Канальний рівень IEEE 802.11
Подібно до дротяної мережі Ethernet, в бездротових комп'ютерних мережах Wi-Fi канальний рівень включає підрівні управління логічним з'єднанням (Logical Link Control, LLC) і управління доступом до середовища передачі (Media Access Control, MAC). У Ethernet і IEEE 802.11 один і той же LLC, що значно спрощує об'єднання дротяних і бездротових мереж. MAC у обох стандартів має багато загального, проте є деякі тонкі відмінності, принципові для порівняння дротяних і бездротових мереж.
У Ethernet для забезпечення можливості множинного доступу до загального середовища передачі (в даному випадку кабелю) використовується протокол CSMA/CD, що забезпечує виявлення і обробку колізій (у термінології комп'ютерних мереж так називаються ситуації, коли декілька пристроїв намагаються почати передачу одночасно).
У мережах IEEE 802.11 використовується напівдуплексний режим передачі, тобто в кожен момент часу станція може або приймати, або передавати інформацію, тому виявити колізію в процесі передачі неможливо. Для IEEE 802.11 був розроблений модифікований варіант протоколу CSMA/CD, що отримав назву CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Працює він таким чином. Станція, яка збирається передавати інформацію, спочатку "слухає ефір". Якщо не виявлено активності на робочій частоті, станція спочатку чекає протягом деякого випадкового проміжку часу, потім знову "слухає ефір" і, якщо середовище передачі даних все ще вільне, здійснює передачу. Наявність випадкової затримки необхідна для того, щоб мережа не зависла, якщо декілька станцій одночасно захочуть дістати доступ до частоти. Якщо інформаційний пакет приходить без спотворень, приймаюча станція посилає назад підтвердження. Цілісність пакету перевіряється методом контрольної суми. Отримавши підтвердження, станція, що передає, вважає процес передачі даного інформаційного пакету завершеним. Якщо підтвердження не отримане, станція вважає, що відбулася колізія, і пакет передається знову через випадковий проміжок часу.
Ще одна специфічна для бездротових мереж проблема - дві клієнтські станції мають поганий зв'язок один з одним, але при цьому якість зв'язку кожної з них з точкою доступу хороше. Клієнтська станція, що у такому разі передає, може послати на точку доступу запит на очищення ефіру. Тоді по команді з точки доступу інші клієнтські станції припиняють передачу на час "спілкування" двох точок з поганим зв'язком. Режим примусового очищення ефіру (протокол Request to Send/Clear to Send - RTS/CTS) реалізований далеко не у всіх моделях устаткування IEEE 802.11 і, якщо він є, то включається лише в крайніх випадках.
В Ethernet при передачі потокових даних використовується управління доступом до каналу зв'язку, розподілене між всіма станціями. Навпаки, в IEEE 802.11 в таких випадках застосовується централізоване управління з точки доступу. Клієнтські станції послідовно опитуються на предмет передачі потокових даних. Якщо яка-небудь із станцій повідомляє, що вона передаватиме потокові дані, точка доступу виділяє їй проміжок часу, в який зі всіх станцій мережі передаватиме тільки вона.
Слід зазначити, що примусове очищення ефіру знижує ефективність роботи бездротової мережі, оскільки пов'язана з передачею додатковій службовій інформації і короткочасними перервами зв'язку. Окрім цього, в дротяних мережах Ethernet при необхідності можна реалізувати не тільки напівдуплексний, але і дуплексний варіант передачі, коли колізія виявляється в процесі передачі (це підвищує реальну пропускну спроможність мережі). Тому, на жаль, за інших рівних умов реальна пропускна спроможність бездротової мережі IEEE 802.11b буде нижчою, ніж у дротяного Ethernet. Таким чином, якщо мережам Ethernet 10 Мбіт/с і IEEE 802.11b (максимальна швидкість передачі інформації 11 Мбіт/с) з однаковим числом користувачів давати однакове навантаження, поступово збільшуючи його, то, починаючи з деякого порогу, мережу IEEE 802.11b почне "гальмувати", а Ethernet все ще функціонуватиме нормально.
Оскільки клієнтські станції можуть бути мобільними пристроями з автономним живленням, в стандарті IEEE 802.11 велика увага приділена питанням управління живленням. Зокрема, передбачений режим, коли клієнтська станція через певні проміжки часу "прокидається", щоб прийняти сигнал включення, який, можливо, передає точка доступу. Якщо цей сигнал прийнятий, клієнтський пристрій включається, інакше воно знову "засипає" до наступного циклу прийому інформації.
Перейти до Організація мережі в технології WI-FI
