Arquitectura Protocolar

802.11 é um membro da família IEEE 802, que engloba uma série de especificações para redes locais LAN. As especificações IEEE 802 focam as duas últimas camadas do modelo OSI. A Camada Física (PHY) que lida com os detalhes da transmissão e recepção, e a Subcamada MAC que determina o modo de acesso ao meio e como enviar informação. A camada LLC Logical Link Controler) não faz parte do standard IEEE 802.11, é a mesma que a LLC da Ethernet.

A Pilha Protocolar IEEE 802.11

Camada Física:

Originalmente, o standard 802.11 definia 3 tecnologias suportadas para a camada física: Infravermelhos, FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) e DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). As três forneciam débitos até 2Mbps e as duas últimas operavam nos 2.4GHz. Mais tarde, ficou definido que o caminho a seguir era o DSSS já que FHSS é utilizado em Bluetooth.

 A utilização de ondas rádio na Camada Física, requer uma camada complexa. A camada física é dividida em 2 sub-camadas:

 

 PLCP - Physical Layer Convergence Protocol

• Lida com as diferenças entre os vários interfaces físicos (vários PMDs) com a finalidade de possibilitar a inter-conexão entre a PMD e a sub-camada MAC. Assim a sub-camada MAC é independente da sub-camada PMD.

 

PMD - Physical Medium Dependent Sublayer

• Define e especifica funções relacionadas a um canal físico específico. Cada uma das 6 tecnologias, tem um PMD associado. O PMD define a modulação e codificação do canal, define os spreading codes e os mecanismos de despreading e despreading seutilizadas tecnologias DSSS.

A camada MAC

A subcamada MAC tem como função controlar as transmissões de forma a que não exise colisão entre pacotes (CDMA/CA). Todas as versões 802.11a/b/g utilizam a mesma sub-camada MAC.

802.11 é similar à ethernet. Os interface cards 802.11 possuem um MAC address de 48-bit que são incluídos nas tabelas ARP juntamente com os endereços ethernet. Aliás, é impossível distinguir a diferença entre os dois MAC addresses.

A MAC original foi desenhada utilizando um mecanismo de acesso ao canal semelhante à ethernet (CSMA). No entanto a ethernet (com uma eficiência de entrega de pacotes na ordem soa 99%) baseia o seu mecanismo na detecção de possíveis colisões de pacotes(Colision Detection) (CDMA-CD). Num meio sem fios, em que 20% dos pacotes necessitam de retransmissão, é impossível utilizar a mesma técnica. Assim utiliza-se uma técnica semelhante mas com algumas diferenças denominada de Collision Avoidance (CDMA-CA). A colisão é evitada obrigando uma estação a esperar um certo período de tempo aleatório antes da transmissão (IFS- Inter Frame Spacing).

Métodos de acesso à camada MAC:

• DCF CSMA/CA
  • Distributed Coordination Function.
  • CSMA/CA é obrigatória em cada terminal ou AP.
  • Este método de acesso é utilizado para suportar transferências de dados assíncronos baseados numa topologia de best-effort.
  • Apenas compatível com o modo Ad-hoc onde cada terminal compete pelo tempo de antena (não existe a função de AP).

 

• DCF CSMA/CA com RTS/CTS
  • Semelhante ao primeiro modo mas são utilizadas tramas de reserva de recursos  RTS/CTS.
  • Este modo atrasa um pouco o sistema mas torna-o mais eficiente.
  • Um exemplo eficiente é a utilização deste modo no problema do “terminal escondido”. Supondo que o raio de cobertura de cada máquina é o da imagem do lado, podemos verificar que o terminal 1 não detecta o terminal 3 e vice versa. Como resultado, ambos podiam tentar enviar pacotes ao terminal 2 ao mesmo tempo, originando assim uma provável colisão. Utilizando RTS/CTS, o terminal 1 enviaria um RTS (Request to Send) ao terminal 2. Por sua vez, o terminal 2, caso aceitasse, enviaria um CTS (Clear to Send)  ao terminal 3, notificando-o de que iria iniciar comunicação com o terminal 1, obrigando-o a suspender e a esperar pela sua vez.

• PCF
  • - Point Coordination Function
• - Pode ser implementado no AP, permitindo-o controlar toda a actividade na sua célula.
• - Apenas para o modo infra-estrutura.
• - A ordem de transmissão é controlada a partir do AP via polling.
• - A intenção inicial de se incluir PCF era com o objectivo de proporcionar um mecanismo de reserva de recursos e prioridades para voz ou outro tipo de tráfego sensível ao atraso.
• - Modo de pouco implementado

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