Sieci domowe (cz. IV) - Sieci bezprzewodowe
-
- Andrzej Janikowski,
- 01.12.2001
Podwarstwa MAC
Produkty HomeRF operują w globalnie otwartym pasmie 2,4 GHz, stosując technologię skoków po częstotliwościach - od 50 do 100 skoków na sekundę. Stacje radiowe są dosyć proste - wymagają tych samych układów podstawowych co Bluetooth. Zarówno pierwsza, jak i druga wersja HomeRF, zatwierdzona w październiku, rozpraszają niewielką moc - ok. 10 mW.
Podwarstwa MAC SWAP została zoptymalizowana pod kątem informatycznego środowiska domowego i zaprojektowana tak, że umożliwia przenoszenie zarówno głosu, jak i danych. Może współpracować z siecią telefoniczną, używając podzbioru standardu DECT. MAC zawiera usługę TDMA, zapewniającą dostarczanie danych izochronicznych, czyli w tym przypadku interaktywnych usług głosowych. Natomiast CSMA/CA, która wywodzi się ze standardów dla lokalnych sieci bezprzewodowych, takich jak IEEE 802.11 i OpenAir, obsługuje przesyłanie danych asynchronicznych.
Warstwa fizyczna i składniki
Warstwa fizyczna HomeRF zapewnia trzy różne kategorie usług związanych ze strumieniem:
QoS
W przeciwieństwie do Ethernetu HomeRF używa dwu oddzielnych protokołów dostępu do medium dla swoich podstawowych usług, tzn. transmisji głosu i danych. Pakiety przenoszące głos są wysyłane za pośrednictwem protokołu TDMA/TDD; TDD zapewnia komunikację dupleksową, a TDMA gwarantuje dostęp do medium. Natomiast pakiety z danymi podlegają procedurom stosowanym w bezprzewodowej wersji Ethernetu. W protokole tym zaimplementowano wydajny mechanizm QoS.
Na podobieństwo Ethernetu usługi związane z danymi są zintegrowane w protokół CSMA. Jednak w systemie bezprzewodowym wysyłanie i odbieranie pakietów w tym samym czasie może sprawić węzłowi wiele problemów, gdyż w HomeRF nie została zastosowana żadna metoda detekcji kolizji. To, co zaimplementowano, można nazwać "unikaniem kolizji", które w swej istocie jest bardzo podobne do wykrywania kolizji. Jeśli węzeł nie otrzyma potwierdzenia odbioru pakietu, wtedy przed próbą powtórnego wysłania pakietu odczeka jakiś czas, odpowiadający pewnej liczbie szczelin czasowych. A to wszystko po to, aby uniknąć kolizji z drugim węzłem. Jest to ADS (Asynchronous Data Service).
Dla danych bardziej wrażliwych na opóźnienie, jak głos lub sesje wideo, w HomeRF zaimplementowano PADS (Priority Asynchronous Data Service) - metodę przypisywania wybranym pakietom priorytetów dostępu do kanału.
Warto zwrócić uwagę na fakt, że zastosowane w HomeRF izochroniczne kanały przesyłania głosu są podobne do synchronicznych usług w Bluetooth, a mechanizm QoS do opisanego w specyfikacji HiperLAN. Z kolei usługi priorytetyzacji (asynchroniczne) przypominają te zaproponowane dla IEEE 802.11, HomePNA i PLC.
Implementowanie mechanizmów QoS w sieciach bezprzewodowych jest trudniejsze niż w przewodowych. Dużo uwagi poświęca się więc ograniczaniu liczby traconych pakietów. Odczuwalna jakość strumienia audio znacznie spada, jeśli utrata pakietów przekroczy 20 proc. i to przy zastosowaniu procedur retransmisji.
HomeRF operuje w bardzo popularnym pasmie 2,4 GHz, podobnie jak Bluetooth, IEEE 802.11b i kuchenki mikrofalowe. W przeciwieństwie do Internetu, gdzie na ogół utrata pakietów jest wywołana przeciążeniem, w sieci bezprzewodowej przyczyną tracenia pakietów są interferencje. W pasmie 2,4 GHz najczęściej wywołują je właśnie kuchenki mikrofalowe, chociaż mogą zakłócać także inne sieci bezprzewodowe, jak i bezprzewodowe telefony funkcjonujące w pasmie 2,4 GHz.
Jednym z powszechnych sposobów radzenia sobie z utratą pakietów jest wejściowa regulacja przepływności. Ponieważ interferencje w sieci bezprzewodowej powodują czasem ograniczenie pasma podstawowego, tradycyjne metody regulowania przepływności mogą okazać się nieefektywne. Z tego powodu QoS w technologii bezprzewodowej musi uwzględniać niekorzystny efekt interferencji.
