13.1. Фізичний і канальний рівні.
13.2. Архітектура мережі|сіті| Wi-Fi|.
13.3. Порівняння бездротових мереж|сітей|
Основне призначення технології Wi-Fi| (Wireless| Fidelity| — «безпровідна точність») — бездротове розширення мереж|сітей| Ethernet|. Вона використовується також там, де небажано або неможливо використовувати кабельні мережі|сіті|, наприклад для передачі інформації від рухомих частин|часток| механізмів; там, де не можна свердлити стіни; або великому складі, де комп'ютер потрібно носити з|із| собою.
Wi-Fi| розроблений консорціумом Wi-Fi| (www.wi-fi.org) на базі серії стандартів IEEE| 802.11 (1997 р.) і забезпечує швидкість передачі від 1...2 до 54 Мбіт/с. У промисловій автоматизації з|із| безлічі стандартів серії 802.11 використовуються тільки|лише| два: 802.11b із швидкістю передачі до 11 Мбіт/с і 802. llg| (до 54 Мбіт/с).
13.1. Фізичний і канальний рівні.
Модель OSI| для стандартів Wi-Fi| і IEEE| 802.11 має наступні|слідуючі| рівні:
Фізичний
Канальний
Мережевий|мережний|
Прикладний
Основне призначення фізичних рівнів — забезпечення інтерфейсу з|із| бездротовим середовищем|середою| передачі (з|із| ефіром), а також оцінка стану|достатку| ефіру і взаємодія з|із| рівнем MAC|. Фізичний рівень складається з двох підрівнів:
PLCP| (Physical| Layer| Convergence| Protocol|) виконує процедуру відображення PDU| рівня MAC| (елементу протоколу даних, ср|. з|із| мал. 2.25) у фрейм формату FHSS| або DSSS|. Ця процедура виконує передачу, виявлення несучої складової і прийом сигналу;
PMD| (Physical| Medium| Dependent|) — підрівень, залежний від середовища|середи| передачі. Цей рівень буде різним для різних швидкостей передачі і різних стандартів з|із| серії 802.11. Підрівень PMD| забезпечує дані і сервіс для підрівня PLCP| і функції радіопередачі і прийому, результатом яких є|з'являється,являється| потік даних, інформація про час, параметри прийому.
Основним робочим станом|достатком| рівнів PLCP| є|з'являється,являється| виявлення несучої і оцінка незайнятості каналу. Для виконання передачі PLCP| перемикає|переключає| PMD| з|із| режиму «прийом» в режим «передача» і посилає елемент даних PPDU| (PLCP| Data| Unit|).
Передача сигналів по радіоканалу виконується двома методами: FHSS| і DSSS|
Wi-Fi|
802. llg|
на швидкості 1 і 2 Мбіт/с використовує
модуляцію DBPSK|.
При швидкості передачі 2 Мбіт/с
використовуються ті ж методи, що і при
швидкості 1Мбіт/с, проте|однак|
для збільшення пропускної спроможності
каналу використовується чотири різних|
значення фази
для
фазової модуляції несучої.
Wi-Fi| використовує метод доступу до мережі|сіті| CSMA/CA (див. п. 2.11.1), в якому для зниження ймовірністі колізій використані наступні|слідуючі| принципи:
перш ніж станція почне|розпочинатиме,зачинатиме| передачу, вона повідомляє, як довго вона займатиме|позичатиме,посідатиме| канал зв'язку;
наступна|така| станція не може почати|розпочинати,зачинати| передачу, поки|доки| не закінчиться|витікатиме| зарезервований раніше час;
учасники мережі|сіті| не знають, чи прийнятий їх сигнал, поки|доки| не отримають|одержуватимуть| підтвердження про це;
якщо дві станції почали|розпочинали,зачинали| працювати одночасно, вони зможуть дізнатися про це тільки|лише| по тому факту, що не отримають|одержуватимуть| підтвердження про прийом;
якщо підтвердження не отримане|одержувати|, учасники мережі|сіті| вичікують випадковий проміжок часу, щоб|аби| почати|розпочинати,зачинати| повторну передачу.
Запобігання, а не виявлення колізій, є|з'являється,являється| основним в бездротових мережах|сітях|, оскільки в них, на відміну від кабельних|провід| мереж|сітей|, передавач трансивера заглушає сигнал, що приймається.
|
рис. 13.1. Формат фрейма PLCP| для режиму FHSS|
|
Формат фрейма на рівні PLCP| моделі OSI| в режимі FHSS| показаний на рис. 13.1. Він складається з наступних|слідуючих| полів:
«Синхронізація» — містить|утримує| нулі|нуль-індикатори,нуль-множини,нуль-последовність,нуль-елементи|, і одиниці що чергуються, і служить для підстроювання частоти на приймаючій станції, синхронізує розподіл пакетів і дозволяє вибрати антену (за наявності декількох антен);
«Старт» — прапорець початку фрейма. Складається з рядка 0000 1100 1011 1101, який служить для синхронізації фреймів на приймаючій станції;
PLW| (PSDU| Length| Word| — слово довжини службового елементу даних підрівня PLCP| (PSDU|)) указує|вказує| розмір фрейма, що надійшов|вчинив| з рівня MAC|, в октетах;
«Швидкість» — указує|вказує| швидкість передачі даних фрейма;
«КС» — контрольна сума;
«МАС-фрейм|» — фрейм, що надійшов|вчинив| з МАС-рівня| моделі OSI| і містить|утримує|, |PSDU;
«Заголовок PLCP|» — поля, додані|добавляти| на підрівні PLCP|.
Формат фрейма на рівні PLCP| моделі OSI| в режимі DSSS| показаний на рис. 13.2. У нім поля мають наступний|слідуючий| сенс:
|
Рис. 13.2. Формат фрейма PLCP| для режиму DSSS|
|
«Синхронізація» містить|утримує| тільки|лише| одиниці і забезпечує синхронізацію в приймальній|усиновленій| станції;
«Старт» — прапорець початку фрейма. Містить|утримує| рядок 0xF3A0, який указує|вказує| початок передачі параметрів, залежних від фізичного рівня;
«Сигнал» указує|вказує| тип модуляції і швидкість передачі даного фрейма;
поле «Сервіс» зарезервовано для майбутніх модифікацій стандарту;
«Довжина» указує|вказує| час в мікросекундах, необхідний для передачі МАС-фрейма|;
«КС»-контрольная сума;
«МАС-фрейм|» — фрейм, що надійшов|вчинив| з МАС-рівня| моделі OSI| і містить PSDU|;
«Заголовок PLCP|» — поля, додані|добавляти| на підрівні PLCP|.
Дальність зв'язку засобами|коштами| Wi-Fi| сильно залежить від умов розповсюдження|поширення| електромагнітних хвиль, типу|типа| антени і потужності передавача. Типові значення, що указуються|вказують| виготівниками Wi-Fi-устаткування|, складають 100...200 м|м-код| в приміщенні|помешканні| і до декількох кілометрів на відкритій|відчиняти| місцевості|місцевий| із застосуванням зовнішньої антени і при потужності передавача 50... 100 мВт|.