3.3 Методы доступа в беспроводных лвс

Особенности организации беспроводных ЛВС с топологиями "точка-точка" и "звезда" наложили некоторый отпечаток и на используемые в них методы доступа. Так в ЛВС стандарта 802.11 (Wi-Fi) в отличие от метода CSMA/CD стал применяется метод множественного (коллективного) доступа с обнаружением несущей и избежанием коллизий (Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance, CSMA/CA). При этом методе доступа:

• Станция-отправитель сначала делает запрос станции-получателю на разрешение передачи информационного пакета. Таким образом, доступ к общему каналу осуществляется по запросу (Demand Assigned Multiple Access, DAMA).

• Лишь после ответа от получателя станция отправляет информационный пакет. Этот ответ "слышен" и всеми остальными станциями. Для них он означает запрет выхода в эфир на время передачи информационного пакета от станции, запросившей доступ к радиоканалу.

• Прием информационного пакета подтверждается сигналом-квитанцией от станции-получателя.

• Если попытка запроса доступа оказалась неудачной, станция-отправитель повторяет процедуру после паузы, длительность которой является псевдослучайным числом.

В терминологии стандарта 802.11 алгоритм состоит в следующем (рис.12). Перед тем как послать данные в "эфир", станция сначала отправляет специальное сообщение, называемое RTS (Ready To Send), которое трактуется как готовность данного узла к отправке данных. Такое RTS сообщение содержит информацию о продолжительности предстоящей передачи и об его адресате, Это сообщение доступно всем узлам в сети и позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Количество времени, которое должен ожидать другой узел перед попыткой доступа к эфиру, записано и в RTS-кадре, и в CTS-кадре.

Рис. 12 Иллюстрация работы метода CSMA/CA.

Приемная станция, получив сигнал RTS, отвечает посылкой сигнала CTS (Clear To Send), свидетельствующего о готовности станции к приему информации. Этим реализуется рукопожатие (handshake) станций. После этого передающая станция посылает информационный пакет, а приемная должна передать сигнал ACK, подтверждающий безошибочный прием. Если сигнал АСК не получен, попытка передачи информационного пакета будет повторена. Таким образом, используется четырехэтапный протокол передачи данных (4-Way Handshake).

Рассмотренный алгоритм доступа отчасти является симбиозом алгоритма проводного стандарта 802.3 и простейшего асинхронного алгоритма доступа, при котором в случае отсутствия сигнала-квитанции отправитель предпринимает очередную попытку через случайный интервал времени. CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы (RTS-сообщения). Отсюда и название «Collision Avoidance» — предотвращение коллизий (именно пакетов данных).

Избегание коллизий используется для того, чтобы улучшить производительность CSMA, отдав сеть единственному передающему устройству.

Эта функция возлагается на «jamming signal» в CSMA/CA. Улучшение производительности достигается за счёт снижения вероятности коллизий и повторных попыток передачи. Но ожидание jam signal создаёт дополнительные задержки, поэтому другие методики позволяют достичь лучших результатов. Избегание коллизий полезно на практике в тех ситуациях, когда своевременное обнаружение коллизии невозможно — например, при использовании радиопередатчиков.