DCF-доступ – ЧАСТЬ 1

Состязательный доступ к среде согласно DCF базируется на использовании следующих основных технологических составляющих:

–                физический контроль (carrier sensing) занятости среды посредством оценки па­раметров электромагнитных помех (ЭМП) в используемой полосе частот; фи­зический контроль осуществляется приемными устройствами всех станций;

–                виртуальный контроль занятости среды посредством использования в каждой станции индикатора занятости среды (Network Allocation Vector – NAV); све­дения, отображаемые индикатором, основываются на данных поля длитель­ности (duration), содержащегося в каждом фрейме;

–                применение межфреймовых временных защитных интервалов (Inter Frame Space – IFS), в течение которых излучение станций запрещено. Технологии DCF и PCF предусматривают несколько разновидностей IFS, из которых не­посредственное отношение к состязательному доступу имеют следующие три: 1) IFS распределенного доступа (Distributed Coordination Function IFS – DIFS); 2) короткие IFS (Short IFS – SIFS); 3) удлиненные IFS (Extended IFS – EIFS); назначение IFS различных разновидностей рассматривается ниже (да­лее при рассмотрении различных вариантов реализации DCF);

–                использование межфреймовых временных интервалов переменной длитель­ности, называемых окнами задержки доступа (Backoff Window – BoW), в течение которых станции обязаны воздерживаться от излучений и по исте­чении которых они получают доступ к среде. Длительность окна задержки определяется каждой станцией независимо от других станций посредством случайного выбора из заданного дискретного множества значений, именуе­мого окном состязаний (Contention Window – CW).

Сущность перечисленных составляющих технологии DCF обзорно иллю­стрируется рис. 3.27. Три временные диаграммы рисунка отображают занятость среды и процессы в 2 станциях: STA1 и STA2. Занятость среды (верхняя диа­грамма) иллюстрируется диаграммой наличия ЭМП (независимо от источника излучения – STA1 или STA2) и диаграммой показаний индикатора NAV (послед­ние отличаются от 0 в течение всего времени, когда среда занята или излучение воспрещается).

Диаграммы соответствуют фрагменту использования среды доступа, ко­торый включает процессы излучения фрейма данных станцией 1, передачи фрейма подтверждения станцией 2 и состязания за доступ к среде STA1 и STA2 после завершения упомянутого обмена. Фрейм подтверждения STA2 отделен от фрейма данных STA1 защитным интервалом SIFS. Состязания за доступ к среде между STA1 и STA2 начинаются по истечении защитного ин­тервала DIFS. Факт состязания отражен вертикальной стрелкой. Показания счетчиков задержки обозначены различным числом слотов времени (time slot): 2 в STA1 и 4 в STA2. Выигрыш состязания станцией 2 приводит к из­лучению фрейма STA2; последнему соответствует физическая и виртуальная индикация занятия среды станцией 2. Контроль занятости производится на всех станциях BSS.

Рис. 3.27. Обзорная иллюстрация процессов DCF

Процессы управления доступом к среде и контроля доставки сообщений при DCF подразделяются на 3 класса, исходя из содержания служебного диалога между передающей и приемной станциями, которым сопровождается передача фрейма данных:

1)           доступ к среде без предварительного диалогового обмена, именуемый базо­вым доступом (basic access);

2)           доступ с предварительным обменом фреймами запроса готовности к обмену и подтверждения этой готовности; в ненормативных публикациях его именуют для краткости доступом с предварительным «рукопожатием»(handshake);

3)           доступ при передаче фреймов данных большой длительности посредством разбиения тела фрейма на отдельные фрагменты (передача многофрагмент­ных фреймов).

Далее последовательно рассматриваются все три класса DCF-доступа. 3.4.2.1. Базовый доступ. Процессы базового доступа произвольной стан­ции BSS (включая станцию точки доступа) взаимосвязаны с занятостью среды другими станциями. В зависимости от занятости среды на момент возникнове­ния потребности доступа их можно разделить на 2 разновидности:

1)           доступ к свободной/вакантной (idle) среде;

2)           доступ к занятой (busy) среде.

В зависимости от числа станций, в которых одновременно возникает по­требность доступа к среде, обе разновидности доступа подразделяются на до­ступ одиночной станции и множественный (в частности – парный) доступ.

Доступ к свободной среде одиночной станции является наиболее простым по совокупности элементарных составляющих (рис. 3.28). Такая станция, испытывая потребность в передаче пакета данных, осуществляет контроль занятости среды (carrier sensing – CS) и, выяснив, что среда свободна, продолжает контроль в тече­ние интервала DIFS. Если в течение этого интервала среда была непрерывно сво бодной, рассматриваемая станция (STA1) приступает к передаче фрейма данных оповещая о длительности фрейма посредством соответствующего сообщения в поле фрейма. Виртуальный индикатор занятости (NAV) учитывает не только дли­тельность фрейма, но и длительность последующих служебных интервалов (за­щитного интервала SIFS и фрейма подтверждения АСК). Индикация занятости среды осуществляется на всех станциях BSS, что предотвращает возможность их излучения и исключает возможность коллизий (Collision Avoidance – СА) до за­вершения фрейма АСК. Передача последнего осуществляется STA2 и свидетель­ствует для STA1 об удачной передаче фрейма данных. Источником коллизий до­ступа одиночной станции к свободной среде может служить лишь излучение другой станции BSS, начавшееся одновременно с излучением STA1. Такое излу­чение предполагает одновременное обращение за получением доступа к среде двух станций (момент начала интервала DIFS), вероятность чего в BSS с малой загрузкой среды незначительна.

Рис. 3.28. Базовый DCF-доступ к свободной среде (STA1)

Доступ одиночной станции к занятой среде предполагает, что в момент запро­са доступа физический и виртуальный контроль занятости (CS) обнаруживают наличие излучения (рис. 3.29). Контроль ведется непрерывно до окончания излу­чения и в течение интервала DIFS после окончания. По окончании DIFS и соблю­дении условия незанятости среды рассматриваемая станция обращается к окну состязаний (CW) и выбирает из него случайное целое число w, определяющее длительность окна задержки доступа к среде TBoW . Взаимосвязь w и TBoW опреде­ляется длительностью единичного интервала задержки Тсл, именуемого слотом:

По истечении TBoWh при условии вакантности среды STA1 производит пере­дачу фрейма данных. Прием фрейма АСК станции STA2 свидетельствует об успешной передаче (аналогично рассмотренному выше).

Источник: Гепко И.А., Олейник В.Ф., Чайка Ю.Д., Бондаренко А.В.  Современные беспроводные сети: состояние и перспективы развития. – К.: «ЕКМО», 2009. – 672 с.

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