58. Стандарт 802.11g. Основные технические характеристики. Используемые схемы модуляции.

Стандарт IEEE 802.11g, принятый в 2003 году, является логическим развитием стандарта 802.11b и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне, но с более высокими скоростями. Кроме того, стандарт 802.11g полностью совместим с 802.11b, то есть любое устройство 802.11g должно поддерживать работу с устройствами 802.11b. Максимальная скорость передачи данных в стандарте 802.11g составляет 54 Мбит/с.

При разработке стандарта 802.11g рассматривались две конкурирующие технологии: метод ортогонального частотного разделения OFDM, заимствованный из стандарта 802.11a и предложенный к рассмотрению компанией Intersil, и метод двоичного пакетного сверточного кодирования PBCC, предложенный компанией Texas Instruments. В результате стандарт 802.11g содержит компромиссное решение: в качестве базовых применяются технологии OFDM и CCK, а опционально предусмотрено использование технологии PBCC.

В протоколе 802.11g на низких скоростях передачи применяется двоичная и квадратурная фазовые модуляции BPSK и QPSK. При использовании BPSK-модуляции в одном символе кодируется только один информационный бит, а при QPSK-модуляции — два информационных бита. Модуляция BPSK применяется для передачи данных на скоростях 6 и 9 Мбит/с, а модуляция QPSK — на скоростях 12 и 18 Мбит/с.

Для передачи на более высоких скоростях используется квадратурная амплитудная модуляция QAM (Quadrature Amplitude Modulation), при которой информация кодируется за счет изменения фазы и амплитуды сигнала. В протоколе 802.11g применяется модуляция 16-QAM и 64-QAM. Первая модуляция предполагает 16 различных состояний сигнала, что позволяет закодировать 4 бита в одном символе; вторая — 64 возможных состояния сигнала, что дает возможность закодировать последовательность 6 бит в одном символе. Модуляция 16-QAM используется на скоростях 24 и 36 Мбит/с, а модуляция 64-QAM — на скоростях 48 и 54 Мбит/с.

59. Особенности mac-уровня (подуровня) локальных беспроводных сетей семейства ieee 802.11 (WiFi). Основные типы архитектуры. Особенности режима Ad Hoc.

В эталонной модели IEEE 802.11 подуровень МАС расположен над физическим уровнем. Он решает следующие задачи: выделение каналов, адресация блоков данных PDU (англ. Protocol Data Unit), форматирование кадров, обнаружение ошибок, а также фрагментация и сборка блоков данных. С точки зрения подуровня МАС существует два режима работы беспроводной сети передачи данных стандарта IEEE 802.11:

- режим конкуренции, в котором все терминалы WLAN, желающие передать пакет, конкурируют за доступ к каналу;

- смешанный режим, в котором периоды (англ. Contention Period - CP) сменяются периодами отсутствия конкуренции (англ. Contention Free Pemod - CFP) за доступ к каналу.

Первый режим используется в сетях типа "ad hoc". Для реализации второго режима требуется центр координации (англ. Point Coordinator - PC), который управляет доступом к каналу, опрашивая терминалы в периоды неконкурентного доступа к каналу. Функции центра координации выполняет точка доступа BSS.

Существует три типа кадров МАС. Кадры управления (англ. management frames) используются для синхронизации, аутентификации, а также для установления и разрыва соединения терминала с данной точкой доступа. Кадры контроля (англ, control frames) применяются в процедурах подтверждения приема и подтверждения готовности (англ. handshaking), которые выполняются, как правило, в периоды конкуренции. Наконец, кадры данных используются для передачи пользовательских данных и могут дополнительно содержать блоки подтверждения приема и опроса терминалов в периоды отсутствия борьбы за канал.

Передача данных на МАС-подуровне организована в виде МАС-кадров и содержит следующие поля:

- поле управления кадром, в котором указывается версия протокола и тип кадра (управления, контроля или данных). В нем также указывается, фрагментирован ли кадр и что означают адресные поля (например, кадр направляется ли кадр в распределительную систему (DS), прибывает из нее, источником или либо в роли источника и пункта назначения кадра выступают мобильные терминалы или точки доступа);

- поле идентификации длительности (ID), которое указывает продолжительность занятия канала. Это поле используется в механизме резервирования каналов, который будет описан ниже;

- адресные поля с первого по четвертое указывают источник и пункт назначения передаваемого кадра; они интерпретируются в зависимости от значения поля контроля кадра;

- поле управления очередностью кадров содержит порядковый номер кадра и предназначено для того, чтобы не допустить дублирования кадра при выполнении процедуры подтверждения получения данных;

Сеть типа "ad hoc", содержащая изолированный набор станций, находящихся в совместной зоне радиодоступности, - хороший пример независимой BSS. Заметим, что точки доступа AP соединены распределительной системой (англ. Distribution System - DS), которая может быть соединена с внешними сетями IEEE 802.х через блок взаимодействия, называемый порталом. Вследствие согласованного взаимодействия, возможного благодаря системе распределения, точки доступа позволяют увеличить зону обслуживания сети, и терминалы из различных BSS получают возможность взаимодействовать друг с другом. Таким образом, формируется расширенная зона обслуживания (англ. Enhanced Service Set - ESS). Распределительная система выступает в роли магистральной сети. Она может быть построена на основе любой проводной или беспроводной сети, например, IEEE 802.х, городской оптоволоконной сети с распределенных интерфейсом передачи данных по волоконно-оптическим каналам (англ. Fiber Distributed Data Interface - FDDI) или другой сети стандарта IEEE 802.11.