Wireless LAN-Standard IEEE 802.11b – MAC, DCF & Spacing

Distributed Coordination Function DCF

Die DCF ist das primäre Zugangsverfahren für die Steuerung des wechselseitig ausgeschlossenen Zugangs auf das gemeinsam von Stationen und APs mit kompatiblen Netzwerk Interface-Karten zu benutzende Übertragungsmedium.

Wie schon mehrfach angedeutet, ist ein direktes Carrier Sensing während der eigenen Sendung wie bei drahtgebundenem Ethernet nicht möglich. Nichtsdestotrotz sind die PHY-Schichtenimplementierungen in der Lage, zu entschieden, ob der Kanal frei oder belegt ist, nur eben nicht während der eigenen Sendung. Bei einer trägergebundenen modulierten Übertragung, wie sie ja nunmehr bei den drahtlosen Netzen vorliegt, hat auch endlich der Begriff „Carrier Sensing“, also Erspüren des Trägers bzw. der Trägerschwingung, wieder einen Sinn. Bei den drahtgebundenen Ethernets wurde der Begriff immer verwendet, ohne dass es einen Träger im eigentlichen Sinne gab. Das kommt daher, weil der Urvater aller Ethernet-Systeme, das ALOHA System der Universität Hawaii, ebenfalls drahtlos war. Die Drähte sind sozusagen bei Ethernet erst im Palo Alto Research Center hinzugekommen.

Die PHY ist also in der Lage, einen Parameter zu erzeugen, dessen Auswertung der MAC Aufschluss darüber gibt, ob der Übertragungskanal nun von der Sendung einer anderen Station belegt ist oder nicht. Die Instanz in der PHY, die diesen Parameter neben anderen Steuerungsfunktionen bereitstellt, heißt PHY-Steuerung. Dementsprechend heißt die Stelle in der MAC, die diesen Parameter nutzt und weitere Steuerungsfunktionen bereitstellt, MAC-Steuerung.

Die MAC-Steuerung führt das Carrier Sense Protokoll auf der Grundlage des von der PHY gemeldeten Zustands des Mediums aus, der im Standard auch als virtueller Carrier bezeichnet wird. Die MAC Steuerung wertet dazu die Reservierungsinformation, die man im „Duration“-Feld aller Frames findet, aus. Diese Information zeigt allen anderen Stationen die bevorstehende Nutzung des Mediums durch eine bestimmte Station an. Die MAC-Coordination beobachtet das Duration-Feld in allen MAC-Frames und platziert diese Information in den Netzwerk-Allocation-Vector, NAV, dieser Station, wenn der Wert größer als der aktuelle NAV Wert ist.

Der NAV arbeitet wie ein Timer und beginnt mit einem Wert gleich dem Wert des Duration Feldes der letzten Frame Übertragung, die auf dem Medium mitgehört wurde, und zählt dann auf Null herunter. Wenn NAV den Wert Null hat, darf die Station senden, wenn die PHY anzeigt, dass der Kanal nicht belegt ist.

Die PHY-Kontrolle und NAV enthalten genügend Information auf deren Grundlage die MAC den Status des Kanals bestimmen kann. So kann z.B. von der PHY die Meldung kommen, dass auf dem Übertragungsmedium keinerlei Übertragungen stattfinden, aber NAV kann anzeigen, dass eine frühere Frame-Übertragung einen Wert im anwendbaren Duration Feld hatte, der die Übertragung für eine gewisse Zeit aussetzt. In diesem Fall muss die MAC die Übertragung zurückhalten, bis die Duration Periode abläuft. Wenn der Kanal dann belegt ist, durchläuft das MAC-Protokoll einen Backoff-Algorithmus.

weiter mit: Kollisionsvermeidung mit CSMA/CA

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