Trường Thông tin
Điều khiển khung Phiên bản hiện tại của tiêu chuẩn, các gói được nhận hoặc gửi đi tới hệ thống phân phối, quản lý nguồn, phân mảnh, gói mã hố và nhận thực.
Khoảng thời gian/Nhận dạng Khoảng thời gian của vector phân phối mạng, nhận dạng nút đang hoạt động ở chế độ bảo vệ nguồn.
Các trường địa chỉ 1-4 Các địa chỉ của BSSID, đích, nguồn, bộ phát, và bộ thu. Chuỗi điều khiển Chuỗi số của gói và phân đoạn gói.
Hình 2.9 biểu diễn khn dạng của đơn vị dữ liệu giao thức MAC 802.11 tổng quát (MPDU). Các trường Địa chỉ 2, Địa chỉ 3, Điều khiển chuỗi, Địa chỉ 4 và dữ liệu người dùng chỉ có trong một số trường hợp nhất định. MPDU được bảo vệ độc lập bởi các bit kiểm tra lỗi. Có ba kiểu gói:
1. Các gói dữ liệu;
2. Các gói điều khiển (ví dụ như các gói RTS, CTS, ACK);
RTS: gói yêu cầu để gửi, sử dụng để khai báo cho các trạm tránh đụng độ.
CTS: xóa để gửi, gói CTS được truyền từ trạm khai báo trong gói tin RTS để các trạm khác biết được 1 gói tin sắp được truyền.
ACK: gói tin được sử dụng để xác nhận gói tin đã được nhận thành cơng. 3. Các gói quản lý (ví dụ như đèn hiệu).
Thông tin cho bởi các trường khác nhau trong phần tiêu đề MPDU được liệt kê trong Bảng 2.3.
Các khoảng thời gian liên khung:
Quyền ưu tiên truy nhập tới môi trường vô tuyến được điều khiển thông qua các khoảng không gian giữa các khung truyền, gọi là các khoảng thời gian liên khung IFS (Inter Frame Space). Các giá trị IFS được xác định bởi lớp vật lý. Một trạm xác định xem mơi trường có rỗi khơng thơng qua chức năng phát hiện sóng mang trong khoảng thời gian chỉ định. Có ba loại thời gian liên khung thường được sử dụng để cung cấp các mức logic ưu tiên khác nhau cho việc truy nhập đến phương tiện vơ tuyến đó là:
SIFS (Short Inter Frame Space) khoảng thời gian liên khung ngắn.
SIFS là khoảng thời gian ngắn nhất, thường sử dụng cho khung ACK, CTS, MPDU thứ hai hoặc tiếp sau của một khối phân đoạn.
SIFS sẽ được sử dụng khi các trạm đã chiếm được môi trường và cần giữ trong một khoảng thời gian để thực hiện trao đổi khung. Sử dụng khe thời gian ngắn nhất giữa các lần truyền khung sữ ngăn cho các trạm khác cố gắng truy nhập môi trường, những trạm này đã được yêu cầu chỉ trong một khoảng thời gian dài hơn, điều này tạo điều kiện ưu tiên để hồn thành một chu trình trao đổi khung.
PIFS (PCF Inter Frame Space) khoảng thời gian liên khung PCF
PIFS sẽ được sử dụng trong các hoạt động của các trạm theo PCF để tăng quyền ưu tiên truy nhập đến phương tiện tại thời điểm đầu của khoảng tranh chấp. Một trạm sử dụng PCF sẽ được cho phép truyền sau khi cơ chế cảm nhận sóng mang của nó xác nhận rằng
DIFS (DCF Inter Frame Space) khoảng thời gian liên khung DCF
Được sử dụng trong khung hoạt động của các trạm dưới DCF để truyền các khung dữ liệu MPDU và khung quản lý. Một trạm sử dụng DCF sẽ được cho phép truyền sau khi cơ chế cảm nhận sóng mang của nó xác nhận rằng mơi trường rỗi sau một khoảng thời gian.
Chức năng phối hợp phân bố DCF:
Phương thức truy nhập cơ bản của MAC WLAN IEEE 802.11 là DCF được biết với dưới tên đa truy nhập cảm nhận sóng mang với cơ chế tránh xung đột. DCF có thể được áp dụng ở tất cả các STA, sử dụng cho cả cấu hình IBSS lẫn cấu hình mạng cơ sở hạ tầng.
Khi một STA muốn truyền tín hiệu, nó sẽ nghe mơi trường để xác định xem liệu có một STA khác đang truyền hay không. Nếu môi trường được xác định là khơng bận, q trình chuyển đổi có thể diễn ra. Cơ chế trruy nhập CSMA/CA bắt buộc phải có một khe thời gian tối thiểu tồn tại giữa các khung truyền đi liên tục. Một STA đang truyền phải đảm bảo rằng môi trường đang rỗi trong khoảng thời gian này trước khi truyền. Nếu môi trường được xác định là bận, STA sẽ chờ cho kết thúc quá trình truyền hiện tại. Sau khi chờ, hoặc trước khi cố gắng truyền lại ngay lập tức sau một lần truyền thành công, STA sẽ chọn một khoảng thời gian ngừng (backoff) ngẫu nhiên và sẽ giảm bộ đếm thời gian ngừng.
Hình 2.10: Chức năng phối hợp phân bố DCF
Giao thức truy nhập mơi trường cơ sở là DCF, nó cho phép chia sẻ phương tiện tự động giữa các PHY tương thích thơng qua sử dụng cơ chế CSMA/CA và một thời gian ngưng ngẫu nhiên sau một trạng thái mơi trường bận. Thêm vào đó tất cả các lưu lượng trực tiếp sử dụng xác nhận (khung ACK) tích cực mà tại đó việc truyền dẫn lại được lên kế hoạch bởi bên gửi nếu không nhận được ACK nào.
Giao thức CSMA/CA được thiết kế để giảm xác suất xung đột giữa nhiều STA cùng truy nhập một mơi trường, tại thời điểm xung đột có khả năng xảy ra lớn. Chỉ ngay sau khi phương tiện chuyển sang rỗi là thời điểm mà xác suất xảy ra xung đột lớn nhất. Điều này
xảy ra là do có nhiều STA đang chờ mơi trường trở lại. Đây là tình huống địi hỏi thủ tục ngưng ngẫu nhiên để giải quyết các xung đột mơi trường.
Phát hiện sóng mang: có thể thực hiện bằng cơ chế vật lý hoặc cơ chế ảo.
Cơ chế phát hiện sóng mang ảo đạt được bằng cách phân tán thông tin yêu cầu giữ trước, thông tin này thông báo về sử dụng sắp tới của môi trường. Trao đổi các khung RTS và CTS trước khung dữ liệu thực sự là cách để phân tán thông tin giữ trước môi trường. Các khung RTS và CTS chứa một trường thời gian/ID định nghĩa khoảng thời gian mà môi trường sẽ được giữ trước để truyền khung giữ liệu thực và trả về khung ACK. Tất cả các trạm STA nằm trong phạm vi nhận của STA nguồn (truyền RTS) hoặc STA đích (truyền CTS) sẽ biết được u cầu giữ mơi trường . Do đó một STA có thể khơng phải là đích nhận dữ liệu của STA nguồn vẫn có thể biết được về sự sử dụng mơi trường trước mắt.
Một cách khác để phân tán thông tin giành trước môi trường là trường thời gian/ ID trong khung trực tiếp. Trường này đưa ra thời gian mà môi trường sẽ bị chiếm, hoặc là tới thời điểm kết thúc của ACK tiếp theo, hoặc trong trường hợp chuỗi phân đoạn là thời điểm kết thúc của ACK tiếp sau phân đoạn kế tiếp.
Việc trao đổi RTS/CTS thực hiện theo kiểu xem xét xung đột nhanh và kiểm tra đường truyền dẫn. Nếu STA phát RTS khơng nhận được CTS, STA nguồn có thể lặp lại quá trình nếu khung dữ liệu dài được truyền đi và không nhận được ACK.
Một lợi điểm khác nữa của cơ chế RTS/CTS là khi nhiều BSS tận dụng cùng một kênh xếp chồng. Cơ chế giữ trước môi trường làm việc qua các ranh giới BSA. Cơ chế RTS/CTS cũng có thể tăng cường khả năng hoạt động trong một điều kiện đặc thù khi tất cả các STA đều có thể nhận từ AP, nhưng không thể nhận từ các STA khác trong BSS.
Chức năng phối hợp điểm PCF
Ngồi DCF, MAC cũng có thể kết hợp một phương pháp truy nhập tuỳ chọn gọi là PCF, nó chỉ có thể sử dụng trên các cấu hình mạng cơ sở hạ tầng. Phương pháp truy nhập này sử dụng một bộ phối hợp điểm PC (Point Coordiration) hoạt động tại điểm truy nhập của BSS để xác định trạm nào sẽ được phép truyền. Về cơ bản, giao thức này hoạt động giống như sự thăm dị (Polling), trong đó PC đóng vai trị của bộ phận điều khiển thăm dị.
Hình 2.11: Chức năng phối hợp điểm PCF
PCF sử dụng cơ chế phát hiện sóng mang ảo được hỗ trợ bởi một cơ chế ưu tiên truy nhập. PCF sẽ phân tán thông tin trong các khung quản lý (Beacom Frame), để thu được quyền quản lý môi trường bằn g cách đặt ra các vector cấp phát mạng NAV trong các trạm. Thêm vào đó, tất cả các truyền dẫn khung dưới sự điều khiển của PCF đều sử dụng khoảng thời gian liên khung IFS nhỏ hơn thời gian IFS cho các khung được truyền đi thông qua DCF. Việc sử dụng thời gian liên khung IFS nhỏ hơn có nghĩa là lưu lượng phối hợp điểm sẽ có quyền ưu tiên truy nhập phương tiện truyền thông lớn hơn các trạm trong chế độ hoạt động trong BSS dưới phương pháp truy nhập DCF.
Ưu tiên truy nhập PCF có thể được tận dụng để tạo ra một phương pháp truy nhập không tranh chấp (CF – Contension Free). PC sẽ điều khiển việc truyền dẫn khung của các trạm để loại bỏ tranh chấp trong một khoảng thời gian giới hạn nào đó.
Phân mảnh
Trong tất cả các q trình truyền dẫn gói trong mạng WLAN, các bản tin có độ dài thay đổi được sử dụng trong tiêu chu ẩn IEEE 802.11. Theo cách này, tổng số các gói tin phát đi là nhỏ nhất. Điều này trở nên quan trọng để đạt được thông lượng cao do rất nhiều thiết bị mạng bị giới hạn bởi số lượng gói tin mà chúng có thể xử lý trong một giây. Việc phân mảnh dữ liệu có thể có ích khi áp dụng cho các thiết bị di động di chuyển ở tốc độ trung bình. Quá trình phân mảnh gói có thể làm giảm tác động của xung đột và là một lựa chọn tốt để sử dụng RTS/CTS. Chuẩn 802.11 khuyến nghị chiều dài gói được phân mảnh nên nhỏ hơn 3,5 ms (tức là độ dài gói gồm 400 octet có tốc độ dữ liệu 1 Mbps). Tuy nhiên, quá trình phân mảnh hố u cầu phần thơng tin phụ nhiều hơn do số lượng các gói tin và các gói ACK đã được xử lý tăng lên, do phần thông tin mào đầu và thơng tin tiêu đề trong mỗi gói tin được phân mảnh và do các SIFS bổ sung.
Hình 2.12: Q trình phân mảnh một gói dữ liệu unicast
Để đạt được những thuận lợi này, một cơ chế phân mảnh/tái kết hợp đơn giản được đưa vào trong lớp MAC 802.11 (xem Hình 2.12). Mỗi gói bao gồm một chuỗi số để sử dụng cho việc tái kết hợp. Một ngưỡng phân mảnh xác định độ dài lớn nhất của gói ở trên đã được phân mảnh.
2.2.4.2 HiperLAN
Sự phát triển của thông tin vô tuyến băng rộng đã đặt ra những yêu cầu mới về mạng LAN vơ tuyến. Đó là nhu cầu cần hỗ trợ về QoS, bảo mật, quyền sử dụng, … ETSI (European Telecommunications Standards Institute-Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu) đã nghiên cứu xây dựng bộ tiêu chuẩn cho các loại LAN hiệu suất cao (High Performance LAN), tiêu chuẩn này xoay quanh mô tả các giao tiếp ở mức thấp và mở ra khả năng phát triển ở mức cao hơn.
Khoảng vào giữa năm 1991, ETSI thành lập nhóm RES10. Nhóm này bắt đầu cơng việc nghiên cứu vào đầu năm 1992. Nhóm RES10 đã xây dựng tiêu chuẩn HiperLAN cụ thể là thông tin liên lạc số không dây tốc độ cao ở băng tần 5,1-5,3GHz và băng tần 17,2- 17,3 GHz. Có 4 loại HiperLAN đã được đưa ra HiperLAN/1, HiperLAN/2, HiperCESS và HiperLINK vào năm 1996.