a) Lớp chức năng cộng tác phân tán – DCF (Distributed Coordination Function)
Lớp con DCF sử dụng phương pháp truy cập cơ bản đó là CSMA/CA, phương pháp này được thực hiện trên tất cả các trạm. Một trạm muốn được truyền nó phải cảm nhận môi trường để quyết định xem mình có được truyền hay không. Nếu môi trường là rỗi thì việc truyền có thể được xử lý. Thuật toán CSMA/CA đặt một khoảng thời gian tối thiểu giữa các khung liên tiếp. Một trạm sẽ truyền phải đảm bảo rằng môi trường luôn rỗi trong khoảng thời gian nó truyền trước khi thực hiện truyền.
Nếu môi trường bận thì trạm đó phải trì hoãn việc truyền của mình cho đến khi trạm đang truyền kết thúc. Để giảm thiểu đụng độ xảy ra, trong DCF có một cải tiến, đó là trạm gửi và trạm nhận trao đổi với nhau các khung điều khiển RTS và CTS để đảm bảo môi trường là rỗi trước khi thực hiện truyền dữ liệu.
Cảm nhận sóng mang sẽ được thực hiện qua cả cơ chế vật lý và cơ chế ảo. Kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo đạt được là nhờ vào việc phân phát các thông tin đặt trước để thông báo việc sử dụng đường truyền. Trong RTS và CTS có trường Duration/ID, đây là trường chứa giá trị thời gian ưu tiên được đặt trước để truyền khung dữ liệu thực và nhận lại khung ACK.
Tất cả các trạm nằm trong vùng nhận RTS hoặc CTS sẽ được biết về việc đặt trước môi trường. Vì thế các trạm ngoài trạm nguồn và trạm đích không có quyền nhận dữ liệu. Ngoài ra việc trao đổi RTS/CTS còn thực hiện nhiệm vụ kết luận đụng độ nhanh và kiểm tra đường truyền.
Kỹ thuật RTS/CTS có ưu điểm khi nhiều BSS sử dụng kênh truyền chồng lên nhau. Kỹ thuật đặt trước môi trường truyền sẽ làm việc ở hai bên của vùng biên BSA (Base Station). Ngoài ra, kỹ thuật này còn cải tiến hoạt động trong trường hợp điển hình, đó là trường hợp tất cả các trạm nhận từ AP nhưng không nhận từ các trạm khác trong BSA. Kỹ thuât này không được sử dụng cho các MPDU (MAC Protocol Data Unit) có địa chỉ nhóm, các khung dữ liệu ngắn. Việc sử dụng kỹ thuật trao đổi RTS/CTS được điều khiển bởi thuộc tính dot11RTSThreshold. Thuộc tính này được đặt trên các trạm ngang hàng. Kỹ thuật này cho phép các trạm được cấu hình sử dụng RTS/CTS một cách thường
xuyên hoặc chỉ dành cho các khung lớn hơn giá trị ngưỡng. Một trạm đã được cấu hình không khởi tạo kỹ thuật RTS/CTS sẽ vẫn cập nhật NAV (Network Allocation Vector) của nó nhờ vào thông tin trong trường Duration ở trong khung RTS hoặc CTS mà nó nhân được, và sẽ luôn phản hồi đến địa chỉ gửi RTS đến nó bằng một khung CTS.
b) Lớp chức năng công tác điểm - PCF (Point Coordination Function)
PCF là một phương pháp thực hiện trên đỉnh của DCF, nó hoạt động bằng việc thăm dò. Một trạm chủ sẽ tổ chức thăm dò tập trung, trạm này được gọi là bộ phối hợp điểm. Bộ phối hợp điểm sử dụng khoảng thời gian PIFS khi đưa ra những thăm dò. Bởi vì PIFS nhỏ hơn DIFS nên bộ phối hợp điểm có thể chiếm được môi trường truyền nhanh hơn và đóng lại tất cả lưu lượng đồng bộ trong khi nó thăm dò và nhận phản hồi.
Một mạng không dây được cấu hình với một số lượng các trạm được điều khiển bằng bộ phối hợp điểm, sử dụng kỹ thuật CSMA để truy cập. Bộ phối hợp điểm có thể phát ra những thăm dò trong một vòng đến tất cả các trạm được cấu hình để thăm dò. Khi một đợt thăm dò được phát ra, các trạm được thăm dò sẽ phản hồi sau khoảng SIFS. Nếu bộ phối hợp điểm nhận được phản hồi nó sẽ phát ra các thăm dò khác sau khoảng PIFS. Nếu không có phản hồi nào được nhận trong thời gian mong muốn thì nó lại sinh ra 1 đợt thăm dò mới.
c) Các giá trị SIFS, DIFS, PIFS, EIFS
Khoảng thời gian giữa các khung được gọi là IFS. Một trạm sẽ quyết định môi trường là rỗi thông qua việc sử dụng kỹ thuật cảm nhận sóng mang trong khoảng thời gian đặc biệt này. Có 4 khoảng thời gian IFS khác nhau được đưa ra để cho biết mức độ ưu tiên truy cập môi trường truyền không dây trong chuẩn IEEE 802.11:
- SIFS: Short Interframe Space - PIFS: PCF Interframe Space - DIFS: DCF Interframe Space - EIFS: Extended Interframe Space
Các khoảng thời gian IFS sẽ không phụ thuộc vào tốc độ bit của từng trạm.
- Short IFS (SIFS): Sẽ được sử dụng cho các khung như: ACK, CTS, MPDU thứ 2 hoặc dãy con của MPDU của dãy phân mảnh, hoặc để cho các khung phản hồi lại các đợt thăm dò của PC (Point Coornaditor). SIFS là khoảng ngắn nhất trong các IFS, nó được sử dụng khi trạm đang chiếm được đường truyền và giữ đường truyền trong khoảng thời gian trao đổi các khung, tránh xảy ra tranh chấp đường truyền. Các trạm khác phải đợi kênh truyền rỗi trong khoảng thời gian lớn hơn.
- PCF IFS (PIFS): Sẽ được sử dụng cho các trạm hoạt động trong PCF để nhận quyền ưu tiên truy cập môi trường truyền tại thời điểm bắt đầu CFP. nó có độ ưu tiên cao hơn DIFS nhưng thấp hơn SIFS. PIFS có khoảng thời gian ngắn hơn DIFS, vì thế, AP sẽ luôn luôn chiếm quyền điều khiển đường truyền trước khi các trạm bắt đầu đấu tranh giành quyền truy cập trong chế độ DCF. PCF chỉ làm việc với DCF, nó không phải là một chức năng hoạt động độc lập, vì thế, một khi AP kết thúc việc thăm dò, các trạm khác có thể tiếp tục tranh chấp giành quyền truy cập đường truyền trong chế độ DCF.
- DCF IFS (DIFS) : Sẽ được sử dụng cho các trạm hoat động dưới DCF để truyền các khung dữ liệu và các khung quản trị. Mỗi trạm trên mạng sử dụng chế độ DCF đều phải đợi cho đến khi DIFS trôi qua trước khi bất kỳ một trạm nào có thể tranh giành quyền truy cập. Khoảng thời gian DIFS này làm cho việc truyền các khung sẽ có độ ưu tiên thấp hơn các khung trong chế độ PCF. Thay vì tất cả các trạm đều cho rằng đường truyền đang rỗi và tùy ý bắt đầu việc truyền khung đồng thời ngay sau khi khoảng thời gian DIFS vừa kết thúc, điều này sẽ gây nên xung đột. Mỗi trạm đều sử dụng 1 thuật toán gọi là thuật toán quay lui ngẫu nhiên để xác định xem phải đợi thêm bao lâu trước khi bắt đầu truyền dữ liệu của nó.
- Extended IFS (EIFS): EIFS sử dụng cho các trạm hoạt động ở DCF, bất kể khi nào tầng vật lý thông báo đến tầng MAC rằng việc nhận một khung đã bắt đầu nhưng không có kết quả. Khoảng EIFS sẽ bắt đầu từ lúc tầng vật lý thông báo là môi trường rỗi sau khi phát hiện lỗi khung mà không liên quan đến kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo. EIFS được định nghĩa để cung cấp đủ thời gian cho các trạm khác nhằm báo nhận rằng đã nhận được một khung không đúng trước khi trạm này bắt đầu phát. Sau khi khoảng EIFS kết thúc, việc truy cập đường truyền trở lại bình thuờng.
Trong WLAN có nhiều AP chồng sóng lên nhau, PC sẽ sử dụng các khoảng siêu khung kết hợp với kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo để giảm thiểu xung đột. Bởi vì PCF hoạt động mà không sử dụng CSMA/CA như DCF, do vậy có nhiều đụng độ sẽ lặp lại, Nếu có nhiều BSS chồng nhau với cùng một kênh truyền vật lý thì tỉ lệ lặp lại CFP và khoảng beacon trong siêu khung của chúng là gần như nhau. Để giảm thiểu mất khung do đụng độ, các bộ điều phối sẽ sử dụng khoảng DIFS cùng với một khoảng quay lui ngấu nhiên để bắt đầu CFP. Nhờ đó khi khởi tạo beacon sẽ trễ hơn vì phải chờ. Các bộ điều phối điểm sẽ sử dụng thủ tục quay lui ngẫu nhiên để truyền lại các khung không được báo nhận, các khung dữ liệu trực tiếp hay các khung quản trị. Sau khoảng DIFS cộng khoảng thời gian quay lui ngẫu nhiên đó, bộ phối hợp điểm yêu cầu môi trường
phải được quyết định là rỗi trong một khoảng thời gian chiếm giữ môi trường truyền trong CPF. Điều này làm mất quyền điều khiển môi trường truyền của các trạm ẩn và các AP chồng nhau.
2.4 Kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo tại lớp MAC
CSMA/CA được dùng để giảm xung đột khi nhiều trạm cùng truy cập vào một kênh truyền. Các trạm sẽ chờ trong khi kênh truyền bận. Sau khi kênh truyền rỗi, các trạm đều muốn sử dụng kênh truyền. Do đó, rất dễ dẫn đến xung đột. Thủ tục quay lui ngẫu nhiên có thể giải quyết sự xung đột kênh truyền. Tuy nhiên nó không giải quyết triệt để vấn đề. Vì thế IEEE đã đưa ra một kỹ thuật nữa có thể giải quyết vấn đề tránh xung đột. Đó là kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo.
- Kỹ thuật cảm nhận sóng mang vật lý cung cấp bởi lớp PHY. - Kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo được cung cấp bởi lớp MAC.
Cảm nhận sóng mang ảo là thông báo thông tin về khoảng thời gian đặt trước kênh truyền đến các trạm khác. Kỹ thuật này được thực hiện thông qua bộ định thời cấp phát mạng NAV (Network Allocation Vector). NAV được cập nhật bởi khung dữ liệu truyền trong môi trường. Khi giá trị NAV bằng 0 thì kênh truyền rỗi, ngược lại kênh truyền là bận.
Trạm nhận đúng khung sẽ cập nhật (update) lại giá trị NAV của nó với thông tin nhận được trong trường Duration/ID, nhưng chỉ khi giá trị NAV mới lớn hơn giá trị NAV hiện tại thì trạm đó mới cập nhật.