Протоколы доступа в беспроводных сетях
21.08.2003 | admin
При использовании оборудования RadioEthernet для построения сети абонентского доступа проявляется существенный недостаток – Ethernet протокол доступа к среде. Применение усовершенствованного протокола CSMA/CA ACK в беспроводных сетях городского масштаба не позволяет кардинально решить проблему организации эффективного абонентского доступа. При небольшом количестве абонентов и небольшой плотности станций абонентcкого доступа оборудование RadioEthernet работает достаточно надежно и решает свои задачи. С увеличением плотности абонентов и мешающих станций , особенно из-за влияния станций с широкополосным сигналом (DSSS и FHSS ), проблема повышения эффективности доступа становится все более актуальной. Особенно ощутима эта проблема стала проявляться в крупных городах Украины и России.

Оборудование беспроводных коммуникаций стандарта IEEE 802.11b изначально разрабатывалось для построения локальных беспроводных сетей. Кабельные локальные сети в большинстве своем является сетями Ethernet с протоколом доступа к среде CSMA/CD- случайный метод доступа с контролем несущей. Именно поэтому для беспроводных сетей был также выбран аналогичный протокол случайного доступа CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) with ACK (c подтверждением приема пакета). Предотвращение присущих проводному Ethernet коллизий осуществляется с помощью механизма RTS/CTS .

Работа данного механизма выглядит следующим образом . Две удаленные станции A и С работают с центральной станцией B. При этом A и С не слышат друг друга , что является типичным в городских беспроводных сетях. При необходимости передачи станция А отправляет в адрес станции В запрос на передачу. Если радиоэфир свободен, то станция В отправляет станции А разрешение на передачу, а другим станциям (в нашем случае станции С) – запрет на передачу. Станция А передает информацию на станцию В. Станция В подтверждает прием и освобождает радиоэфир.

Если происходит передача со стороны А в направлении B, то никаких разрешений не посылается , просто станция С не принимает приходящие пакеты, считая их чужими.

Применение такого механизма при передаче большого обьема данных со стороны станции А в направлении центральной станции B приводит к блокировке потока данных между В и С в обоих направлениях. По опыту эксплуатации исходящий хотя бы от одного из абонентов поток данных со скоростью порядка 160 Кбит/c приводит к появлению потерь передаваемых пакетов данных свыше допустимого уровня для абонентов, имеющих наименьший уровень отношения сигнал/шум (наиболее удаленные абоненты). За допустимый уровень исходя из опыта эксплуатации принимаются свыше потери свыше 7-8 % IP пакетов длиной 512 байт, что приводит к обрывам FTP сессий. При скоростях исходящего от абонента трафика в 1 Мбит/c происходит почти полная блокировка работы всех остальных клиентов независимо от их дальности.

Отключение механизма RTS/CTS не дает каких либо положительных результатов.

На рисунке показанные данные MRTG, на которых видна деградация производительности абонентских (входящий к абонентам трафик показан синим цветом) IP-каналов при наличии более мощного потока , исходящего от одного из абонентов (зеленый цвет).

Деградация производительности абонентских (входящий к абонентам трафик показан синим цветом) IP-каналов при наличии более мощного потока, исходящего от одного из абонентов

Для исключения подобных случаев при использовании оборудования RadioEthernet для организации множественного абонентского доступа необходимо ограничивать максимальную скорость абонентского IP канала не более 128 Кбит/c (по крайней мере исходящий от абонента трафик).

При небольшом количестве абонентов, небольшой плотности станций абонентcкого доступа и ограничениях на исходящий абонентский трафик оборудование RadioEthernet работает достаточно надежно и решает свои задачи. С увеличением плотности абонентов и мешающих станций , особенно из-за влияния станций с широкополосным сигналом (DSSS и FHSS), проблема деградации производительности системы доступа требует решения на технологическом уровне.

Для решения этой проблемы используется специальный протокола доступа к среде, основанный на механизме поллинга – опроса станции абонентских станций со стороны центральной станции для инициировании процесса приема/передачи данных. Поллинг позволяет равномерно разделять ресурсы между абоненсткими IP каналами на транспортном IP уровне.

Для оборудования Orinoco поллинг реализуется программным обеспечением TurboCell, разработанным Karnet Inc. США. В ПО При маркерном доступе инициатором процесса приема передачи всегда является центральная станция , которая периодически равномерно опрашивает всех своих абонентов о готовности принять/передать данные. Применение механизма маркерного доступа позволяет равномерно распределять ресурсы по производительности радиоканала между пользовательскими IP каналами.. При этом минимальная скорость абонентского IP канала зависит от наличия свободных ресурсов по пропускной способности разделяемого между всеми абонентами 11 Мбит/c канала связи (то есть соотношения суммарной скорости абонентских IP-каналов и общей пропускной способности радиоканала). В случае наличия таких ресурсов, обычно это 10-20 % от производительности радиоканала максимальная и минимальная скорость совпадают (в среднем за некоторый промежуток времени) и можно говорить о гарантированной (в среднем) скорости доступа абонента к разделяемым ресурсам (средней скорости в абонентском IP-канале).

Просмотров новости: 313  <, >


-->