Процесс выработки стандарта 802.11e может показаться долгим, но дело того стоит

По мере того как пользователи начинают оценивать удобство беспроводных соединений, они все чаще хотят получить поддержку тех же приложений, что работают в современных кабельных сетях. Поскольку по показателям готовности полосы пропускания беспроводные соединения уступают кабельным, качество обслуживания (QoS) в сетях 802.11 приобретает все большее значение.

Спецификация 802.11e предлагается группой IEEE как стандарт для определения механизмов качества обслуживания в беспроводных системах, которые обеспечивают поддержку приложений, чувствительных к полосе пропускания (например, осуществляющих передачу голоса и видео).

Первоначально MAC-протокол 802.11 включал два метода доступа. Первый, DCF (Distributed Coordination Function), базируется на технологии CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Станция ожидает отсутствия активности в сети в течение некоторого промежутка времени, после чего начинает передавать данные и детектировать коллизии. В режиме DCF обеспечивается координация передаваемого трафика, но при этом не поддерживается ни один из типов реализации приоритетного доступа.

Дополнительный второй режим, PCF (Point Coordination Function), был введен с целью поддержки передачи потоковых данных. В этом режиме точки доступа периодически передают так называемые сигнальные кадры с параметрами идентификации и управления, специфическими для конкретной беспроводной сети.

Промежутки между посылкой сигнальных кадров PCF разделяет на периоды конкурентного (contention) и свободного от конкуренции (contention-free) опроса. Станция может передавать данные в период свободного от конкуренции опроса. PCF не пользуется особой популярностью, поскольку время передачи данных в этом режиме непредсказуемо.

Поскольку в DCF и PCF не делается различий между типами или источниками трафика, в IEEE предложили внести в стандарт 802.11e для обоих этих режимов усовершенствования, позволяющие поддержать заданный уровень качества обслуживания. Вносимые изменения позволят выполнить критически важные требования к обслуживанию сетевого трафика и при этом сохранить обратную совместимость с существующими стандартами 802.11.

Предлагаемые усовершенствования к DCF — Enhanced Distribution Coordination Function (EDCF) — реализуют концепцию категоризации трафика. Каждая станция может обрабатывать восемь категорий трафика, каждой из которых присвоен свой приоритет. В режиме EDCF станции опять-таки пытаются передавать данные после обнаружения отсутствия активности в сети — по истечении периода времени, определенного соответствующей категорией трафика и получившего название Arbitration Interframe Space (AIFS). Для трафика с более высоким приоритетом AIFS, естественно, короче, чем для трафика с более низким приоритетом. Таким образом, трафику с более низким приоритетом приходится ждать дольше прежде, чем будет сделана попытка получить доступ к сетевой среде.

Чтобы избежать коллизий в пределах одной и той же категории трафика, станции отсчитывают некое дополнительное случайное число промежутков времени, образующих окна разрешения конфликтов, прежде чем предпринимают попытку передать данные. Если другая станция начинает передачу до окончания этого отсчета, первая станция ждет следующего периода отсутствия активности, после чего продолжает обратный отсчет заданного числа временных слотов с того места, где он был прерван. Никакие гарантии обслуживания при этом не предоставляются. EDCF устанавливает вероятностный механизм приоритетов, чтобы резервировать полосу пропускания на основе категоризации трафика.

Для PCF в стандарте 802.11e предлагается расширение под названием HCF (Hybrid Coordination Function). Гибридный контроллер опрашивает станции в периоды свободного от конкуренции опроса. В результате станция получает конкретное время начала передачи данных и ее максимальную длительность.

EDCF, по-видимому, завоюет популярность раньше, чем HCF. Стандарт 802.11e будет ратифицирован не ранее весны следующего года или даже позже. В свою очередь, группа производителей предлагает спецификацию Wireless Multimedia Enhancements (WME), которая во многом так же, как и в случае с Wi-Fi Protected Access, представляет собой промежуточное решение — на сей раз позволяющее обеспечить качество обслуживания в сетях 802.11.

Отсутствие стандарта повышает риск распространения на рынке неинтероперабельных механизмов, что мешает достижению общих целей, поставленных при разработке 802.11e. Задача WME — предложить четко определенный и приемлемый механизм поддержки качества обслуживания в системах 802.11, который воспрепятствует распространению неинтероперабельных методов в ожидании ратификации стандарта 802.11e.

Процесс выработки окончательного стандарта может показаться слишком долгим, но дело того стоит. Стандарт IEEE 802.11e позволит решить многие проблемы, связанные с обеспечением качества обслуживания.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями