Luftbrücken

QoS nach IEEE 802.11e

Im IEEE-Standard 802.11 wurde nur ein grundlegendes MAC-Verfahren sowie physikalisches Zugriffsverfahren beschrieben. Schnell wurde jedoch klar, dass wichtige Funktionalitäten im MAC-Layer fehlten. Darum rief die IEEE neue Arbeitsgruppen ins Leben, die den Auftrag hatten, die mangelhaften QoS-Eigenschaften durch die Standarderweiterung IEEE 802.11e zu beheben.

Der MAC-Layer besteht aus einer Distributed-Coordination-Function (DCF) und einer Point-Coordination-Function (PCF). Die Implementierung der DCF ist für alle Stationen zwingend vorgeschrieben, die Implementierung der PCF ist jedoch optional.

Der Medienzugriff wird in beiden Fällen hauptsächlich durch den Einsatz unterschiedlicher Interframe-Spaces (IFS) koordiniert. Unter einem IFS versteht man eine Wartezeit zwischen dem Ende eines Frames und dem Beginn eines neuen Frames auf dem Medium. Durch die verschiedenen Längen der IFSs kann eine Priorisierung von einzelnen Stationen oder Datenübertragungen erfolgen. Auf diese Weise kann zum Beispiel sicher gestellt werden, dass Kontrollnachrichten generell mit höherer Priorität als Nutzdaten übertragen werden können.

Der DCF-Mechanismus (Distributed-Coordination-Function) ist die Basis für die WLAN-Kommunikation. DCF erlaubt den gemeinsamen Zugriff auf das Shared-Medium Luft durch den Einsatz eines CSMA/CA-Verfahrens (Carrier-Sense-Multiple-Access/Collision-Avoidance). Dabei hören die WLAN-Stationen das Medium ab, bevor sie mit der Übertragung beginnen. Sobald das Medium als frei erkannt worden ist, warten die Stationen vor dem Senden eine zufällige Zeit ab. Auf diese Weise wird verhindert, dass alle Stationen gleichzeitig einen Sendeversuch starten, nachdem sie das Medium wieder als frei erkannt haben. Durch den Austausch von RTS/CTS-Paketen (Ready-To-Send/Clear-To-Send) soll das Risiko einer Kollision zusätzlich verringert werden.

Im DCF-Verfahren (Distributed-Coordination-Function) sind alle Stationen dazu angehalten, Pakete, welche direkt an sie adressiert waren (Unicast), unverzüglich mit einem ACK zu bestätigen. Erhält ein Sender keine Bestätigung auf ein versendetes Paket, so wird versucht, das gleiche Paket erneut zu übertragen. Dies geschieht unabhängig davon, ob das versendete Paket nicht beim Empfänger angekommen ist oder die Übertragung des ACK fehlerhaft war. Im zweiten Fall muss die MAC-Schicht des Empfängers das Paket als Duplikat erkennen und entsprechend behandeln.

1. Luftbrücken
2. Qualitätssicherung auf Ebene 3
3. Luftbrücken (Fortsetzung)
4. QoS nach IEEE 802.11e
5. Interframe-Spaces
6. Contention-Window
7. Erweiterungen durch IEEE 802.11e
8. Wireless-Multimedia
9. Arbitration-Interframe-Space
10. Prof. Dr. Bernhard G. Stütz,