Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 35
Текст из файла (страница 35)
4. 15. Схема действия протокола МАСА Итак, все сводится к тому, как узнать, идет ли реальная передача -„: тому абоненту, которому надо передать сообшение. В силу ограничен- . ',, ности диапазона действия каждого передатчика протокол СЯМА здесь.:" не подходит. Первые протоколы, разработанные специально для беспроводных',!:„ сетей, относились к протоколам множественного доступа с предот- "!', врашением коллизий — МАСА (Мп)г)р1е Асеева Со1!ггйоп АчоЫапсе),;!:; идея которых заключалась в том, что отправитель должен принудить!: получателя послать короткое сообщение перед началом передачи;".1 Тогда все станции, находящиеся в зоне действия получателя, услышав !,',, этот сигнал, не начнут передачу.
Действие протокола иллюстрирует рис. 4.15. Рассмотрим, как станция А теперь передает сообщение станции В, и Передача начинается со специального сообшения КТ5 (Кес)пезт То",',, Кепд). Это короткое сообщение (30 байт) несет информацию о над:~.' стоящем сообщении (например, о его длине). Станция В в ответ шлет:.-:.": сообщение С).Я (С1еаг То Кепд).
В этом сообгцении повторяются:„ данные о сообщении, которое последует. Получив сообщение СТВ, ':','. станция А начинает передачу. Теперь рассмотрим, как другие станции реагируют на КТЯ- и.:-': СТ5-сообшения. Станции, близко расположенные к А, слышат КТБв '::.. сообщение и знают, что надо хранить молчание, чтобы сообщение А:,':: было передано. Станции, близко расположенные к В, слышат СТБ- сообщение и не станут инициировать передачу лля В. Однако, несмотря на все эти предосторожности, коллизии все-таки могут случаться. Например, если две станции в одно и то же время пошлют КТ8-сообщения. Эти сообщения будут конфликтовать, поэтому никакой реакции на них не поступит.
Станции переждут некоторый случайный промежуток времени и повторят попытку. Подробно алгоритмы разрешения подобных конфликтов рассматриваются при изучении стандарта !ЕЕЕ 802.3. В подразд. 4.4.2 подробно рассматривается канальный уровень в беспроводных локальных сетях 802.11 (%ГЕ!). Метод множественного доступа на основе разделения кодов Для многих систем беспроводной связи характерно использование методов множественного доступа НЭМ, ТОМ, АЬОНА и их комбинаций.
Однако такие системы имеют существенные недостатки: ни один из пользователей этих систем не может использовать всю полосу пропускания, предоставленную системе. Если при этом принять в расчет сужение полосы пропускания из-за проблем на границе сот, падение мощности сигналов от мобильных терминалов в пограничных сотовых зонах, накладные расходы на шифрование в целях безопасности, то становится ясно, что высокую скорость передачи в такой системе получить непросто.
Метод множественного доступа на основе разделения кодов— СОМА (Себе Р)у)з)оп Мц111р!е Асеева) основан на принципиально иной идее: каждый участник связи может использовать всю полосу пропускания канала в соте за счет применения метода прямого расширения спектра передачи подобно ЪУ(Е1 (см. подразд. 3.4.6). Если точнее, то сначала этот метод был предложен в рамках СОМА, а уже затем был использован в Ж1Р1.
В СОМА-системе каждый бит сообщения кодируется последовательностью из т частиц (чипов), Бит со значением 0 передается инвертированной последовательностью частиц, а бит со значением 1 — прямой. Каждой мобильной станции присваивается уникальный кол — последовательность частиц для 0 и для 1. Другими словами, у кажлого участника этой системы свой уникальный «язык», поэтому все могут говорить сразу. Понимать лруг друга будут только те, кто говорит на одном языке, Ясно, что такая техника возможна, только если при увеличении объема передаваемой информации будет пропорционально увеличиваться ширина полосы пропускания.
При использовании техники ЕОМ канал, равный 1 МГц, можно разделить на 100 подканалов по 1О кГц каждый, и осуществлять передачу по этим подканалам со ско- !55 ростью 10 Кбит(с (1 бит на 1 Гц). В случае применения СОМА каждый', может использовать всю полосу пропускания — ! МГц, т.е. если иск;.';;, пользовать 1О-разрядные последовательности частиц (что предпо=';,'.
латает 2'в разных последовательностей), можно передавать данные со:;г скоростью 100 Кбит/с. Кроме того, поскольку каждая станция имеет уникальную после-;,' довательность частиц, не требуется дополнительного шифрования;:,".:: Из сказанного ясно преимушество СОМА-системы по сравнению с'(". ТРМ- и ГРМ-техниками. Идея уникальности последовательности частиц для каждой стан-,,'.,„ ции основана на ортогональных кодах. Суть этих кодов состоит в':.: следующем: если рассмотреть последовательности частиц для станции.,: как векторы В и Т соответственно, то можно записать На рис.
4.16 приведен пример, поясняющий механизм работы" ортогональных последовательностей. На рис. 4.16, а приведены ко-:! довые последовательности частиц для 1 станций А, В, С, Ю, которые,':;":!'. все ортогональны. На рис. 4.16, б показаны наборы сигналов, которы-:,-.':„, А:000110!! В: 0010!110 С:0101!100 Р:01000010 а еи ( — 1 — ! — ! +1-ь! — ! е1-ь1) в:( — 1-1-1 — ! -! -1- ! — П С: ( — 1 +1 — 1 е1 -ь! е 1 — 1 — 1) Р:( — 1 е! — 1 — 1 — 1 — 1-ь! — 1) б — 1- С вЂ” 11 — ВеС !0 — АеВ !О! — А->В+С 1111 А+Ве Сс-Р 1101 А+В+С+Р (-1 +1 — 1 +1 г1 е1-! — 1) ( — 2 0 0 О+2е2 0 — 2) ( 0 0-2+2 0 — 2 О+2) ( — 1 +1 — 3-ьз — 1 — 1 — 1 1) ( — 4 0 — 2 О+2 О+2 — 2) ( 2 — 2 0 — 2 0 — 2+4 0) Я, С=(1+!е ! г1+1+1+1-~1)(8= ! Хз.С=-(2+ОгО+Ое2е2+О+2)г8=! Хз'С=(ОеО+2+2+0 — 2 "0-2)!8=0 В! С=(1-ь! +3+3-ь ! — 1-ь! — !)!8=1 Вз.
С=(4+0+2+0+2+0 — 2+2)/8=1 5ь. С= (2- 2еΠ— 2+0 — 2 — 4гО)18= — ! )зИС. 4.16. Прныср, ПОяСНяЮщИй МЕтОд ОртОГОНаЛЬНЫХ ПОСЛЕЛОВатЕЛЬНО-.,",'1 отей: 156 а, б — коды ила 0 и ! соответственно станций А ... Р; а — результирую|ггий сип !сл прн:;;,:" различных комбинациях передач разных станции; е — сипыл, вылеленный станцией С;.'г" из комбинаций, показанных на рис. 4.!6, и ми передаются кодовые последовательности частиц. На рис. 4.16, в приведены результирующие наборы сигналов, возникающие при одновременной передаче станциями в разных комбинациях. На рис.
4.16, г показано, как приемник, знающий кодовую последовательность частиц для станции С, может выделить из результирующего набора сигналов, образуемого сигналами от нескольких станций, бит, передаваемый станцией С. реализация этого элегантного метода потребовала решения целого ряда сложных технических проблем: синхронизация перслачи кодовых последовательностей частиц разными станциями; Регулирования уровня мощности сигналов в полосе каждой частицы; определения способа, как получатель узнает последовательность частиц отправителя. Здесь мы не будем заниматься этими вопросами, так как они уведут нас в сторону от вопросов канального уровня. Тем, кого заинтересовал этот метод, рекомендуется почитать !77].
4.4. Канальный уроаень стандарта! ЕЕЕ 802 длй локальных и муниципальных сетей 4.4. г. Стандарт 1ЕЕЕ 802.3 и Е!!зегпег Перейдем от изучения абстрактных протоколов к рассмотрению конкретных стандартов, применяемых в каналах с множественным доступом. Большинство стандартов для локальных сетей сконцентрированы в документе 1ЕЕЕ 802, который разделен на части: !ЕЕЕ 802.1 содержит введение в стандарты и описание примитивов; ! ЕЕЕ 802.2 описывает протокол ЕЕС (Ео81са1 Ып)г Сои!го! — управление логическим каналом), который является верхней частью канального протокола; !ЕЕЕ 802.3х описывают протоколы СБМА)СР для локальных сетей, известные как ЕГЬегпец Газ! Е1Ьегпег и О!8аЬгт ЕГЬегпеГ.
К этому же семейству протоколов относятся %1Г1 и Ч~1Мах, а также 802.4 — шина с маркером и 802.5 — кольцо с маркером. Стандарты 802.4 и 802.5 здесь не рассматриваются. Их описание можно посмотреть, например в !40), Однако в подразд. 5.2 будет рассмотрена технология ГРР1, построенная на стандартах, являвшихся Развитием !ЕЕЕ802.4 и !ЕЕЕ802.5. Стандарт 1ЕЕЕ 802.3 относится к 1-~астойчивым протоколам СЗМА/СР. Напомним, что прежде чем начать передачу, станция, использующая такой протокол, опрашивает канал. Если канал занят, то станция ждет и как только он освободится, сразу начинает передачу. Если несколько станций одновременно начали передачу, то 157 возникает коллизия и передача тут же прекращается, Станции ожи-,":~' дают некоторый случайный промежуток времени, и все начинается;",- сначала. Протокол 1ЕЕЕ 802.3 ЧАС-подуровня Структура кадра в !ЕЕЕ 802.3 показана на рис.
4.17. Кадр начина-.:.,".1 ется с преамбулы — 7 байт вида ! 0101010, которая в манчестерском",:, коде на скорости 10 МГц обеспечивает интервал времени 5,6 мкс для '.!! синхронизации приемника и передатчика. Затем следует стартовый:-: байт 10101011, обозначающий начало передачи. Хотя стандарт 1ЕЕЕ 802.3 допускает двух- и шестибайтовые адре-: 1 са назначения, для !ОВазе используются только шестибайтовые. Нули',,-'. н старшем бите адреса получателя указывает на обычный адрес, а '"1, единица — это признак группового адреса. Групповой адрес позвал;:,' лает обращаться сразу к нескольким станциям одновременно. Адрес,':.,' получателя, состоя1ций из одних единиц, — это вещательный адрес,,';:;,'. т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
