Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 83
Текст из файла (страница 83)
В обоих каналах последовательность интервалов повторяется бесконечно, при этом интервал О помечается специальным образом, чтобы все могли его распознать. Все каналы синхронизируются одними глобальными часами. гп временных интервалов дпя управления я Управляющий канал д К вЂ” используется другими станциями для общения од л + 1 временных интервалов для данных Используется ° 4 в станцией В дпя передачи данных Управляющий канал С Канал данных С «а— Управляющий канал 0 Канал данных 0 Время — ю Рис. 4.10.
Множественный доступ со спектральным разделением Протоколом поддерживаются три класса трафика: 1) ориентированный на соединение с постОянной скоростью передачи данных, например, несжатое видео; 2) ориентированный на соединение с переменной скоростью передачи данных, например, передача файлов; 3) дейтаграммный трафик, как, например, ЕЛЭР-пакеты.
Для двух ориентированных на соединение протоколов идея заключается в том, что если станция А хочет связаться со станцией В, она сначала должна вставить кадр СОплЕСТ1ОК РЕООЕ5Т (запрос на соединение) в свободный интервал управляющего канала В. Если станция В согласна, связь происходит по каналу данных А. у каждой станции есть два передатчика и два приемника. 1. Приемник с фиксированной длиной волны для прослушивания своего управ- ляющего канала. 2.
Передатчик с настраиваемой длиной волны для передачи по управляющему каналу другой станции. 3. Передатчик с фиксированной длиной волны для передачи кадров данных. 4. Приемник с настраиваемой длиной волны для приема кадров данных. Другими словами, каждая станция прослушивает свой управляющий канал для получения запросов, но должна настраиваться на длину волны передатчика 312 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде для получения данных.
Настройка длины волны осуществляется с помощью интерферометра Фабри-Перо или Маха — Пандера, отсекающего все длины волн, которые не входят в требуемый диапазон. Рассмотрим теперь, как станция А устанавливает канал связи класса 2 со станцией В, например, для переноса файлов. Сначала станция А настраивает свой приемник данных на канал данных станции В и ждет интервала состояния. В этом интервале сообщается, какие управляюппте интервалы свободны в данный момент, а какие заняты.
Так, на рис. 4.10 мы видим, что из восьми управляюших интервалов станции В свободны только интервалы О, 4 и 5. Остальные интервалы заняты (помечены крестиками). Станция А выбирает один из свободных интервалов, например, интервал 4, и вставляет в него свое сообщение с запросом на связь (СОййЕСТ!Ой кЕООЕ5Т). Поскольку станция В постоянно прослушивает свой управляющий канал, она видит запрос и разрешает установление связи, назначая интервал 4 станции А. Это назначение объявляется в интервале состояния управляющего канала. Когда станция А видит это назначение, она понимает, что односторонняя связь установлена, Если станция А запрашивала двустороннюю связь, тот же алгоритм повторяется с той разницей, что теперь станция В запрашивает связь у станции А.
Может случиться так, что станции А и С одновременно будут пытаться захватить интервал 4 станции В. В этом случае интервал не достанется никому. Обе станции заметят это, отслеживая интервал состояния в управляющем канале станции В. После этого станции А и С подождут в течение случайного интервала времени и попытаются еше раз. Таким образом, у каждой станции есть бесконфликтный способ послать другой станции короткое управляющее сообщение.
Чтобы переслать файл, станция А посылает станции В управляющее сообшение примерно такого содержания: «Пожаттуйста, просмотрите мои выходные данные в интервале 3. Там для вас есть кадр данных». Получив управляющее сообщение, станция В настраивает свой приемник на выходной канал станции А, чтобы прочитать информационный кадр. В зависимости от протокола более высокого уровня, станция В может использовать тот же самый механизм, чтобы при необходимости послать обратно подтверждение. Проблема может возникнуть, если станции А и С одновременно соединены со станцией В и при этом обе вдруг предложат станции В посмотреть в интервал 3. Станции В придется выбрать случайным способом одну из станций, при этом другая передача будет потеряна.
Для трафика с постоянной скоростью передачи данных используется одна из разновилностей этого протокола. Когда станция А просит о предоставлении связи, она одновременно с запросом говорит нечто такое; «Можно я буду посылать вам кадр в интервале 3?» Если станция В может принять его (то есть интервал 3 свободен), устанавливается соединение с гарантированной пропускной способностью. В противном случае станция А может попытаться изменить свое предложение, выбрав другой свободный интервал. Для трафика третьего типа (дейтаграмма) используется еше один вариант протокола. Вместо того чтобы вставлять запрос СОИИЕСТ!ОИ кЕООЕ5Т в только что Протоколы коллективного доступа 313 найденный управляющий интервал (4), станция пишет сообщение ОЯтА еОЙ тОО 1л 31 О( 3 (кданные для вас в интервале Зь).
Если станция В свободна во время следующего интервала 3, передача будет успешной. В противном случае кадр с данными теряется. При такой связи соединение не требуется. Возможно несколько вариантов реализации всего протокола. Например, вместо того чтобы предоставлять каждой станции свой управляющий канал, можно распределить один управляюший канал между всеми станциями. Каждой станции предоставляется блок интервалов в каждой группе; таким образом, несколько виртуальных каналов эффективно мультиплексируются в одном физическом.
Кроме того, для каждой станции можно использовать только один настраиваемый приемник и один настраиваемый передатчик. Для этого каждый канал станции делится на ш управляющих интервалов, за которыми будет следовать я+ 1 информационный интервал. Недостатком такого подхода является то, что отправнтелям придется дольше ждать управляющий интервал, и последующие кадры данных тоже сдвинутся дальше, так как между ними располагаются управляющие кадры.
Разработано и реализовано множество 1ч'РМА-протоколов, различающихся в деталях. У некоторых один канат управления, у других — несколько. В некоторых задержка распространения учитывается, в некоторых — нет. Одни учитывают время настройки, другие — нет. Протоколы также различаются сложностью обработки, пропускной способностью и масштабируемостью.
Благодаря большому числу используемых частот систему иногда называют Отч1)М (11епзе %аче1епйСЬ Ейч1ейоп Мп!Вр1ех1пй — мультиплексирование по длине волны высокой плотности). Дополнительную информацию см. в (Воя1пеп1 и др., 1993; СЬеп, 1994; Сога!зЫ, 2001; 1.еч1пе апд А1гу11йх, 1995). Протоколы беспроводных локальных сетей С ростом доли переносных компьютеров и средств связи растет и потребность в их соединении с внешним миром. Даже самые первые мобильные телефоны могли связываться с другими телефонами. У первых портативных компьютеров такой способности не было, однако вскоре широкое распространение получили модемы. Чтобы перейти в подключенный режим (оп-1ше), компьютер следовало присоединить к телефонной розетке. Необходимость подключения к фиксированной сети означала, что компьютеры были переносными, но не мобильными.
Чтобы называться мобильными, портативные компьютеры должны использовать для связи радио (или инфракрасные волны). В этом случае их владельцы смогут читать и посылать письма по электронной почте, находясь в автомобиле или на катере. Систему, состоящую из портативных компьютеров, обшающихся цо радио, можно рассматривать как беспроводную локальную сеть — мы уже обсуждали это в разделе «Беспроводные ЛВС: 802.11». Свойства таких сетей отличаются от свойств обычных локальных сетей, таким сетям требуются специальные протоколы управления доступом к носителю (МАС). В данном разделе мы познакомимся с некоторыми из этих протоколов.
Подробнее о беспроводных локальных сетях можно прочитать в (Се!ег, 2002; О'Нага апд Регнс1г, 1999). 314 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде Обычная конфигурация беспроводных локальных сетей подразумевает наличие офисного здания с заранее размещенными в нем базовыми станциями (называемыми также точками доступа). Все базовые станции соединены друг с другом медным проводом или оптоволоконным кабелем. Если мощность передатчиков базовых станций и переносных компьютеров настроена так, что диапазон приема составляет около 3-4 м, то каждая комната становится сотой, а все здание превращается в большую сотовую систему, подобную традиционной сотовой телефонной системе, описанной в главе 2. В отличие от обычной сотовой системы, у каждой соты в данном случае всего один канал, покрывающий весь доступный частотный диапазон и работающий со всеми станциями, находящимися в нем. Обычно пропускная способность такого канала составляет от 1 до 2 Мбит/с.
В дальнейших рассуждениях для простоты мы допустим, что все передатчики работают в неком фиксированном диапазоне. Когда приемник попадает в зону приема двух активных передатчиков, результирующий сигнал искажается н становится бесполезен, поэтому здесь мы больше не будем рассматривать системы типа СОМА.
Важно понимать, что в некоторых беспроводных ЛВС не все станции находятся в пределах досягаемости друг друга, что приводит к возникновению разного рода сложностей. Кроме того, при установке беспроводных сетей в помещении присутствие стен между станциями может оказать сильнейшее влияние на эффективный диапазон каждой станции. Можно наивно попытаться применить в локальных беспроводных сетях протокол СЕМА (Сагг)ег-5епзе Ми!йр1е Ассезз — множественный доступ с опросом несущей) — просто прослушивать эфир и осуществлять передачу только тогда, когда он никем не занят.
Однако проблема заключается в том, что в действительности имеет значение интерференция на приемнике, а не на передатчике, поэтому этот протокол здесь не годится. Чтобы наглядно увидеть суть проблемы, рассмотрим рис. 4.11, где показаны четыре беспроводные станции. Для нашей проблемы не имеет значения, какая из них является базовой, а какая — переносной. Мошность передатчиков такова, что интерфернровать могут только соседние станции, то есть А с В, С с В и П, но не с А.
(в (с1) [И П П П Зона радиолриема Рис. 4.11. Беспроводная локальная сеть:А передает(а); В передает(о) Сначала рассмотрим, что происходит, когда станция А передает станции В, как изображено на рис. 4.11, а. Если станция С опрашивает канал, то она не будет слышать станцию А, поскольку та расположена слишком далеко, и может прийти к неверному выводу о том, что канал свободен и что можно посылать данные. Если станция С начнет передавать, она будет интерферировать со станцией В и исказит кадр, передаваемый станцией А. Проблема, заключаюшаяся Протоколы коллективного доступа 315 атом, что одна станция не может слышать возможного конкурента, поскольку конкурент расположен слишком далеко от нее, иногда называется проблемой скрытой станции.
Теперь рассмотрим обратную ситуацию: станция В передает станции А, как показано на рис. 4.11, б. Станция С при опросе канала слышит выполняемую передачу и может ошибочно предположить, что она не может передавать данные станции й, когда в действительности такая передача создала бы помехи только в зоне от станции В до станции С, где в данный момент не ведется прием. Такая ситуация иногда называется проблемой засвеченной станции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
