Стек протоколов IEEE 802.11

Естественно, что стек протоколов стандарта IEEE 802.11 соответствует общей структуре стандартов комитета 802, то есть состоит из физического уровня и уровня MAC, над которыми работает уровень LLC. Как и у всех технологий се­мейства 802, технология 802.11 определяется нижними двумя уровнями, то есть физическим уровнем и уровнем MAC, а уровень LLC выполняет свои стандарт­ные общие для всех технологий LAN функции. Так как искажения кадров в бес­проводной среде более вероятны, чем в проводной, уровень LLC должен, скорее всего, использоваться в режиме LLC2. Но это уже не зависит от технологии 802.11, режим работы уровня LLC выбирается протоколами верхних уровней.

Структура стека протоколов IEEE 802.11 показана на рис. 14.9.

На физическом уровне существует несколько вариантов спецификаций, которые отличаются используемым частотным диапазоном, методом кодирования и как следствие — скоростью передачи данных. Все варианты физического уровня ра­ботают с одним и тем же алгоритмом уровня MAC, но некоторые временные па­раметры уровня MAC зависят от используемого физического уровня.

В 1997 году комитетом 802.11 был принят стандарт, который определял функ­ции уровня MAC вместе с тремя вариантами физического уровня, которые обес­печивают передачу данных со скоростями 1 и 2 Мбит/с.

□ В первом варианте средой являются инфракрасные волны диапазона 850 нм, которые генерируются либо полупроводниковым лазерным диодом, либо све- тодиодом (LED). Так как инфракрасные волны не проникают через стены, область покрытия LAN ограничивается зоной прямой видимости. Стандарт предусматривает три варианта распространения излучения: ненаправленную антенну, отражение от потолка и фокусное направленное излучение. В пер­вом случае узкий луч рассеивается с помощью системы линз. Фокусное на­правленное излучение предназначено для организации двухточечной связи, например, между двумя зданиями.

□ Во втором варианте в качестве передающей среды используется микровол­новый диапазон 2,4 ГГц, который в соответствии с рекомендациями ITU в большинстве стран не лицензируется. Этот вариант основан на методе FHSS, (см. главу 10). В методе FHSS каждый узкий канал имеет ширину 1 МГц. Частотная манипуляция (FSK) с двумя состояниями сигнала (частотами) дает скорость 1 Мбит/с, с четырьмя состояниями — 2 Мбит/с. В случае FHSS сеть может состоять из сот, причем для исключения взаимного влияния в со­седних сотах могут применяться ортогональные последовательности частот. Количество каналов и частота переключения между каналами настраиваются, так что при развертывании беспроводной локальной сети можно учитывать особенности регулирования спектра частот конкретной страны. Так, в США в диапазоне 2,4 ГГц может быть до 79 каналов, причем максимальное время нахождения на каждом канале не должно превышать 400 мс.

□ Третий вариант, в котором используется тот же микроволновый диапазон, ос­нован на методе DSSS, где в качестве последовательности чипов применяется 11-битный код 10110111000. Каждый бит кодируется путем двоичной фазо­вой (1 Мбит/с) или квадратурной фазовой (2 Мбит/с) манипуляции.

В 1999 году были приняты еще два варианта физического уровня: 802.11а и 802.11b.

□ Спецификация 802.11а обеспечивает повышение скорости за счет более высо­кого диапазона частот (5 ГГц). Для этого задействуются 300 МГц из этого диапазона, ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM) и прямая коррекция ошибок (FEC). Скорости передачи данных составляют 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 и 54 Мбит/с. Диапазон 5 ГГц спецификации 802.11а пока мало «на­селен» и обеспечивает высокие скорости передачи данных. Однако его исполь­зование связано с двумя проблемами. Во-первых, оборудование для этих час­тот пока еще слишком дорогое, во-вторых, в некоторых странах частоты этого диапазона подлежат лицензированию.

□ В спецификации 802.11b института IEEE по-прежнему используется диапа­зон 2,4 ГГц, что позволяет задействовать более дешевое оборудование. Для повышения скорости до И Мбит/с, которая сопоставима со скоростью клас­сического стандарта Ethernet, здесь применяется более эффективный метод DSSS, использующий технику Complementary Code Keying (ССК).

Еще один стандарт для физического уровня разработан группой 802.llg инсти­тута IEEE летом 2003 года. В нем также задействован диапазон 2,4 ГГц, но со скоростью передачи данных до 54 Мбит/с. В этой спецификации используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM). До недавнего времени в США в диапазоне 2,4 ГГц разрешалось работать только за счет расширения спектра. Снятие этого ограничения дало импульс новым разработкам, в резуль­тате появилась новая высокоскоростная беспроводная технология. Для обратной совместимости с 802.11b поддерживается также техника ССК.

Диаметр.сети 802*11 зависит от многих параметров, а том числе и от диапазона частот.. Обычно диаметр беспроводной локальной сети находится в пределах от 100 до 300 м._:-^;;>

Уровень MAC выполняет в беспроводных сетях больше функций, чем в провод­ных сетях. Функции уровня MAC в стандарте 802.11 включают:

□ доступ к разделяемой среде;

□ обеспечение мобильности станций при наличии нескольких базовых станций;

□ обеспечение безопасности, эквивалентной безопасности проводных локальных сетей.