Mitmesugust

QoS jaoks 802.11e

QoS jaoks 802.11e

802.11 standardil põhinev WiFi-tehnoloogia on nüüd selle kasutuses laialt levinud. Seda ei kasutata mitte ainult tõelise traadita kohtvõrgu (WLAN) pakkumiseks, vaid seda kasutatakse laialdaselt ka lokaliseeritud mobiilside pakkumiseks "levialadena". Saadaval on mitmesugused IEEE 802.11 maitsed: 802.11a, 802.11b, 802.11g ja need erinevad standardid pakuvad erinevat andmeedastuskiirust ja töötavad erinevatel sagedusaladel.

Üks peamisi puudujääke WiFi-rakenduste väljatöötamisel on see, et konkreetsele rakendusele ei ole võimalik eraldada nõutavat teenuse kvaliteeti. Nüüd lahendatakse teenuse kvaliteedi või QoS-i probleemiga IEEE 802.11e.


QoS-i vajadus

Teenuse kvaliteedi küsimus, QoS 802.11 Wi-Fi võrgus on mõnes rakenduses eriti oluline ja seetõttu tegeleb 802.11e sellega. Selliste surfirakenduste jaoks nagu Interneti-veebi sirvimine e-kirjade saatmiseks, ei ole vastuste vastuvõtmise või andmete saatmisega viivitamisel suurt mõju. Selle tulemuseks on aeglane allalaadimine või väike viivitamine meilide saatmisel. Ehkki see võib kasutajale väikest pahandust tekitada, ei ole pakutaval teenusel tegelikku mõju. Kuid selliste rakenduste jaoks nagu hääle- või videoedastus, näiteks Voice over IP, VoIP, on see palju suurem mõju ja see loob palju suurema vajaduse 802.11e järele. Viivitused, värisemine ja puuduvad paketid põhjustavad süsteemi andmete kaotamist ja teenuse kvaliteedi halvenemist. Seetõttu peab nende aeganõudvate rakenduste puhul olema võimalik liiklust prioriseerida. Seda saab teha ainult siis, kui eraldada saadetavatele pakettidele teenuse prioriteetide tase ja seda lahendab nüüd kõik IEEE standard 802.11e.


MAC kiht

Andmete edastamise ja kontrollimise viisil on suur mõju QoS-i saavutamise viisile. Selle määrab suuresti keskmise juurdepääsukontrolli (MAC) toimimise viis. 802.11 piires on MAC-kihil kaks võimalust. Esimene on tsentraliseeritud kontrolliskeem, millele viidatakse kui punktide koordineerimise funktsioonile (PCF), ja teine ​​on vaidlustel põhinev lähenemisviis, mida nimetatakse hajutatud koordineerimise funktsiooniks (Distributed Coordination Function - DCF). Nendest vähestest kiipide ja seadmete tootjatest on PCF-i kasutusele võtnud ja tööstus näib olevat kasutanud DCF-i lähenemist.

PCF-režiim toetab teatud määral aja suhtes tundlikke liiklusvooge. Traadita pääsupunktid saadavad perioodiliselt majakaadreid, et suhelda selle WLAN-i jaoks spetsiifilise võrgu haldamise ja identifitseerimisega. Nende kaadrite saatmise vahel jagab PCF ajaraami võistlustevabaks perioodiks ja võistlusperioodiks. Kui PCF on kaugjaamas lubatud, saab see andmeid edastada võistlustevabade valimisperioodide ajal. Peamine põhjus, miks sellist lähenemisviisi pole laialdaselt omaks võetud, on aga see, et edastusajad ei ole prognoositavad.

Teine skeem, DCF, kasutab skeemi nimega Carrier Sense Multi Access with Collision Avoidance (CSMA / CA). Selles skeemis saadab MAC-kiht vastuvõtjale juhised teiste edastavate kandjate otsimiseks. Kui ta ei näe ühtegi, siis saadab ta paketi pärast määratud intervalli ja ootab kinnitust. Kui seda ei saada, teab ta, et tema paketti ei õnnestunud edukalt vastu võtta. Seejärel ootab ta määratud ajaintervalli ja kontrollib ka kanalit, enne kui proovib uuesti oma andmepaketti saata.

Täpsemalt öeldes kasutab saatja mitmesuguseid meetodeid, et teha kindlaks, kas kanal on kasutusel, jälgides tegelike signaalide otsimist ja ka seda, kas signaale võib oodata. Seda on võimalik saavutada, sest iga edastatud pakett sisaldab väärtust, mis näitab ajavahemikku, mille jooksul edastav jaam eeldab kanali hõivamist. Seda märgivad kõik signaali vastu võtvad jaamad ja alles siis, kui see aeg on möödas, võivad nad selle edastamist kaaluda.

Kui kanal näib olevat tühikäigul, peab potentsiaalne saatjaam ootama DCF-kaadritevahelise ruumiga (DIFS) võrdset perioodi. Kui kanal on olnud aktiivne, peab ta kõigepealt ootama aega, mis koosneb DIFS-ist pluss juhusliku arvu tagurduspesa aegadest. Selle eesmärk on tagada, et kui kaks jaama ootavad saatmist, siis nad ei edasta mõlemad koos ja edastavad siis korduvalt koos.

Selleks kasutatakse aega, mis on tuntud kui võistlusaken (CW). See on juhuslik arv varupesasid. Kui saatja kavatseb edastada, et kanal muutub aktiivseks, peab ta ootama, kuni kanal vabaneb, oodates juhuslikku perioodi, kuni kanal vabaneb, kuid lubab seekord pikemat CW-d.

Ehkki süsteem toimib jaamade koosülekannet takistades hästi, on selle pääsusüsteemi kasutamise tulemus see, et kui võrgu kasutusaste on kõrge, suureneb andmete edukaks edastamiseks kuluv aeg. Selle tulemusel muutub süsteem kasutajate jaoks aeglasemaks. Seda silmas pidades ei pruugi WLAN-id pakkuda oma praegusel kujul sobivat QoS-i süsteemidele, kus on vaja reaalajas andmeedastust.


Tutvustame QoS-i

Probleemi saab lahendada, lisades süsteemi teenuse kvaliteedi, QoS-identifikaatori. Nii saavad need rakendused, kus nõutakse kõrget teenuse kvaliteeti, märgistada oma edastused ja olla ülimuslikud andmete edastamise suhtes, mis ei vaja viivitamatut edastamist ja reageerimist. Nii võib vähendada viivitus- ja värisemisandmeid selliste andmete puhul nagu VoIP ja video puhul.

QoS-identifikaatori kasutuselevõtmiseks on vaja välja töötada uus MAC-kiht ja see on tehtud standardi IEEE 802.11e alusel. Selles määratakse liiklusele enne edastamist prioriteetne tase. Neid nimetatakse kasutaja prioriteedi (UP) tasemeteks ja neid on kokku kaheksa. Kui see on tehtud, seab saatja prioriteediks kõik andmed, mida ta saatmist ootab, määrates neile ühe neljast juurdepääsukategooriast (AC).

Nõutavate funktsioonide saavutamiseks võtab uuesti välja töötatud MAC-kiht nii DCF-i kui ka PCF-i aspektid eelmistest MAC-kihtide alternatiividest ja seda nimetatakse hübriidkoordinatsioonifunktsiooniks (HCF). Selles nimetatakse DCF-i modifitseeritud elemente täiustatud hajutatud kanalipöörduseks (EDCA), PCF-i elemente aga HCF-i kontrollitud kanalipöörduseks (HCCA).


EDCA

Neist EDCA pakub mehhanismi, mille abil saab liiklust prioriseerida, kuid see jääb vaidlustel põhinevaks süsteemiks ja seetõttu ei saa see tagada kvaliteedi andmist. Seda silmas pidades on siiski võimalik, et väiksema tähtsusega andmetega saatjad võiksid siiski ennetada andmeid teiselt kõrgema tähtsusega andmetega saatjalt.

EDCA kasutamisel on kasutusele võetud uus kaadritevahelise ruumi klass Arbitration Inter Frame Space (AIFS). See valitakse nii, et mida suurem on teate prioriteet, seda lühem on AIFS ja sellega on seotud ka lühem võistlusaken. Seejärel saab saatja tavalisele kanalile juurdepääsu, kuid lühemat AIFS-i ja lühemat võistlusakent silmas pidades tähendab see, et seda suurem on võimalus kanalile juurde pääseda. Kuigi statistiliselt saab kanali tavaliselt kõrgema prioriteediga sõnum, ei ole see alati nii.


HCCA

HCCA kasutab hääletamismehhanismi abil teistsugust tehnikat. Seega võib see pakkuda garantiisid pakutava teenuse taseme kohta ja seeläbi tõelise teenuse kvaliteedi taseme. Selle abil on saatjal võimalik saada juurdepääs teatud arvu pakettide raadiokanalile ja kanal vabastatakse alles pärast nende saatmist.

Juhtimisjaama, mis on tavaliselt pöörduspunkt, nimetatakse hübriidkoordinaatoriks (HC). See võtab kanali üle kontrolli. Ehkki sellel on IFS, on sellel nn punktkoordineerimise IFS. Kuna see on lühem kui varem mainitud DIFS, saab see kanali üle alati kontrolli. Kui see on juhtimise üle võtnud, küsitleb see kõiki võrgu jaamu või saatjaid. Selleks edastab ta konkreetse kaadri, mis näitab küsitluse algust, ja küsitleb iga jaama järjest, et määrata kindlaks kõrgeim prioriteet. Seejärel võimaldab see edastada kõrgeima prioriteediga andmetega saatjat, kuigi see põhjustab madalama prioriteediga liikluse pikemaid viivitusi.

Juhtmevaba ja juhtmega ühenduvuse teemad:
Mobiilside põhitõed: 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT juhtmeta telefonid NFC - lähiväljasideNetworking alused
Naaske juhtmeta ja traadiga ühenduvuse juurde


Vaata videot: Full Bandwidth Management Parent Queue Tree Mikrotik (Jaanuar 2022).