Дуплексный режим

Режим, при котором, в отличие от полудуплексного, передача данных может производиться одновременно с приёмом данных. Иногда его называют " полнодуплексным" режимом для того, чтобы яснее показать разницу с полудуплексным. Полнодуплексный и дуплексный режим - одно и то же.

Суммарная скорость обмена информацией в данном режиме может достигать вдвое большего значения. Например, если используется технология Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, то скорость может быть близка к 200 Мбит/с (100 Мбит/с — передача и 100 Мбит/с — приём).

В качестве наглядного примера можно привести разговор двух человек по рации (симплексный режим) — когда в один момент времени человек либо говорит, либо слушает, и по телефону (полнодуплексный дуплекс) — когда человек может одновременно и говорить, и слушать.

Дуплексная связь обычно осуществляется с использованием двух каналов связи: первый канал — исходящая связь для первого устройства и входящая для второго, второй канал — исходящая для второго устройства и входящая для первого.

В ряде случаев возможна дуплексная связь с использованием одного канала связи. В этом случае устройство при приёме данных вычитает из сигнала свой отправленный сигнал, а получаемая разница является сигналом отправителя (модемная связь по телефонным проводам, GigabitEthernet).

44. Вероятностный метод доступа к среде. Технологии CSMA/CD и CSMA/CA.

Вероятностный – узел, желающий послать кадр в сеть, прослушивает линию. Если линия занята или обнаружена коллизия, то попытка передачи откладывается на некоторое время. Недостаток – неопределенное время доставки кадра.

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) – множественный доступ с прослушиванием несущей и избеганием коллизий.

Станция, которая собирается начать передачу, посылает jam signal (сигнал затора)

после продолжительного ожидания всех станций, которые могут послать jam signal, станция начинает передачу фрейма

если во время передачи станция обнаруживает jam signal от другой станции, она останавливает передачу на отрезок времени случайной длины и затем повторяет попытку

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect) – множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. В случае обнаружения коллизий отправляется jam сигнал, для того, чтобы было ясно, что сигнал испорчен, и ни кто его по ошибке не принял.

CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы. Отсюда и название «Collision Avoidance» — предотвращение коллизий (именно пакетов данных).

Детерминированный – узла получают доступ к сети в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером сети, который может быть централизованным или распределенным.

45. Детерминированный метод доступа к среде. Передача маркера.

Детерминированный – узлы получают доступ к сети в предопределенном порядке. Последовательность определяется контроллером сети, который может быть централизованным или распределенным.

Маркер - служебный пакет определенного формата, в который клиенты могут помещать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером. Рабочая станция получает полномочия на доступ к среде передачи данных при получении специального пакета-маркера. Данный метод доступа для сетей с шинной и звездной топологией

46. Распределенный режим доступа DCF.

В этом режиме реализуется метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий CSMA/CA

Вместо неэффективного в беспроводных сетях прямого распознавания коллизий по методу CSMA/CD здесь используется их косвенное выявление. Для этого каждый переданный кадр должен подтверждаться кадром положительной квитанции, посылаемым станцией назначения. Если же по истечении оговоренного тайм-аута квитанция не поступает, станция-отправитель считает, что произошла коллизия.

Режим доступа DCF требует синхронизации станций. В спецификации 802.11 эта проблема решается достаточно элегантно - временные интервалы начинают отсчитываться от момента окончания передачи очередного кадра (рис. 2.2). Это не требует передачи каких-либо специальных синхронизирующих сигналов и не ограничивает размер пакета размером слота, так как слоты принимаются во внимание только при принятии решения о начале передачи кадра.

Станция, которая хочет передать кадр, обязана предварительно прослушать среду. Стандарт IEEE 802.11 предусматривает два механизма контроля активности в канале (обнаружения несущей): физический и виртуальный. Первый механизм реализован на физическом уровне и сводится к определению уровня сигнала в антенне и сравнению его с пороговой величиной. Виртуальный механизм обнаружения несущей основан на том, что в передаваемых кадрах данных, а также в управляющих кадрах АСК и RTS/CTS содержится информация о времени, необходимом для передачи пакета (или группы пакетов) и получения подтверждения. Все устройства сети получают информацию о текущей передаче и могут определить, сколько времени канал будет занят, т.е. устройство при установлении связи сообщает всем, на какое время оно резервирует канал. Как только станция фиксирует окончание передачи кадра, она обязана отсчитать интервал времени, равный межкадровому интервалу (IFS). Если после истечения IFS среда все еще свободна, начинается отсчет слотов фиксированной длительности. Кадр можно передавать только в начале какого-либо из слотов при условии, что среда свободна. Станция выбирает для передачи слот на основании усеченного экспоненциального двоичного алгоритма отсрочки, аналогичного используемому в методе CSMA/CD. Номер слота выбирается как случайное целое число, равномерно распределенное в интервале [0, CW], где " CW" означает " Competition Window" (конкурентное окно).

47. Режим централизованного доступа PCF.

В том случае, когда в сети имеется станция, выполняющая функции точки доступа, может также применяться централизованный режим доступа PCF, обеспечивающий приоритетное обслуживание трафика. В этом случае говорят, что точка доступа играет роль арбитра среды.

Режим доступа PCF в сетях 802.11 сосуществует с режимом DCF. Оба режима координируются с помощью трех типов межкадровых интервалов

После освобождения среды каждая станция отсчитывает время простоя среды, сравнивая его с тремя значениями:

короткий межкадровый интервал (Short IFS - SIFS);

межкадровый интервал режима PCF (PIFS);

межкадровый интервал режима DCF (DIFS).

Захват среды с помощью распределенной процедуры DCF возможен только в том случае, когда среда свободна в течение времени, равного или большего, чем DIFS. То есть в качестве IFS в режиме DCF нужно использовать интервал DIFS - самый длительный период из трех возможных, что дает этому режиму самый низкий приоритет.

Межкадровый интервал SIFS имеет наименьшее значение, он служит для первоочередного захвата среды ответными CTS-кадрами или квитанциями, которые продолжают или завершают уже начавшуюся передачу кадра.

Значение межкадрового интервала PIFS больше, чем SIFS, но меньше, чем DIFS. Промежутком времени между завершением PIFS и DIFS пользуется арбитр среды. В этом промежутке он может передать специальный кадр, который говорит всем станциям, что начинается контролируемый период. Получив этот кадр, станции, которые хотели бы воспользоваться алгоритмом DCF для захвата среды, уже не могут этого сделать, они должны дожидаться окончания контролируемого периода. Его длительность объявляется в специальном кадре, но этот период может закончиться и раньше, если у станций нет чувствительного к задержкам трафика. В этом случае арбитр передает служебный кадр, после которого по истечении интервала DIFS начинает работать режим DCF.

На управляемом интервале реализуется централизованный метод доступа PCF. Арбитр выполняет процедуру опроса, чтобы по очереди предоставить каждой такой станции право на использование среды, направляя ей специальный кадр. Станция, получив такой кадр, может ответить другим кадром, который подтверждает прием специального кадра и одновременно передает данные (либо по адресу арбитра для транзитной передачи, либо непосредственно станции).

Для того чтобы какая-то доля среды всегда доставалась асинхронному трафику, длительность контролируемого периода ограничена. После его окончания арбитр передает соответствующий кадр и начинается неконтролируемый период.

Каждая станция может работать в режиме PCF, для этого она должна подписаться на данную услугу при присоединении к сети.

48. Потенциальные коды NRZ, AMI, NRZI. Избыточный код 4B5B.

Код NRZ (Non Return to Zero) - без возврата к нулю - это простейший двухуровневый код. Нулю соответствует нижний уровень, единице - верхний. Информационные переходы происходят на границе битов.

Вариант кода NRZI (Non Return to Zero Inverted) - соответствует обратной полярности. При передачи 0 передается потенциал установившегося на предыдущем такте, а 1 инверсией.

- много нулей

+ в среднем требуется меньше изменений сигнала

AMI биполярное кодирование с альтернативной инверсией

Применяются 3 потенциала -, +, 0

Для 0 используется 0 потенциал

Для 1 либо + либо -.

Избыточные коды 4В15В

4 бита кодируются 5 битами

0 0000 11110

1 0001 10010

2 0010 10100

3 0011 10101

Q 00000 Quiet

I 11111 Idle

+ - отсутствие постоянной составляющей

- - снижение пропускной способности