Protocolo Inalámbrico LAN MAC



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Protocolo Inalámbrico LAN MAC Resumiendo las causas por las cuales no podemos utilizar el mecanismo Collision Detection (CD) en una wireless LAN. Requiere la implementación de un radio full duplex que incrementa los costos significativamente No todas las estaciones pueden “escucharse” una con otras en un ambiente wireless (que todos “escuchan” es la premisa de CD ).
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Wireless LAN MAC protocol (cont.)
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IEEE 802.11 (Gp:) Point Coordination Function (Gp:) Distributed Coordination Function (CSMA-CA) (Gp:) Contention Free Service (Gp:) Contention Service (Gp:) Nivel de MAC IEEE 802.11 (Gp:) Physical Layer IEEE 802.11 MAC layer define dos métodos de acceso, Distributed Coordination Function (DCF) el cual es el mecanismo base y Point Coordination Function (PCF) opcional
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DCF MAC DCF MAC parte de IEEE 802.11 esta basado CSMA-CA con rotación de backoff window . Escucha el canal , si esta libre TX Si esta ocupado esera hasta que finalice la TX mas un periodo de contencion es cual es un tiempo random que asegura un acceso al medio equitativo (fairness) Contention period se cuantifica mediante un back-off counter => Cuando un nodo recibe un frame para TX, este elige un valor random backoff , el cual determina cuanto tiempo el nodo debe esperar hasta que esta permitido TX el frame. El nodo almacena este valor de backoff en un backoff counter. La probabilidad que dos nodos elijan el mismo factor de backoff es pequeña con la cual las colisiones entre tramas se minimizan.
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DCF MAC (cont.) : backoff counter
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DCF MAC (cont.): La ventana de contención Mientras el canal esta libre el nodo decrementa el backoff counter ( caso contrario se mantiene) .Si backoff counter= 0 => el nodo TX el frame. Si la TX no es exitosa – no ACK, la ventana de contención (contention window), se selecciona de una intervalo random que es el doble del intervalo previo , este proceso se repite hasta que el canal esta libre
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Resumen: Evolución en el tiempo sin colisión SIFS (short interframe space): 10 µs Slot Time: 20 µs DIFS (distributed interframe space): 50 µs ? DIFS = SIFS + 2 × slot time BO: variable back-off (dentro de una CW) ? CWmin: 31; CWmax: 102
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Protocolo MAC IEEE 802.11: CSMA/CA 802.11 CSMA: emisor - Si detecta el canal vacío por DISF segundos, entonces transmite la trama completa (sin detección de colisión). -Si detecta el canal ocupado entonces backoff binario 802.11 CSMA receptor - Si se recibe bien vuelve a ACK tras SIFS (ACK es necesario por el problema del terminal oculto). Fuente Destino Otros datos NAV: retrasa el acceso
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Mecanismos para evitar la colisión Problema: Dos nodos, ocultos el uno del otro, transmiten TRAMAS completas a la estación base. ¡Ancho de banda desperdiciado durante mucho tiempo! Solución: Pequeños paquetes de reserva. Intervalos de reserva de camino de nodo con vector de reserva de red (NAV) interno.
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Evitar la colisión: Intercambio RTS-CTS El emisor transmite paquetes RTS (request to send) cortos: indica la duración de la transmisión. El receptor responde con paquetes CTS (clear to send) cortos. Notificando nodos (posiblemente ocultos). Los nodos ocultos no transmitirán por una duración determinada: NAV. Fuente Destino Otros Datos NAV: retrasa el acceso
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Evitar colisión: intercambio RTS-CTS RTS y CTS cortos: Colisiones menos probables y de menor duración. Resultado final similar a la detección de colisión IEEE 802.11 permite: CSMA. CSMA/CA: reservas. Elegir desde AP. Datos Fuente Destino Otros NAV: retrasa el acceso
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CSMA/CA con la extension RTS/CTS t SIFS DIFS data ACK defer access other stations receiver sender data DIFS RTS CTS SIFS SIFS NAV (RTS) NAV (CTS) Virtual Carrier Sensing: 4-way handshake (RTS, CTS, DATA, ACK) Contention window
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Eficiencia : raw data !!!!! La tabla nos presenta data rates a N1 para IEEE 802.11a/g con codificación convolucional “convolutional coding.” Esos números son “raw rates” y el throughput de es de alrededor de 28 Mbps para 54Mbps (46% de eficiencia), [64QAM y 3/4 coding rate en un ancho de banda de 20-MHz].
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Una observación ….. PCF ni CA se usan en la práctica
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Formato de la trama 802.11
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Trama 802.11