Протокольные аспекты доставки сообщений. – ЧАСТЬ 1

Протокольные аспекты доставки сообщений охватывают вопросы, во-первых, логической связи между службами одинаковых уровней взаимодействия различных стан­ций сети (горизонтальные связи) и, во-вторых, между службами различных уровней в пределах каждой станции (вертикальные связи). Особенности про­токольной структуры взаимодействия STA согласно стандарту IEEE 802.11 по сравнению с базовой моделью взаимодействия ISO/OSI проявляются в реали­зации нижнего, физического (PHY) уровня взаимодействия (рис. 3.23). Эти особенности обусловлены двумя факторами: 1) применением в системах ШЕ g02.ll нескольких разновидностей существенно отличающихся скоростей передачи данных с использованием различных методов формирования радио­частотных колебаний; 2) необходимостью оценивания доступности беспро­водной среды (Clear Channel Assessment – CCA) при переходе STA с приема на передачу (и наоборот).

Протокольная структура систем IEEE 802.11 предусматривает разбиение физического уровня модели ISO/OSI на 2 подуровня (рис. 3.23):

1)           подуровня конвергенции (Physical Layer Convergence Protocol – PLCP), обе­спечивающего изменение режима работы STA (прием – передача) и преоб­разование управляющих сигналов (фреймов) МАС-уровня в фреймы физи­ческого уровня;

2)           подуровня PMD (Physical Medium Dependent, непосредственно связанного с беспроводной средой), обеспечивающего формирование радиосигналов, излучаемых в WM, или, наоборот, начальный этап преобразования при при­еме радиосигналов из WM.

На рис. 3.23 горизонтальными линиями обозначены логические каналы свя­зи протокольных подуровней двух станций BSS (станций А, В), которые обме­ниваются сообщениями. В каналах различных подуровней сообщениями явля­ются:

–                в канале МАС-подуровня – сообщения службы доступа к среде (MAC Service Data Unit-MSDU);

–                в канале PLCP-подуровня – сообщения службы конвергенции (PLCP Service Data Unit-PSDU);

–                в канале PMD-подуровня – поток битов (bit stream), входящих в состав PSDU.

В физическую беспроводную среду PMD-подуровень отправляет радио­сигналы, соответствующие передаваемому потоку битов. Преобразование битового потока в радиосигналы включает ряд операций, в частности, рас­ширение спектра, перемежение, модуляцию. Для иллюстрации многообразия преобразований потока битов в радиосигналы на рис. 3.24 приведены сведе­ния о скоростях передачи битов, способах расширения спектра и видах моду­ляции, соответствующих различным разновидностям стандарта IEEE 802.11. Разделение подуровней MAC и PMD подуровнем конвергенции (PLCP) обе­спечивает возможность унифицирования составляющих PHY-уровня, общих Для всех разновидностей стандарта.

Информационный обмен между различными протокольными уровнями

одной и той же станции включает следующие разновидности сообщений (рис. 3-25 ,а):

сервисные сообщения данных (Service Data Unit – SDU), под которыми под­разумевают данные, поступающие через границу, разделяющую рассматри­ваемый и вышестоящий уровни;

протокольные сообщения данных (Protocol Data Unit – PDU), под которыми подразумевают данные, поступающие через SAP границу, разделяющую рас­сматриваемый и нижестоящий vdobhh.

Рис. 3.23. Протокольные уровни эталонной модели ISO/OSI и стандарта IEEE 802.11 и логические связи между ними

 

Рис. 3.24. Скорости передачи, методы расширения спектра и диапазоны частот, предусмотренные стандартами IEEE 802.11 различных разновидностей

Согласованное выполнение функций службами различных уровней дости­гается благодаря их уровневому менеджменту. Составляющие менеджмента (Management Entity – ME) MAC- и PHY-уровней подразделяются на два множе­ства (рис. 3.25, б):

–                составляющие менеджмента МАС-уровня (MAC Layer Management Entity – MLME);

–                составляющие менеджмента PHY-уровня (PHY Layer Management Entity – PLME).

Менеджмент осуществляется посредством использования создаваемой в пределах каждого уровня информационной базы данных (Management In­formation Base – MIB) и программного обеспечения, включающего под­держку взаимосвязей между программами MLME и PLME. Оба уровня ме неджмента образуют т.н. множество станционного менеджмента (Station

Management Entity – SME). Между всеми уровнями менеджмента суще­ствуют сервисные точки доступа (SAP), обозначенные на рис. 3.25 утол­щенными линиями.

Рис. 3.25. Сообщения, передаваемые через различные границы

протокольного уровня (а) и составляющие менеджмента различных протокольных подуровней (б) стандарта IEEE 802.11

Координация потребностей служб МАС-уровня и излучения/приема со­ответствующих сигналов аппаратными средствами PMD-уровня осуществля­ется PLCP-уровнем. Не вдаваясь в детали реализации функций PLCP-уровня, отметим, что в его рамках предусмотрено выполнение 3 программ, соответ­ствующих потребностям функционирования STA и именуемых машинами со­стояний (рис. 3.26):

состояния оценки занятости беспроводной среды и доступности канала (Carrier Sense/Clear Channel Assessment – CS/CCA– State Machine); состояния передачи сигналов (Transmission State Machine); состояния приема сигналов (Receive State Machine).

Все машины обмениваются служебными сигналами, во-первых, с MAC- и PMD-уровнями и, во-вторых, между собой.

Рис. 3.26. Машины состояний подуровня конвергенции

Протокольной структуре функционирования STA соответствует адеквг ная структура их аппаратной реализации, в частности, реализации беспровс ных сетевых интерфейсных карт. В состав WNIC входит набор нескольк микросхем (chipset). Типовое распределение функций между схемами набо соответствует распределению функции преобразования и обработки сип лов между MAC- и PHY-уровнями. В стандарте [2] это отражено наличи 3 структурных элементов: 1) МАС-контроллера, который выполняет функщ соответствующие службам МАС-подуровня; 2) процессора базовых сигнал (Baseband processor), который выполняет функции, соответствующие служб PLCP-подуровня; 3) приемо-передатчика (Transceiver), который выполш функции PMD-подуровня [3, 28].


Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100