Các giao thức IrDA 1.x đã được chấp nhận rộng rãi bởi nhiều nhà sản xuất cho một loạt các thiết bị, như máy tính xách tay, PDA, máy in, máy tính, điện thoại di động, vv .Các giao thức này được thiết kế chủ yếu sử dụng kiến trúc điểm–điểm, trong đó giao diện quang học có hình nón một góc phát xạ tối đa = 15°. Để mở rộng phương thức truyền thống điểm-điểm và cho phép hoạt động đa điểm, IrDA đã đề xuất tới hồng ngoại tiên tiến (AIr), giao thức về kết nối mạng cục bộ trong nhà. Công nghệ này đã được phát triển trong IBM, bao gồm các nhóm IR, các phòng thí nghiệm của họ ở Zurich và các thành viên khác của IrDA. AIR lớp vật lý mới (AIR-PHY) sử dụng cổng hồng ngoại góc rộng có khả năng hoạt động ở góc độ lên đến 60°. Những góc độ
truyền thông rộng đã tăng độ bao phủ không gian, có nghĩa là thu phát không chồng lấn lẫn nhau. Các thiết bị IrDA đã đưa ra một mức độ tự do cho chuyển vùng. Thay đổi lặp đi lặp lại hiệu quả điều chế 4 xung (4PPM), thay đổi lặp đi lặp lại (VR), mã hóa chương trình cũng đã được áp dụng cho AIR. Số lần lặp lại được gọi là tỷ lệ lưu (RR) và dao động từ 1 đến 16 (1, 2, 4, hoặc 16), tương ứng với tỷ lệ bit giữa 4Mbps và 250 kbps. Điều này cung cấp một sự linh động giữa tỷ lệ bit và phạm vi truyền dẫn hoặc chất lượng liên kết. Trong AIr-IrPHY, máy thu ước tính tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và thông báo cho các máy phát tốc độ bit có thể được hỗ trợ.
Ngoài ra, AIr cung cấp khả năng mở rộng quy mô phạm vi truyền tải và góc phát xạ với mức độ năng lượng thu phát cho phù hợp với tình huống truyền thông khác nhau. Người ta đã khẳng định rằng một số thiết bị cách nhau trong vòng 8 mét có thể giao tiếp mà không có sự can thiệp.
Để giới thiệu truyền thông đa truy cập, AIr đã tiếp tục chia giao thức IrLAP IrDA 1.x thành ba lớp:
(1) AIr Medium Access Control (AIr-MAC) (2) AIr Liên kết Manager (AIrLM)
(3) AIr Link Control (AIrLC) lớp 226.228, 242, 243.
Giao thức IrLAP ban đầu đã được lưu giữ trong ngăn xếp giao thức để cung cấp kết nối còn lại để các thiết bị IrDA 1.x.IrLC và IrLAP cung cấp các dịch vụ giống hệt nhau đến lớp IrLMP. Như vậy, từ một điểm giao thức trên lớp trình diễn, các thực thể giao thức IrLAP, IrLC, và IrLM có thể được coi là một thực thể logic duy nhất. AIr- MAC lớp phụ là chịu trách nhiệm cho việc thiết lập quyền truy cập vào các phương tiện truyền IR và tránh xung đột gói. AIr-MAC đặt chỗ dựa trên giao thức CSMA/CA, đặt chỗ trung bình RTS/CTS hoạt động theo một cách rất tương tự như phương pháp tiếp cận DCF. Các AIRrLM lớp phụ cung cấp ghép kênh cho các giao thức của khách hàng, và các lớp phụ AIrLC là một liên kết dữ liệu cấp cao. Chế độ kiểm soát dữ liệu không đồng bộ cân bằng (HDLC-ABM) dựa trên lớp liên kết. Để cải thiện chất lượng liên kết, giao thức AIr đề nghị Go-back-N (GBN) tự động lặp lại yêu cầu (ARQ) truyền lại nội dung ở lớp LC; và tùy chọn dừng và chờ đợi (SW) ARQ trong AIr-MAC lớp phụ.
Giao thức Air-MAC là kết nối bốn bên (RTS, CTS, dữ liệu, ACK) truyền gói dữ liệu khác nhau trong mỗi phòng. Đây được gọi là phát cụm. Giao thức AIr-MAC có thể được tóm tắt như thể hiện trong hình 3.7. Trước khi gửi một khung RTS, trạm chờ đợi cho một tập hợp ngẫu nhiên của khe tránh xung đột (CAS), có độ dài 800 miligiây Kênh dự phòng được thực hiện thông qua RTS ngắn và khung trao đổi CTS. Khi nhận được CTS, trạm nguồn gửi dữ liệu của nó ngay lập tức. Dữ liệu được gửi trong các nhóm, và số lượng các gói tin trong mỗi nhóm bị hạn chế bởi thời gian dự phòng và giới hạn đó là 500 miligiây.
Hình 3.7 Kênh truy cập AIr
Sau khi việc truyền tải dữ liệu các gói tin của ACK, trạm nguồn sẽ gửi một gói tin kết thúc burst (EOB),và chờ đợi một gói tin xác nhận kết thúc burst (EOBC) từ phía nhận dự định. Trong hệ thống này, nếu tất cả các trạm biết được RTS/CTS trao đổi, truyền dữ liệu bị dừng lại cho tới khi EOB/EOBC thay đổi. Sự lựa chọn số khe cắm CAS là ngẫu nhiên. Thời gian của CAS là tương đối dài. Air-MAC sử dụng điều chỉnh tuyến tính kích thước CW để hạn chế trễ đang phát sinh từ thời gian CAS dài. Xung đột xảy ra khi hai trạm chọn cùng một giá trị CAS. Điều này được phát hiện khi hết thời gian của một bộ đếm thời gian Wait-for-CTS, sau đó một giá trị mới CAS được chọn và xung đột được khởi động lại. Để cải thiện sự xung đột, Air-MAC đề xuất một thuật toán CAS điều chỉnh cửa sổ.
Khi RTS xảy ra xung đột, giá trị cửa sổ CAS được tăng lên và sau mỗi lần truyền tải thành công, cửa sổ CAS giảm. Cuộc cách mạng giao thức AIr là mở rộng việc sử dụng IR điều khiển từ xa truyền thống để kết nối mạng. Với AIR, hồng ngoại đã có được các chức năng cần thiết để sử dụng trong truyền thông tin.
3.3.2.1 AIr and IEEE 802.11
Mặc dù thực tế là một phương pháp tiếp cận tương tự như IEEE 802.11 nhưng DCF đã được thông qua bởi AIr-MAC,có sự khác biệt đáng kể trong việc tránh xung đột của chúng và các phương pháp truy cập phương tiện truyền thông. Một trong những khác những khác biệt chính giữa IEEE 802.11 và AIr là cách mà chúng đối phó với các vấn đề "các nút ẩn"."Nút ẩn" trong giao tiếp không dây đề cập những nút được ra khỏi phạm vi của các nút khác. Do nút di động và các tính năng giao tiếp khác nhau, giới hạn của một bộ phận mạng nào đó là khó khăn để xác định. IEEE 802 điều khiển truy nhập (MAC) xác định nỗ lực tốt nhất, ra lệnh cung cấp dịch vụ và giả định một mối quan hệ thông tin bắc cầu.
Tại lớp MAC
• NẾU A có thể giao tiếp với B
• Và B có thể giao tiếp với C,
• THÌ A có thể giao tiếp với C
Tuy nhiên, trong truyền thông không dây, điều này không phải là lạ. Nó là rất bình thường khi có các nút mà không thể thấy nhau. Trong topo này, node C có thể không thấy nút A, trong trường hợp này nút C là nút "ẩn" của nút A. Hiện tượng nút ẩn khác có thể xảy ra giữa các nút A và nút B, nút A có thể thấy nút B, nhưng B nút có thể không nhìn thấy nút A. Trong một mạng thực tế, điều này có thể trình bày một mối quan hệ giao tiếp phức tạp hơn. Nó được biết đến trong CSMA, một nút cho phép chuyển một gói tin chỉ khi nó cảm nhận rằng các kênh là rỗi. Hiếm khi xảy ra xung đột gói tin miễn là các nút có thể nghe thấy nhau và trễ truyền dẫn là nhỏ. Vấn đề nút ẩn đã đưa ra một thách thức lớn đối với việc thực hiện các chương trình CSMA. Vì lý do này, nó đã tạo ra rất nhiều nghiên cứu khác nhau về thiết kế phương tiện điều khiển đa truy cập cho mạng không dây. IEEE 802.11, trao đổi RTS/CTS và gói chương trình bắt tay với nhaucó thể phần nào khắc phục vấn đề "các nút ẩn" bằng cách đặt các kênh trước. Tuy nhiên, chương trình của nó và các biến thể của nó giả định rằng tất cả các "nút ẩn" trong phạm vi truyền dẫn của phía thu, như vậy nên nó có thể nhận được một cách chính xác các gói tin CTS. Thực tế là phạm vi giao thoa có thể lớn hơn phạm vi truyền dẫn đã được xác định là một trong những lý do chính gây ra sự không hiệu quả cho cả hai cơ chế RTS/CTS. RTS/CTS không phải là một giải pháp hoàn chỉnh và thậm chí nó có thể làm giảm thông lượng hơn nữa khi không được sử dụng đúng cách.
AIr trình bày sự quan tâm đặc biệt đối với vấn đề "các nút ẩn". Giải pháp nàyđược thực hiện từ thiết kế lớp vật lý và kiểm soát truy cập MAC. Các giao thức truy cập không sử dụng CTS mở rộng phạm vi và đối xứng kênh để tránh những tình huống thiết bị đầu cuối ẩn. Khung CTS được chuyển đến kênh dành riêng, và phạm vi truyền dẫn của nó bao gồm tất cả các thiết bị đầu cuối có khả năng can thiệp, theo cách mà các thiết bị đầu cuối cá nhân có thể dựa trên một kênh đối xứng. Để hỗ trợ điều này AIr-PHY đã được thiết kế để thỏa mãn các điều kiện đối xứng của các kênh IR. Đây là nơi các kỹ thuật mã hóa VR phát huy tác dụng. Sự lặp lại mã hóa giao dịch SNR cho tốc độ truyền bằng cách lặp lại của một biểu tượng lớp vật lý. Nó cung cấp một phương tiện đủ năng lực mã hóa các tin nhắn đặt phương tiện truyền thông để họ tiếp cận với các nguồn tiềm năng của nhiễu. Ngoài ra còn có sự khác biệt quan trọng khác giữa IEEE 802.11 và AIr. Hai trong số đó là băng thông và phạm vi truyền tải.
Trong khi tốc độ dữ liệu tối đa có sẵn là 2 Mbps cho IEEE 802.11, tốc độ dữ liệu của AIr là 4 Mbps. Số lượng các gói tin gửi đi sau khi medium reservation là 1 trong IEEE 802.11, nhưng nó là một burst của các gói dữ liệu trong Air. IEEE 802.11 sử dụng hàm mũ cửa sổ backoff điều chỉnh xung đột, trái lại, AIR sử dụng một cơ chế tuyến tính.