Функція централізованої координації PCF

Розглянутий механізм розподіленої координації DCF є базовим для протоколів IEEE 802.11 і може використовуватися як у бездротових мережах класу Ad Hoc, так і в мережах класу Infrastructure Mode, тобто в мережах, інфраструктура яких припускає точку доступу. Однак такий метод доступу не завжди забезпечує оптимальні параметри передачі – мінімальну затримку чекання доступу і максимальну пропускну здатність каналу.

Для мереж класу Infrastructure Mode використовується механізм регламентування колективного доступу, відомий як функція централізованої координації PCF. У методі PCF для доступу до каналу передачі потрібна точка доступу, що робить опитування окремих вузлів.

У випадку використання механізму PCF один з вузлів мережі (точка доступу) є центральним і називається центром координації (PC, Point Coordinator). На центр координації покладається задача керування колективним доступом всіх інших вузлів мережі до середовища передачі даних на основі визначеного алгоритму опитування або виходячи з пріоритетів вузлів мережі. Тобто центр координації опитує усі вузли мережі, занесені в його список, і на підставі цього опитування організує передачу даних між усіма вузлами мережі. Важливо, що такий підхід цілком виключає конкуруючий доступ до середовища, як у випадку механізму DCF, і унеможливлює виникнення колізій, а для додатків реального часу гарантує пріоритетний доступ до середовища. Таким чином, PCF може використовуватися для організації пріоритетного доступу до середовища передачі даних.

Функція централізованої координації не заперечує функцію розподіленої координації, а скоріше, доповнює її. Фактично в мережах з механізмом PCF реалізується як механізм PCF, так і традиційний механізм DCF. Протягом визначеного проміжку часу реалізується механізм PCF, потім – DCF, а потім усе повторюється заново.

Для того щоб мати можливість чергувати режими PCF і DCF, необхідно, щоб точка доступу, що виконує функції центра координації і реалізує режим PCF, мала б пріоритетний доступ до середовища передачі даних. Це можна зробити, якщо використовувати конкурентний доступ до середовища передачі даних (як і в методі DCF), але для центра координації дозволити використовувати проміжок чекання, менший DIFS. У цьому випадку якщо центр координації намагається одержати доступ до середовища, то він очікує (як і всі інші вузли мережі) закінчення поточної передачі і, оскільки для нього визначається мінімальний режим чекання після виявлення «тиші» в ефірі, першим одержує доступ до середовища. Проміжок чекання, обумовлений для центра координації, називається PIFS (PCF Interframe Space), причому SIFS < PIFS < DIFS.

Режими DCF і PCF поєднуються в так званому суперфреймі, що утвориться з проміжку бесконкурентного доступу до середовища, називаного CFP (Contention-Free Period), і наступного за ним проміжку конкурентного доступу до середовища CP (Contention Period) (рис. 5.10).

Суперфрейм починається з “кадра-маячка” (beacon), одержавши який усі вузли мережі припиняють спроби передавати дані на час, обумовлений періодом CFP. Кадри маячки несуть службову інформацію про тривалість CFP-проміжку і дозволяють синхронізувати роботу усіх вузлів мережі.

Під час режиму PCF точка доступу опитує усі вузли мережі про кадри, що стоять у черзі на передачу, посилаючи їм службові кадри CF_POLL.

Рис. 5.10. Об'єднання режимів PCF і DCF в одному суперфреймі

Опитувані вузли у відповідь на одержання кадрів CF_POLL посилають підтвердження СF_ACK. Якщо підтвердження не отримано, то точка доступу переходить до опитування наступного вузла.

Крім того, щоб мати можливість організувати передачу даних між усіма вузлами мережі, точка доступу може передавати кадр даних (DATA) і сполучати кадр опитування з передачею даних (кадр DATA+CF_POLL). Аналогічно вузли мережі можуть сполучати кадри підтвердження з передачею даних DATA+CF_ACK (рис. 5.11).

Рис. 5.11. Організація передачі даних між вузлами мережі в режимі PCF

Допускаються наступні типи кадрів під час режиму PCF:

· DATA – кадр даних;

· CF_ACK – кадр підтвердження;

· CF_POLL – кадр опитування;

· DATA+CF_ACK – комбінований кадр даних і підтвердження;

· DATA+CF_POLL – комбінований кадр даних і опитування;

· DATA+CF_ACK+CF_POLL – комбінований кадр даних, підтвердження й опитування;

· CF_ACK+CF_POLL – комбінований кадр підтвердження й опитування.