego też

częstość, z jaką stacje będą mogły przesyłać dane. Z tego też

powodu wprowadzono mechanizm, który nieustannie dąży do

powodu wprowadzono mechanizm, który nieustannie dąży do

zrównania rzeczywistej wielkości superramki z jej nominalną

zrównania rzeczywistej wielkości superramki z jej nominalną

długością, a ewentualne rozbieżności koryguje skróceniem

długością, a ewentualne rozbieżności koryguje skróceniem

okresu rywalizacyjnego w następnych okresach. Wahania

okresu rywalizacyjnego w następnych okresach. Wahania

okresu superramki powstają, gdyż koordynator, nie mając

okresu superramki powstają, gdyż koordynator, nie mając

prawa przerwać trwającej transmisji, zmuszony jest czekać do

prawa przerwać trwającej transmisji, zmuszony jest czekać do

jej zakończenia, aby wygenerować kolejny sygnał Beacon.

jej zakończenia, aby wygenerować kolejny sygnał Beacon.

Ograniczenie to wprowadza pewne przesunięcia okresów CFP,

Ograniczenie to wprowadza pewne przesunięcia okresów CFP,

które system koryguje skracając czas przewidziany na

które system koryguje skracając czas przewidziany na

transmisję bazującą na rywalizacji o medium.

transmisję bazującą na rywalizacji o medium.

Utrzymanie nominalnej

Utrzymanie nominalnej

długości okresu superramki

długości okresu superramki

Utrzymanie nominalnej

Utrzymanie nominalnej

długości okresu superramki

długości okresu superramki

1.

1.

Koniec wcześniejszej superramki.

Koniec wcześniejszej superramki.

2.

2.

CFP

CFP

- Okres dostępu bezkolizyjnego. Ramka Beacon

- Okres dostępu bezkolizyjnego. Ramka Beacon

inicjuje nową superramkę, a tym samym rozpoczyna okres

inicjuje nową superramkę, a tym samym rozpoczyna okres

transmisji w oparciu o funkcję PCF. Po odpytaniu

transmisji w oparciu o funkcję PCF. Po odpytaniu

wszystkich stacji znajdujących się na liście, koordynator

wszystkich stacji znajdujących się na liście, koordynator

kończy okres CFP i zwalnia medium sygnałem CF-End na

kończy okres CFP i zwalnia medium sygnałem CF-End na

rzecz stacji oczekujących na rozpoczęcie rywalizacji w

rzecz stacji oczekujących na rozpoczęcie rywalizacji w

ramach okresu CP.

ramach okresu CP.

3.

3.

CP

CP

- Okres z dostępem rywalizacyjnym. W prezentowanym

- Okres z dostępem rywalizacyjnym. W prezentowanym

przykładzie pod koniec nominalnego czasu przewidzianego

przykładzie pod koniec nominalnego czasu przewidzianego

dla okresu CP, jedna ze stacji zakończyła pozytywnie

dla okresu CP, jedna ze stacji zakończyła pozytywnie

proces rywalizacji i rozpoczęła transmisję danych.

proces rywalizacji i rozpoczęła transmisję danych.

Utrzymanie nominalnej

Utrzymanie nominalnej

długości okresu superramki

długości okresu superramki

4.

4.

Opóźnienie

Opóźnienie

- Późne rozpoczęcie przekazu danych powoduje

- Późne rozpoczęcie przekazu danych powoduje

wydłużenie okresu dostępu rywalizacyjnego CP oraz

wydłużenie okresu dostępu rywalizacyjnego CP oraz

przekroczenie nominalnego czasu przewidzianego na

przekroczenie nominalnego czasu przewidzianego na

superramkę. Koordynator nie ma prawa przerywania

superramkę. Koordynator nie ma prawa przerywania

transmisji, dlatego powstałe opóźnienie będzie starał się

transmisji, dlatego powstałe opóźnienie będzie starał się

wyeliminować w kolejnych superramkach. Aby móc to uczynić,

wyeliminować w kolejnych superramkach. Aby móc to uczynić,

gdy upłynie nominalny okres superramki automatycznie

gdy upłynie nominalny okres superramki automatycznie

rozpocznie odliczać czas przypadający na kolejną superramkę.

rozpocznie odliczać czas przypadający na kolejną superramkę.

Uruchomiony zegar pozwoli koordynatorowi ustalić moment, w

Uruchomiony zegar pozwoli koordynatorowi ustalić moment, w

którym powinna zakończyć się kolejna superramka.

którym powinna zakończyć się kolejna superramka.

5.

5.

CFP

CFP

- Okres dostępu bezkolizyjnego. Ramka Beacon

- Okres dostępu bezkolizyjnego. Ramka Beacon

rozpoczyna następną superramkę. Powstałe opóźnienie nie

rozpoczyna następną superramkę. Powstałe opóźnienie nie

rzutuje na transmisję w obrębie CFP.

rzutuje na transmisję w obrębie CFP.

Utrzymanie nominalnej

Utrzymanie nominalnej

długości okresu superramki

długości okresu superramki

6.

6.

CP

CP

- Okres z dostępem rywalizacyjnym. Okres CP jest

- Okres z dostępem rywalizacyjnym. Okres CP jest

skrócony, ponieważ koordynator rozpoczął odmierzanie

skrócony, ponieważ koordynator rozpoczął odmierzanie

przewidzianego czas aktualnej superramki przed jej

przewidzianego czas aktualnej superramki przed jej

faktycznym rozpoczęciem. Jednak i tym razem trwająca

faktycznym rozpoczęciem. Jednak i tym razem trwająca

transmisja uniemożliwiła koordynatorowi pełne

transmisja uniemożliwiła koordynatorowi pełne

wyeliminowanie opóźnienia. Dalszą korektę będzie

wyeliminowanie opóźnienia. Dalszą korektę będzie

nanosił w kolejnych superramkach.

nanosił w kolejnych superramkach.

7.

7.

Ramka Beacon rozpoczynająca kolejną superramkę.

Ramka Beacon rozpoczynająca kolejną superramkę.

Transmisja danych w okresie

Transmisja danych w okresie

dostępu bezkolizyjnego - CFP

dostępu bezkolizyjnego - CFP

W okresie dostępu bezkolizyjnego, nad ruchem w kanale

W okresie dostępu bezkolizyjnego, nad ruchem w kanale

czuwa stacja koordynatora, której głównym obowiązkiem

czuwa stacja koordynatora, której głównym obowiązkiem

jest przyznawanie stacjom, według określonych zasad,

jest przyznawanie stacjom, według określonych zasad,

prawa do przeprowadzenia transmisji. Sposób

prawa do przeprowadzenia transmisji. Sposób

udostępniania medium oraz zasady obowiązujące w

udostępniania medium oraz zasady obowiązujące w

okresie

okresie

CFP zostały omówione na następujących przykładach:

CFP zostały omówione na następujących przykładach:



wymiana danych w okresie CFP pomiędzy stacjami, a

wymiana danych w okresie CFP pomiędzy stacjami, a

koordynatorem,

koordynatorem,



transmisja informacji w okresie CFP pomiędzy stacjami

transmisja informacji w okresie CFP pomiędzy stacjami

pod nadzorem koordynatora w ramach tego samego

pod nadzorem koordynatora w ramach tego samego

zespołu usług BSS.

zespołu usług BSS.

Transmisja w okresie CFP

Transmisja w okresie CFP

pomiędzy stacjami, a

pomiędzy stacjami, a

koordynatorem

koordynatorem

Transmisja danych między

Transmisja danych między

stacjami podstawowego zespołu

stacjami podstawowego zespołu

obsługi - BSS

obsługi - BSS

Ramki transmisyjne standardu

Ramki transmisyjne standardu

802.11

802.11



Preambuła PLCP

Preambuła PLCP

(ang. Physical Layer Convergence Protocol)

(ang. Physical Layer Convergence Protocol)

-

-

umożliwia synchronizację nadajnika i odbiornika oraz

umożliwia synchronizację nadajnika i odbiornika oraz

ustawienie wzajemnych relacji czasowych. W warstwie fizycznej

ustawienie wzajemnych relacji czasowych. W warstwie fizycznej

standardu 802.11 na preambułę składają się dwa pola:

standardu 802.11 na preambułę składają się dwa pola:



SYNC (ang. Synchronization)

SYNC (ang. Synchronization)



SFD (ang. Start Frame Delimiter)

SFD (ang. Start Frame Delimiter)



Nagłówek PLCP

Nagłówek PLCP

- zawiera parametry warstwy fizycznej,

- zawiera parametry warstwy fizycznej,

między innymi prędkość transmisji oraz długość ramki MAC.

między innymi prędkość transmisji oraz długość ramki MAC.



MPDU

MPDU

(ang. MAC Protocol Data Unit)

(ang. MAC Protocol Data Unit)

- ramka MAC.

- ramka MAC.

Ramki transmisyjne standardu

Ramki transmisyjne standardu

802.11

802.11

Ramki podzielone zostały na trzy główne typy:

Ramki podzielone zostały na trzy główne typy:



ramki danych

ramki danych

- za pośrednictwem których stacje

- za pośrednictwem których stacje

przesyłają dane.

przesyłają dane.



ramki kontrolne

ramki kontrolne

- które wspomagają transmisję ramek

- które wspomagają transmisję ramek

danych, realizując takie operacje jak: oczyszczanie zasięgu,

danych, realizując takie operacje jak: oczyszczanie zasięgu,

przejmowanie medium transmisyjnego, pozytywnego

przejmowanie medium transmisyjnego, pozytywnego

potwierdzania otrzymanych danych oraz wspierają funkcję

potwierdzania otrzymanych danych oraz wspierają funkcję

rozpoznawanie stanu nośnika.

rozpoznawanie stanu nośnika.



ramki zarządzające

ramki zarządzające

- przeznaczone do realizacji funkcji

- przeznaczone do realizacji funkcji

nadzorczych, za ich pośrednictwem dokonuje się

nadzorczych, za ich pośrednictwem dokonuje się

nawiązywanie i zrywanie kontaktu z siecią bezprzewodową

nawiązywanie i zrywanie kontaktu z siecią bezprzewodową

oraz zmiana skojarzenia z punktem dostępowym.

oraz zmiana skojarzenia z punktem dostępowym.

Ramki transmisyjne standardu

Ramki transmisyjne standardu

802.11

802.11

Ramki transmisyjne w zależności od stosowanego sposobu

Ramki transmisyjne w zależności od stosowanego sposobu

adresowania

adresowania

związanego z realizowanym typem wysyłki dzielą się również na:

związanego z realizowanym typem wysyłki dzielą się również na:



ramki typu unicast

ramki typu unicast

- są to ramki przesyłane w wysyłce

- są to ramki przesyłane w wysyłce

jednostkowej przeznaczone dla pojedynczego adresata.

jednostkowej przeznaczone dla pojedynczego adresata.

Pierwszy bit adresu stacji docelowej wysyłanego ma wartość 0.

Pierwszy bit adresu stacji docelowej wysyłanego ma wartość 0.



ramki typu multicast

ramki typu multicast

- ramki tego rodzaju są adresowane do

- ramki tego rodzaju są adresowane do

grupy stacji, a tego typu wysyłka nosi nazwę wysyłki

grupy stacji, a tego typu wysyłka nosi nazwę wysyłki

wielokrotnej. Pierwszy bit adresu ma wartość 1.

wielokrotnej. Pierwszy bit adresu ma wartość 1.



ramki typu broadcast

ramki typu broadcast

- wykorzystywane są w wysyłce

- wykorzystywane są w wysyłce

rozgłoszeniowej, a w polu adresowym znajdują się same jedynki

rozgłoszeniowej, a w polu adresowym znajdują się same jedynki

Ramki kontrolne

Ramki kontrolne

Ramka RTS

Ramka RTS

RTS

RTS

(ang. Request To Send)

(ang. Request To Send)

służy do inicjacji procesu rezerwacji

służy do inicjacji procesu rezerwacji

kanału

kanału



Frame Control

Frame Control

- pole sterujące,

- pole sterujące,



Duration/ID

Duration/ID

- wielkości wektora NAV,

- wielkości wektora NAV,



RA

RA

- adres odbiornika,

- adres odbiornika,



TA

TA

- adres nadajnika,

- adres nadajnika,



FCS

FCS

- suma kontrolna.

- suma kontrolna.

Pola elementu Frame Control

Pola elementu Frame Control

oraz ich funkcje

oraz ich funkcje



PROTOCOL VERSION – 2 bity - określa wersję protokołu

PROTOCOL VERSION – 2 bity - określa wersję protokołu

802.11 MAC. Jest to wartość przewidziana na przyszłość

802.11 MAC. Jest to wartość przewidziana na przyszłość

(np. dla standardu 802.11n/s) i ustawiona jest na 0.

(np. dla standardu 802.11n/s) i ustawiona jest na 0.



TYPE – 2 bity - określa jeden z trzech typow ramki MAC:

TYPE – 2 bity - określa jeden z trzech typow ramki MAC:

kontrolna, zarządzająca lub danych. Czwarta możliwość jest

kontrolna, zarządzająca lub danych. Czwarta możliwość jest

zarezerwowana.

zarezerwowana.



SUBTYPE – 4 bity - określa podtyp ramki

SUBTYPE – 4 bity - określa podtyp ramki



TO DS. – 1 bit - określa, czy ramka przeznaczona jest dla

TO DS. – 1 bit - określa, czy ramka przeznaczona jest dla

systemu dystrybucyjnego (np. AP)

systemu dystrybucyjnego (np. AP)



FROM DS. – 1 bit - określa, czy ramka pochodzi od systemu

FROM DS. – 1 bit - określa, czy ramka pochodzi od systemu

dystrybucyjnego (np. AP)

dystrybucyjnego (np. AP)

Pola elementu Frame Control

Pola elementu Frame Control

oraz ich funkcje

oraz ich funkcje



MORE FRAGMENTS – 1 bit - określa, czy ramka jest

MORE FRAGMENTS – 1 bit - określa, czy ramka jest

fragmentem danej ramki czy jest kompletna.

fragmentem danej ramki czy jest kompletna.



RETRY - 1 bit - określa czy ramka jest retransmitowana.

RETRY - 1 bit - określa czy ramka jest retransmitowana.



POWER MANAGEMENT – 1 bit - wskazuje tryb zasilania stacji

POWER MANAGEMENT – 1 bit - wskazuje tryb zasilania stacji

(oszczędny, normalny).

(oszczędny, normalny).



MORE DATA – 1 bit - informuje stację odbiorczą o

MORE DATA – 1 bit - informuje stację odbiorczą o

przeznaczonej dla niej porcji danych, które są zbuforowanie

przeznaczonej dla niej porcji danych, które są zbuforowanie

w AP.

w AP.



WEP – 1 bit - informuje, że do szyfrowania ramki

WEP – 1 bit - informuje, że do szyfrowania ramki

zastosowano algorytm WEP (ang. Wired Equivalent Privacy)

zastosowano algorytm WEP (ang. Wired Equivalent Privacy)



ORDER – 1 bit - określa porządek przesyłania ramek.

ORDER – 1 bit - określa porządek przesyłania ramek.

Zazwyczaj ustawione jest na 1.

Zazwyczaj ustawione jest na 1.

Ramki kontrolne

Ramki kontrolne

Ramki: CTS, ACK

Ramki: CTS, ACK

CTS

CTS

służy do potwierdzania rezerwacji kanału

służy do potwierdzania rezerwacji kanału

ACK

ACK

informuje o poprawności transmisji danych.

informuje o poprawności transmisji danych.



Frame Control

Frame Control

- pola sterującego,

- pola sterującego,



Duration/ID

Duration/ID

- wielkości wektora NAV,

- wielkości wektora NAV,



RA

RA

- adres odbiornika,

- adres odbiornika,



FCS

FCS

- suma kontrolna.

- suma kontrolna.

Ramki kontrolne

Ramki kontrolne

Ramka PS-Poll

Ramka PS-Poll

Stacja wysyłając ramkę

Stacja wysyłając ramkę

PS-Poll

PS-Poll

(ang. Power Save Poll)

(ang. Power Save Poll)

informuje

informuje

punkt dostępowy o swoim wyjściu ze stanu uśpienia i oczekiwaniu na

punkt dostępowy o swoim wyjściu ze stanu uśpienia i oczekiwaniu na

ramki zbuforowane w jego pamięci.

ramki zbuforowane w jego pamięci.



Frame Control

Frame Control

- pole sterujące,

- pole sterujące,



AID

AID

(ang. Association ID)

(ang. Association ID)

- identyfikator stacji nadawany przez

- identyfikator stacji nadawany przez

punkt dostępowy gdy nawiązują połączenie,

punkt dostępowy gdy nawiązują połączenie,



BSSID

BSSID

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,



TA

TA

- adres nadajnika,

- adres nadajnika,



FCS

FCS

- suma kontrolna.

- suma kontrolna.

Ramki kontrolne

Ramki kontrolne

Ramka CF-End

Ramka CF-End

Ramka CF-End w transmisji opartej na algorytmie PCF, kończy

Ramka CF-End w transmisji opartej na algorytmie PCF, kończy

okres

okres

o dostępie bezkolizyjnym CFP

o dostępie bezkolizyjnym CFP



Frame Control

Frame Control

- pole sterujące,

- pole sterujące,



Duration/ID

Duration/ID

- wektor NAV zostaje wyzerowany,

- wektor NAV zostaje wyzerowany,



RA

RA

- adres odbiornika,

- adres odbiornika,



BSSID

BSSID

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,



FCS

FCS

- suma kontrolna.

- suma kontrolna.

Ramki zarządzające

Ramki zarządzające

Beacon, Probe, Reassociation,

Beacon, Probe, Reassociation,

Authentication

Authentication



Obsługa połączeń sieciowych w systemach

Obsługa połączeń sieciowych w systemach

opartych o standard 802.11 realizowana jest za

opartych o standard 802.11 realizowana jest za

pomocą

pomocą

ramek zarządzających

ramek zarządzających

.

.



Niezależnie od realizowanej funkcji każda ramka

Niezależnie od realizowanej funkcji każda ramka

zarządzająca ma identyczną strukturę składającą

zarządzająca ma identyczną strukturę składającą

się z następujących pól:

się z następujących pól:

Ramki zarządzające

Ramki zarządzające

Beacon, Probe, Reassociation,

Beacon, Probe, Reassociation,

Authentication

Authentication



Frame Control

Frame Control

- pole sterujące,

- pole sterujące,



Duration/ID

Duration/ID

- wielkości wektora NAV,

- wielkości wektora NAV,



DA

DA

- adres docelowy,

- adres docelowy,



SA

SA

- adres źródłowy,

- adres źródłowy,



BSSID

BSSID

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,

- 48 bitowy identyfikator BSS-a,



Numer sekwencji

Numer sekwencji

- numer sekwencji,

- numer sekwencji,



Pole danych

Pole danych

- Treść ramki jest nośnikiem głównej

- Treść ramki jest nośnikiem głównej

informacji. Dzielona jest na pola o stałej i

informacji. Dzielona jest na pola o stałej i

zróżnicowanej długości, te pierwsze noszą nazwę

zróżnicowanej długości, te pierwsze noszą nazwę

pól stałych, a drugie elementów informacyjnych lub

pól stałych, a drugie elementów informacyjnych lub

inaczej blogów,

inaczej blogów,



FCS

FCS

- suma kontrolna.

- suma kontrolna.

Ramka z danymi

Ramka z danymi

(ang. Frame Data)

(ang. Frame Data)



Frame Control

Frame Control

- pole sterujące,

- pole sterujące,



Duration/ID

Duration/ID

- wielkości wektora NAV,

- wielkości wektora NAV,



ADDRESS 1, 2, 3, 4

ADDRESS 1, 2, 3, 4

- zależne od typu i podtypu ramki,

- zależne od typu i podtypu ramki,



SEQUENCE CONTROL

SEQUENCE CONTROL

- informujący system o numerze

- informujący system o numerze

kolejnego fragmentu ramki;

kolejnego fragmentu ramki;



FCS

FCS

- zawierający sumę kontrolną CRC32, obliczaną na

- zawierający sumę kontrolną CRC32, obliczaną na

podstawie wszystkich pozostałych pól ramki.

podstawie wszystkich pozostałych pól ramki.

Transmisja z modulacją

Transmisja z modulacją

wąskopasmową

wąskopasmową



możliwość wystąpienia długotrwałych zakłóceń,

możliwość wystąpienia długotrwałych zakłóceń,

na przykład ze strony innych użytkowników

na przykład ze strony innych użytkowników

pracujących w danym paśmie

pracujących w danym paśmie

Transmisja z rozpraszaniem

Transmisja z rozpraszaniem

widma FHSS

widma FHSS



częste zmiany kanału sprawiają, iż w momencie

częste zmiany kanału sprawiają, iż w momencie

wystąpienia kolizji tracona jest tylko część

wystąpienia kolizji tracona jest tylko część

transmisji, która emitowana jest w zakłóconym

transmisji, która emitowana jest w zakłóconym

kanale.

kanale.

Wpływ zakłóceń na efektywność

Wpływ zakłóceń na efektywność

transmisji opartej na technologii

transmisji opartej na technologii

FHSS

FHSS

Budowa ramki PLCP warstwy

Budowa ramki PLCP warstwy

fizycznej FHSS

fizycznej FHSS

Warstwa fizyczna DSSS

Warstwa fizyczna DSSS

Warstwa fizyczna DSSS

Warstwa fizyczna DSSS

Warstwa fizyczna DSSS

Warstwa fizyczna DSSS



Zastosowanie

Zastosowanie

procesu korelacji

procesu korelacji

nadaje transmisji

nadaje transmisji

dużą odporność na błędy powstające w wyniku

dużą odporność na błędy powstające w wyniku

interferencji z wąskopasmowymi zakłóceniami.

interferencji z wąskopasmowymi zakłóceniami.



Uszkodzenie nawet kilku chipów rozpraszających dany

Uszkodzenie nawet kilku chipów rozpraszających dany

bit, umożliwia odbiornikowi właściwe zinterpretowanie

bit, umożliwia odbiornikowi właściwe zinterpretowanie

sygnału nie pogarszając przepustowości łącza.

sygnału nie pogarszając przepustowości łącza.

Wpływ zakłóceń na efektywność

Wpływ zakłóceń na efektywność

transmisji opartej na technologii

transmisji opartej na technologii

DSSS

DSSS

Budowa ramki PLCP warstwy

Budowa ramki PLCP warstwy

fizycznej DSSS

fizycznej DSSS