CHƯƠNG I I : MẠNG CỤC BỘ KHƠNG DÂY
2.5 Các chuẩn thông dụng của mạng Wlan
2.5.1.1 Mô tả các lớp chuẩn IEEE 802.11
a/ Lớp Mac (Media Access Control )
Lớp MAC 802.11 cung cấp khả năng hoạt động để cho phép sự phân phối dữ liệu có thể tin cậy cho các lớp cao hơn qua mơi trường PHY vơ tún. Chính sự phân phát dữ liệu dựa trên sự phân phát không đồng bộ, không kết nối của dữ liệu lớp MAC. Không có sự đảm bảo cho các frame sẽ được phân phát thành công.
MAC 802.11 cung cấp một phương thức truy cập được điều khiển tới môi trường vô tuyến chia sẽ gọi là CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). CSMA/CA tương tự như phương thức truy cập dò tìm sự đụng độ được triển khai bởi các LAN Ethernet 802.3 .
Trước khi các thiết bị WLAN truyền gói tin, chúng phải lắng nghe hoạt động của môi trường xung quanh để xác định chúng có được phép truyền hay không. Các hoạt động vô tuyến có các thông tin điều khiển mà chúng định nghĩa khoảng thời
gian các thiết bị không được phép truyền bởi vì các thiết bị khác đang truyền hoặc sẽ truyền trong khoảng thời gian này. Nếu như thiết bị lắng nghe và không có một hoạt động trao đổi thông tin nào trong hệ thống, thì nó có thể bắt đầu truyền. Nếu như một thiết bị không nhận được sự phản hồi cho gói tin thăm dò, nó sẽ trì hoãn việc truyền tiếp theo trong một khoảng thời gian. Các thiết bị còn bị giới hạn về thời gian nó truy cập (giới hạn số lập lại) tới các thiết bị khác.
Các phương thức điều khiển truy cập tới các hệ thống WLAN có thể là ngẫu nhiên hoặc được sắp xếp. Họat động của hệ thống WLAN có thể tập trung, phân tán hoặc là kết hợp cả hai. Khi họat động của hệ thống là ngẫu nhiên, nó được gọi là DCF. Khi hoạt động của mạng được điều khiển, nó được gọi là PCF.
DCF cho phép hoạt động độc lập của các thiết bị dữ liệu vô tuyến. Trong một hệ thống dựa trên sự tranh chấp DCF, các thiết bị trao đổi thông tin yêu cầu một cách ngẫu nhiên các dịch vụ từ các kênh bên trong một hệ thống trao đổi thông tin. Bởi vì các yêu cầu trao đổi thông tin xảy ra một cách ngẫu nhiên, nên hai hay nhiều thiết bị có thể yêu cầu các dịch vụ một cách đồng thời. Điều khiển truy cập của một phiên DCF thường bao gồm việc yêu cầu các thiết bị phán đoán các hoạt động trước khi truyền và lắng nghe các dịch vụ nó yêu cầu có bị xung đột. Nếu thiết bị yêu cầu không nhận được một phản hồi cho yêu cầu của nó, nó sẽ trì hoãn trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi truy cập lại.
Hình 2.11 : DCF
PCF là chế độ hoạt động của các thiết bị vô tuyến được điều khiển (chế độ Infrastructure). Trong một hệ thống được điều khiển, các thiết bị trao đổi thông tin đợi cho đến khi nhận được một thông tin phản hồi trước khi chúng truyền bất kỳ một thông tin nào. Bởi vì việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị được điều khiển bởi một thiết bị trung tâm nên ít có xung đột xảy ra. Để xác nhận dữ liệu truyền đã được nhận thành cơng, thơng tin thăm dị sẽ có chứa thơng tin về trạng thái của các gói tin mà đã được nhận. Nếu thiết bị gửi không nhận một sự xác nhận của việc truyền trong gói tin thăm dò, nó sẽ truyền lại dữ liệu..
Hình 2.12 : PCF
Có thể để kết hợp các lợi ích của DCF và PCF thành một hệ thống tốt hơn. Sự kết hợp dựa trên các khoảng thời gian đặc trưng được chỉ định trong DCF và PCF. Bằng việc kết hợp các quá trình này, có thể đảm bảo việc truyền dữ liệu dịch vụ thời gian thực và cho phép truy cập ngẫu nhiên.
Để điều khiển các luồng cho gói tin, các gói tin điều khiển hệ thống 802.11 được sử dụng. Các gói tin điều khiển bao gồm yêu cầu để gửi (RTS), xóa để gửi (CTS), ACK, PS-Poll (Power save poll), CF-END (Contention free end) và CF- End+ACK.
Gói tin RTS được sử dụng để khai báo cho các trạm tránh đụng độ. Gói tin CTS được truyền từ trạm khai báo trong gói tin RTS để các trạm khác biết được một gói tin sắp được truyền. Gói tin ACK được sử dụng để xác nhận gói tin đã được nhận thành công. Gói tin PS-Poll được sử dụng để yêu cầu việc truyền các gói tin
được giữ trong chế độ tiết kiệm năng lượng. Gói tin CF-END và CF-END+ACK được sử dụng để mở khóa việc hạn chế truyền
Chức năng thứ ba của MAC 802.11 là để bảo vệ dữ liệu đang được phân phối bằng việc cung cấp các chức năng an toàn và bảo mật. Sự bảo mật được cung cấp bởi các dịch vụ thẩm định quyền
b/ Lớp vật lý (Physical Layer )
Lớp vật lý 802.11 là trung gian giữa MAC và môi trường vô tuyến nơi mà các frame được truyền và nhận. PHY cung cấp ba chức năng.
Đầu tiên, PHY cung cấp một giao diện để trao đổi các frame với lớp MAC ở trên cho việc truyền và nhận dữ liệu.
Thứ hai, PHY sử dụng điều chế sóng mang tín hiệu và phở trải rộng để truyền các frame dữ liệu qua môi trường vô tuyến.
Thứ ba, PHY cung cấp một dấu hiệu cảm ứng sóng mang trở lại MAC để kiểm tra hoạt động trên môi trường.
802.11 cung cấp ba định nghĩa PHY khác nhau: cả FHSS và DSSS hỗ trợ tốc độ dữ liệu 1 Mbps và 2 Mbps. Một sự mở rộng của kiến trúc 802.11 (802.11a) định nghĩa các kỹ thuật đa thành phần có thể đạt được tốc độ dữ lịêu tới 54 Mbps. Một sự mở rộng khác (802.11b) định nghĩa tốc độ dữ liệu 11 Mbps và 5.5 Mbps tận dụng một sự mở rộng tới DSSS được gọi là High Rate DSSS (HR/DSSS). 802.11b còn định nghĩa một kỹ thuật thay đổi tốc độ mà từ mạng 11 Mbps x́ng cịn 5.5 Mbps, 2 Mbps, hoặc 1 Mbps dưới các điều kiện nhiễu hoặc để hoạt đông với các lớp PHY 802.11 thừa kế.