Обзор стандартов wlan.

В основе WLAN-технологий лежит принцип высокочастотной радиосвязи между узлами сети. В качестве узла сети может выступать как отдельный компьютер, ноутбук или PDA (карманный компьютер), так и специальное устройство "точка доступа" или "Access Point". Точка доступа является, по сути, беспроводным коммутатором, с которым связываются конечные узлы сети.

Стандарты IEEE 802.11, также как и стандарты проводной LAN, специфицируют физический и MAC-подуровень канального уровня модели OSI. Технология WLAN использует режим совместного использования среды передачи (логическая топология «общая шина»).

На MAC-подуровне определены два режима доступа к среде:

• распределенный режим DCF (Distributed Coordination Function);

• централизованный режим PCF (Point Coordination Function).

В распределенном режиме доступа к среде передачи реализован единый для всех спецификаций метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA). Для определения незанятости среды станции прослушивают эфир, и если в нем нет сигнала несущей, станция считает, что среда свободна и может начать передачу. В отличие от метода CSMA/CD, применяемого в проводном Ethernet, в беспроводной среде по одному каналу связи одновременная передача и прием не возможны, то есть во время передачи кадра станция не может одновременно прослушивать среду и обнаруживать коллизии. Здесь используется косвенное выявление коллизий. Для этого каждый переданный кадр должен подтверждаться кадром положительной квитанции, посылаемым станцией назначения. Если же по истечении оговоренного тайм-аута квитанция не поступает, станция-отправитель считает, что произошла коллизия. При обнаружении коллизии станция делает паузу на некоторый случайный интервал времени и снова пытается получить доступ к среде.

В беспроводных сетях возможна ситуация, когда два устройства (A и B) удалены и не слышат друг друга, однако оба попадают в зону охвата третьего устройства C – так называемая проблема скрытого терминала. Если оба устройства A и B начнут передачу, то они принципиально не смогут обнаружить конфликтную ситуацию и определить, почему пакеты не проходят.

Проблема скрытого терминала

В режиме доступа DCF применяются меры для устранения эффекта скрытого терминала. Для этого станция, которая хочет захватить среду и в соответствии с описанным алгоритмом начинает передачу кадра, вместо кадра данных сначала посылает станции назначения короткий служебный кадр RTS (Request To Send - запрос на передачу). На этот запрос станция назначения должна ответить служебным кадром CTS (Clear To Send - свободна для передачи), после чего станция-отправитель посылает кадр данных. Кадр CTS должен оповестить о захвате среды те станции, которые находятся вне зоны сигнала станции-отправителя, но в зоне досягаемости станции-получателя, то есть являются скрытыми терминалами для станции-отправителя.

Максимальная длина кадра данных 802.11 равна 2346 байт, длина RTS-кадра - 20 байт, CTS-кадра - 14 байт. Так как RTS- и CTS-кадры гораздо короче, чем кадр данных, потери данных в результате коллизии RTS- или CTS-кадров гораздо меньше, чем при коллизии кадров данных. Процедура обмена RTS- и CTS-кадрами не обязательна. От нее можно отказаться при небольшой нагрузке сети, поскольку в такой ситуации коллизии случаются редко, а значит, не стоит тратить дополнительное время на выполнение процедуры обмена RTS- и CTS-кадрами.

В том случае, когда в сети имеется станция, выполняющая функции точки доступа, может также применяться централизованный режим доступа PCF, обеспечивающий приоритетное обслуживание трафика. В этом случае говорят, что точка доступа играет роль арбитра среды. Режим PCF имеет больший приоритет при захвате среды передачи, так как для него меньше межкадровый интервал (пауза, которую станция выдерживает от момента освобождения среды до начала передачи своего кадра).

В настоящее время распространены три спецификации WLAN, отличающиеся реализацией физического уровня.

Стандарты физического уровня спецификации IEEE 802.11.

Для спецификаций 802.11a/g выпускается оборудование, позволяющее осуществлять беспроводное соединение на скорости до 108 Мбит/с (при этом используется одновременно два неперекрывающихся канала).

Проходит апробацию и готовится к принятию новый стандарт IEEE 802.11n, который предусматривает скорости передачи от 100 до 600 Мбит/с. Ориентировочно этот стандарт будет принят в 2008 году.