Announcement

**sát thủ đẹp trai** · 14-07-2007, 12:02 PM

1.2. Tổng quan về mạng không dây:
Mạng không dây có rất nhiều điểm thuận tiện, cho dù sử dụng các giao thức nào hay thậm chí là bất kì loại dữ liệu nào cũng được truyền tải.
Tiện ích rõ ràng nhất của mạng không dây đó là tính di động, người sử dụng mạng không dây có thể kết nối đến mạng hiện đang tồn tại và sau đó sẽ được phép di chuyển tự do. Người sử dụng điện thoại di động có thể di chuyển trong quá trình đàm thoại vì điện thoại kết nối với người dùng thông qua tổng đài. Ban đầu chi phí cho điện thoại di động là cao, những phí tổn đó hạn chế việc sử dụng nó vào công việc mang tính di chuyển cao như quản lý bán hàng và những người ra quyết định hành pháp quan trọng cần đưa ra những thông báo ngay tức thì mà không quan tâm đến vị trí của họ.
Cơ sở hạ tầng của một mạng không dây về mặt định tính thì khi kết nối một hay nhiều người dùng là như nhau, để cung cấp dịch vụ cho một khu vực được chỉ định sẵn cần dựa vào trạm thu phát (station) và anten đặt tại đó. Thêm một người dùng vào một mạng không dây thì vấn đề chủ yếu là cấp phép, với hạ tầng đã được dựng sẵn thì phải được cấu hình để nhận biết và cung cấp dịch vụ cho người dùng mới, nhưng việc cấp phép không yêu cầu thêm về mặt hạ tầng. Thêm một người dùng nghĩa là cấu hình cơ sở hạ tầng nhưng không bao gồm những việc như lắp đặt cáp, sắp xếp thiết bị và nối jack.
Thiết bị không dây bị ràng buộc phải hoạt động trong dải tần số nhất định, mỗi dải có một băng thông tương ứng thể hiện không gian tần số trong dải. Băng thông có ý nghĩa như là tiêu chuẩn đánh giá dung lượng dữ liệu trong một liên kết. Toán học, lý thuyết thông tin và xử lý tín hiệu đã chỉ ra rằng băng thông cao có thể truyền được nhiều thông tin hơn. Ví dụ: kênh điện thoại di động tương tự yêu cầu băng thông 20kHz, tín hiệu truyền hình phức tạp hơn và băng thông lớn hơn tương ứng là 6MHz.
1.2.1. Các chuẩn của IEEE 802.x về mạng:
Tất cả những mạng trong chuẩn 802.x đều bao gồm thành phần MAC và PHY:
- MAC: tập các quy tắc xác định giao thức truy cập môi trường và truyền nhận dữ liệu.
- PHY: chi tiết thông tin về giao thức truyền và nhận dữ liệu.
802.11 chỉ là một lớp liên kết có thể sử dụng đóng gói LLC (802.2), đặc tả 802.11 bao gồm 802.11 MAC và hai lớp PHY: lớp vật lý FHSS và lớp liên kết DSSS:
- 802.11b: đặc tả lớp trải phổ chuỗi trực tiếp tốc độ cao (HR/DSSS).
- 802.11a: đặc tả lớp vật lý dựa trên ghép kênh phân tần số trực giao (OFDM).
- 802.11g: là lớp vật lý mới nhất cung cấp tốc độ cao hơn thông qua sử dụng OFDM nhưng có thể tương thích ngược với 802.11b.
Khi cùng tồn tại người sử dụng 802.11b và 802.11g tại cùng một điểm truy cập thì đòi hỏi thêm giao thức ở trên và giảm tốc độ tối đa của người dùng 802.11g.
Việc sử dụng sóng vô tuyến như lớp vật lý đòi hỏi một lớp PHY tương đối phức tạp. 802.11 chia lớp PHY thành hai thành phần môi trường vật lý chung:
- PLCP (Physical Layer Convergence Procedure: thủ tục hội tụ lớp vật lý): ánh xạ các khung dữ liệu MAC lên môi trường.
- PMD (Physical Medium Dependent system: hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý): truyền các khung dữ liệu trên.
1.2.2. Các thành phần cơ bản của mạng không dây:
Mạng không dây bao gồm 4 thành phần chính sau:
- Stations (các máy trạm): các mạng được xây dựng để truyền dữ liệu giữa các trạm, station là các thiết bị tính toán có giao tiếp mạng không dây, điển hình như các máy tính để bàn hay máy tính xách tay sử dụng pin. Trong một số môi trường, mạng không dây được sử dụng nhằm tránh phải kéo cáp mới và các máy để bàn được kết nối với mạng LAN không dây. Những khu vực lớn hơn cũng có lợi khi sử dụng mạng không dây như xưởng sản xuất sử dụng mạng cục bộ không dây để kết nối các bộ phận. 802.11 nhanh chóng trở thành chuẩn thực tế để liên kết những người sử dụng thiết bị điện tử với nhau.
- Access points (các điểm truy cập): các khung dữ liệu trên mạng 802.11 phải được chuyển thành dạng khung dữ liệu khác để phân phối trong các mạng khác. Thiết bị được gọi là điểm truy cập thể hiện các chức năng chuyển đổi từ không dây sang có dây (điểm truy cập bao gồm nhiều chức năng khác nhau, nhưng thực hiện chuyển đổi là chức năng quan trọng nhất). Các chức năng điểm truy cập được đặt tại những thiết bị độc lập.Tuy nhiên, nhiều sản phẩm mới hơn tích hợp các giao thức 802.11 vào hai loại access point cấp thấp (thin access point) và bộ điều khiển access point (access point Controller).
- Wireless medium (môi trường không dây): để chuyển các khung dữ liệu từ trạm này sang trạm khác trong môi trường không dây, người ta xây dựng nhiều chuẩn vật lý khác nhau. Nhiều lớp vật lý được phát triển để hỗ trợ 802.11 MAC, lớp vật lý vô tuyến (radio frequency) và lớp vật lý hồng ngoại được chuẩn hóa.
- Distribution system (hệ thống phân tán): Khi các điểm truy cập được kết nối với nhau trong một khu vực, chúng phải liên lạc với nhau để kiểm soát quá trình di chuyển của các thiết bị di động. Hệ thống phân tán là một thành phần logic của 802.11 được dùng để chuyển các khung dữ liệu đến đích. 802.11 không yêu cầu bất cứ kỹ thuật riêng biệt nào cho hệ thống phân tán. Đối với hầu hết các sản phẩm thương mại, hệ thống phân tán bao gồm các phần tử chuyển đổi và môi trường hoạt động phân tán, chính là mạng đường trục được dùng để chuyển tiếp khung dữ liệu giữa các điểm truy cập. Trong các sản phẩm thương mại chiếm lĩnh thị trường thì Ethernet được sử dụng làm mạng đường trục chính.
1.2.3. Các dạng mạng không dây:
a, IBSS (Independent Basic Service Set):Tập dịch vụ cơ sở độc lập
Một IBSS là một nhóm các trạm 802.11 liên lạc trực tiếp (thấy nhau theo nghĩa quang học) với nhau và như vậy chỉ liên lạc được trong khoảng thấy nhau, IBSS còn được đề cập đến như là một mạng ad-hoc bởi vì về cơ bản thì nó là một mạng không dây peer-to-peer (ngang hàng). Mạng không dây nhỏ nhất có thể là một IBSS với hai trạm.
Đặc biệt, IBSS được xem là một số ít các trạm được thiết lập cho những mục đích cụ thể và tồn tại trong thời gian ngắn. Một ứng dụng thường gặp là xây dựng mạng có thời gian sống ngắn để phục vụ cho hội nghị.
b, BSS (Basic Service Set):Tập dịch vụ cơ sở
BSS là một nhóm các trạm thu phát truyền thông với nhau hay còn gọi là một Infrastructure BSS. Infrastructure BSS có điểm khác biệt với IBSS là sử dụng một Access Point (access point). access point là điểm trung tâm trong quá trình truyền thông giữa các trạm trong Infrastructure BSS, các trạm client (khách) không liên lạc trực tiếp với nhau mà chúng liên lạc với nhau qua access point và access point chuyển tiếp (forward) các khung dữ liệu đến trạm đích. Khi đó khu vực dịch vụ cơ bản (basic service area) tương ứng với một Infrastructure BSS được định nghĩa là những điểm mà tại đó có thể nhận được tín hiệu vô tuyến từ access point. Access point có thể được trang bị một cổng uplink (hướng lên) để kết nối BSS đến một mạng có dây (ví dụ như Ethernet uplink).
Mặc dù truyền nhiều chặng, yêu cầu nhiều đường truyền hơn truyền trực tiếp song nó có hai thuận lợi chính:
- Một Infrastructure BSS được định nghĩa bằng khoảng cách từ access point, tất cảc các trạm di động được yêu cầu nằm trong khoảng đến được của access point nhưng không hạn chế vị trí nào trong khoảng từ access point đến chính trạm đó. Truyền trực tiếp giữa các trạm di động sẽ tiết kiệm được đường truyền nhưng tăng chi phí do tăng sự phức tạp của lớp vật lý vì các trạm di động sẽ cần phải duy trì kết nối với tất cả các trạm khác trong khu vực dịch vụ.
- Access point trong mạng Infrastructure BSS nằm ở vị trí hỗ trợ các trạm tiết kiệm nguồn điện cao nhất. access point có thể kiểm soát một trạm vào chế độ tiết kiệm nguồn và đệm các khung dữ liệu. Các trạm hoạt động dựa trên pin (battery-operated station) có thể bật tắt bộ thu phát không dây chỉ để truyền và truy lục các khung dữ liệu được đệm từ access point.
c, ESS (Extended Service Set): Tập dịch vụ mở rộng
BSS có thể sử dụng trong văn phòng nhỏ hoặc gia đình nhưng không thể sử dụng trong khu vực lớn. 802.11 cho phép xây dựng mạng không dây kích thước lớn bằng cách liên kết các BSS vào một ESS. Các BSS kết nối với nhau vào một mạng đường trục tạo thành một ESS. Tất cả các access point trong ESS được gán cùng giá trị nhận dạng dịch vụ (SSID: Same Service Identifier – định danh tập dịch vụ).
802.11 không đặc tả một kỹ thuật đường trục đặc biệt, nó chỉ yêu cầu mạng đường trục cung cấp một tập các dịch vụ cụ thể.
Các trạm trong cùng ESS có thể liên lạc với nhau thậm chí các trạm này có thể ở những khu vực dịch vụ khác nhau và thậm chí có thể di chuyển giữa các khu vực này với nhau. Để các trạm trong ESS liên lạc với nhau, môi trường không dây phải hoạt động như một kết nối lớp 2 riêng lẻ. access point hoạt động như các Bridge vì vậy truyền thông trực tiếp giữa các trạm trong một ESS yêu cầu mạng đường trục giống như là kết nối lớp 2. Các access point thế hệ thứ nhất (First_Generation) yêu cầu các kết nối lớp 2 trực tiếp thông qua các Hub hay các mạng cục bộ ảo, các thiết bị mới thể hiện rất nhiều kỹ thuật đường hầm để mô phỏng môi trường lớp 2.

**sát thủ đẹp trai** · 18-07-2007, 12:58 PM

1.3. Các hoạt động cơ bản của mạng không dây:
802.11 được thiết kế là các giao thức từ lớp liên kết đến lớp cao hơn, việc quản trị mạng cũng tương tự như quản trị Ethernet.
Những thành phần chính hiện diện trong Ethernet cũng hiện diện trong 802.11: các trạm được xác định bởi 48 bit địa chỉ MAC IEEE 802 , tương tự các khung dữ liệu được truyền dựa trên địa chỉ MAC. Sự thu phát các khung dữ liệu là không đáng tin cậy dù 802.11 kết hợp chặt chẽ với những kỹ thuật tin cậy khác để khắc phục những nhược điểm thừa kế từ kênh vô tuyến mà nó sử dụng. Cũng tương tự như với Ethernet nhưng thực hiện quản trị mạng 802.11 ở mức độ sâu hơn, 802.11 cung cấp tính di động ở lớp MAC.
Các dịch vụ được phân thành 2 loại dịch vụ chính:
- Các dịch vụ tại trạm (Station Services): các dịch vụ tại trạm là một phần của mỗi trạm 802.11 và phải được kết hợp với các thiết bị đòi hỏi chuẩn 802.11. Các dịch vụ tại trạm được cung cấp bởi cả các trạm di động và các giao tiếp không dây trên các access point. Các trạm cung cấp các dịch vụ truyền khung dữ liệu cho phép truyền thông điệp và chúng có thể cần sử dụng các dịch vụ chứng thực để tạo các kết hợp/kết nối (association). Các trạm cũng tận dụng các chức năng bảo mật để bảo vệ các thông điệp khi chúng di chuyển qua các liên kết không dây không an toàn.
- Các dịch vụ hệ thống phân tán (Distribution System Services): các dịch vụ hệ thống phân tán kết nối các access point vào hệ thống phân tán. Vai trò chính của các access point là mở rộng các dịch vụ trong mạng có dây ra mạng không dây bằng cách cung cấp các dịch vụ phân tán và tích hợp cho mạng không dây. Quản lý việc kết hợp các trạm di động là một vai trò chính khác của hệ thống phân tán. Để duy trì thông tin dữ liệu kết hợp và vị trí các trạm, hệ thống phân tán sử dụng các dịch vụ kết hợp, tái kết hợp và phân ly.
Các dịch vụ mạng không dây được trình bày trong bảng tóm tắt dưới đây:

**sát thủ đẹp trai** · 18-07-2007, 01:23 PM

Chương 2:
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ SÓNG VÔ TUYẾN

2.1. Sóng vô tuyến (radio frequency):
Các tần số sóng vô tuyến là tín hiệu dòng điện xoay chiều tần số cao được truyền qua dây dẫn đồng và sau đó truyền ra không khí qua anten. Anten chuyển đổi tín hiệu nối dây thành tín hiệu không dây và ngược lại. Khi tín hiệu dòng điện xoay chiều tần số cao được truyền ra không khí, nó được thể hiện dưới dạng sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến truyền từ nguồn (anten) theo đường thẳng đến mọi hướng cùng lúc.
2.2. Đặc tính của sóng vô tuyến:
Sóng vô tuyến dường như hoạt động thất thường và không nhất quán trong một trường hợp cụ thể nào đó. Những vật nhỏ như đầu nối không đủ chặt hoặc trở kháng các thiết bị không tương thích với nhau cũng có thể gây nên những biến đổi thất thường và kết quả không như mong đợi.
2.2.1. Độ khuếch đại (gain):
Độ khuếch đại là thuật ngữ được sử dụng để mô tả sự gia tăng biên độ của tín hiệu sóng vô tuyến. Độ khuếch đại thường là một tiến trình chủ động, nghĩa là một nguồn công suất bên ngoài như bộ khuếch đại sóng vô tuyến được sử dụng để mở rộng tín hiệu hoặc một anten độ khuếch đại cao được sử dụng để tập trung chùm tín hiệu nhằm gia tăng biên độ tín hiệu.
Tuy nhiên, các tiến trình thụ động cũng có thể dẫn đến độ khuếch đại. Ví dụ: tín hiện sóng vô tuyến bị phản xạ có thể kết hợp với các tín hiệu chính để gia tăng cường độ của tín hiệu chính. Gia tăng cường độ tín hiệu vô tuyến có thể mang lại kết quả tích cực hoặc tiêu cực. Thường thì công suất phát càng lớn càng tốt, nhưng trường hợp trạm truyền phát ra nguồn công suất rất gần với giới hạn công suất hợp pháp thì việc tăng thêm công suất phát có thể gây ra những hậu quả không lường.

H2.1: Độ khuếch đại

2.2.2. Sự suy hao (loss):
Sự suy hao miêu tả độ suy giảm cường độ tín hiệu. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến suy hao tín hiệu vô tuyến, cả trong lúc tín hiệu vẫn còn trong cáp như tín hiệu dòng xoay chiều tần số cao và cả khi tín hiệu được truyền như sóng vô tuyến qua không khí bởi anten.
Trở kháng của cáp và đầu nối gây nên sự suy hao tín hiệu vì phải chuyển đổi tín hiệu xoay chiều sang nhiệt. Trở kháng không tương thích giữa cáp và đầu nối cũng có thể gây nên năng lượng phản xạ ngược trở lại nguồn phát, gây ra suy giảm tín hiệu.
Các đối tượng nằm trên đường truyền của sóng được phát có thể gây nên sự hấp thụ, phản xạ hoặc làm mất hoàn toàn tín hiệu vô tuyến. Sự suy hao có thể bị xen vào mạch một cách chủ động bằng các bộ suy hao tín hiệu. Các bộ làm suy hao tín hiệu là các điện trở chuyển đổi dòng xoay chiều tần số cao sang nhiệt nhằm làm suy giảm biên độ tín hiệu tại điểm đó trên mạch điện.
H2.2: Sự suy hao

Việc đánh giá và bù đắp tổn hao tín hiệu tại một kết nối vô tuyến hoặc một mạch là vấn đề quan trọng vì sóng vô tuyến có ngưỡng độ nhạy sóng. Ngưỡng độ nhạy sóng được định nghĩa là điểm mà tại đó sóng vô tuyến có thể phân biệt rõ ràng một tín hiệu từ nhiễu nền. Vì độ nhạy của trạm nhận là có giới hạn, vì vậy trạm truyền phải truyền một tín hiệu có biên độ đủ lớn để có thể nhận biết được ở nơi nhận. Nếu xảy ra suy hao tín hiệu giữa trạm truyền và trạm nhận, có thể loại bỏ những đối tượng gây ra suy hao hoặc gia tăng công suất truyền.
2.2.3. Sự phản xạ (reflection):
Sự phản xạ xảy ra khi sóng điện từ đang truyền tác động đến một đối tượng có kích thước lớn so với bước sóng của sóng được truyền. Sự phản xạ xảy ra từ bề mặt trái đất, các tòa nhà, tường và từ nhiều vật cản khác. Nếu bề mặt trơn phẳng thì tín hiệu bị phản xạ vẫn không bị ảnh hưởng mặc dù vẫn bị suy hao do sự hấp thụ và tán xạ.
H2.3: Sự phản xạ

Sự phản xạ tín hiệu có thể gây nên nhiều vấn đề nghiêm trọng cho mạng không dây. Sự phản xạ của tín hiệu chính từ các đối tượng trong khu vực truyền gây ra hiện tượng đa đường (multipath). Hiện tượng đa đường có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi nghiêm trọng cho mạng không dây, như làm suy giảm hoặc là từ chối tín hiệu chính và gây ra những lỗ hổng (hole) hay khe hở (gap) trong vùng phủ sóng vô tuyến. Những bề mặt như mặt hồ, mái kim loại, rèm hay cửa kim loại và các vật cản khác có thể gây ra phản xạ, theo sau đó là hiện tượng đa đường.

**sát thủ đẹp trai** · 18-07-2007, 01:24 PM

2.2.4. Sự khúc xạ (refraction):
Sự khúc xạ mô tả những đường gấp khúc của sóng vô tuyến khi chúng đi qua môi trường có chiết suất khác nhau. Khi sóng vô tuyến đi qua môi trường có chiết suất lớn hơn sóng sẽ bị bẻ gãy như là thay đổi hướng đi. Khi đi qua môi trường như vậy, sóng có thể bị phản xạ trở lại theo hướng tín hiệu được mong đợi, hoặc có thể thay đổi sang hướng khác.
H2.4: Sự khúc xạ

Sự khúc xạ có thể trở thành vấn đề lớn đối với các liên kết vô tuyến có khoảng cách lớn. Khi điều kiện môi trường thay đổi, sóng vô tuyến có thể thay đổi hướng, đi chệch hướng với đích mong muốn.
2.2.5. Sự nhiễu xạ (diffraction):
Sự nhiễu xạ xảy ra khi đường sóng vô tuyến giữa trạm truyền và trạm nhận bị che khuất bởi bề mặt không bằng phẳng. Với tần số cao, sự nhiễu xạ giống như khúc xạ, tùy thuộc vào dạng hình học của đối tượng che khuất và biên độ, pha và độ phân cực của sóng tại điểm xảy ra nhiễu xạ.
H2.5: Sự nhiễu xạ

Nhiễu xạ thường không rõ ràng và dễ nhầm lẫn với khúc xạ. Nhiễu xạ mô tả sóng bị uốn cong quanh vật cản trong khi khúc xạ mô tả sóng đổi hướng đi qua môi trường.
Nhiễu xạ là sự chậm lại của sóng vô tuyến trước điểm mà tại đó sóng gặp phải chướng ngại vật, trong khi những phần còn lại của sóng không bị cản tiếp tục duy trì tốc độ như tốc độ truyền sóng. Nhiễu xạ là kết quả của sự xoay chiều hay uốn cong của sóng quanh vật cản.
2.2.6. Sự tán xạ (scattering):
Sự tán xạ xảy ra khi môi trường truyền dẫn mà sóng đi qua tồn tại các đối tượng có kích thước nhỏ hơn bước sóng của tín hiệu và số lượng các vật cản trên một đơn vị thể tích là lớn. Sóng bị tán xạ xuất phát từ các bề mặt gồ ghề, các đối tượng kích thước nhỏ hoặc các thành phần gây trở ngại trên đường truyền tín hiệu. Ví dụ: những đối tượng có thể gây phân tán sóng cho hệ thống truyền thông di động như cây cối, …
H2.6: Sự tán xạ

Sự tán xạ xảy ra theo hai cách:
§ Sự tán xạ có thể xảy ra khi sóng va phải một bề mặt không phẳng và bị phản xạ lại đồng thời theo nhiều hướng, tán xạ dạng này tạo ra nhiều tín hiệu phản xạ biên độ nhỏ dẫn đến tiêu hủy tín hiệu chính ban đầu. Tín hiệu bị mất có thể xảy ra khi sóng vô tuyến bị phản xạ từ bề mặt đất, đá, hay các bề mặt răng cưa. Khi bị tán xạ theo dạng này, sẽ xảy ra tình trạng suy giảm tín hiệu dẫn đến truyền thông gián đoạn và có thể dẫn đến mất tín hiệu hoàn toàn.
§ Sự tán xạ có thể xảy ra khi tín hiệu đi qua môi trường truyền dẫn có tỷ trọng lớn, trong trường hợp này sóng bị phản xạ riêng lẻ trên từng phần tử.

**sát thủ đẹp trai** · 18-07-2007, 01:25 PM

2.2.7. Sự hấp thụ (Absorption):
Sự hấp thụ sóng xảy ra khi tín hiệu sóng gặp phải vật cản và bị hấp thụ do chất liệu của vật cản nhưng sóng không đi qua cũng không bị phản xạ hay uốn cong quanh đối tượng.
H2.7: Sự hấp thụ

2.3. Tỉ lệ điện áp sóng đứng (Voltage Standing Wave Ratio_VSWR):
Tỉ lệ điện áp sóng đứng xảy ra khi trở kháng không tương thích (trở kháng của dòng hiện tại tính bằng Ohm) giữa các thiết bị trong hệ thống vô tuyến. Nguyên nhân gây ra VSWR là do tính hiệu vô tuyến bị phản xạ tại vị trí trở kháng không tương thích trong đường truyền tín hiệu.
Tỉ lệ điện áp sóng đứng gây nên hiện tượng suy hao phản hồi (return loss), là sự suy hao năng lượng hướng về phía trước do một phần công suất bị phản xạ ngược trở lại trạm phát. Nếu trở kháng tại các điểm đầu cuối của một kết nối không tương thích, anten sẽ không nhận được công suất truyền lớn nhất. Khi một phần tín hiệu bị phản xạ ngược trở lại bộ phát sóng thì mức tín hiệu trên đường truyền sẽ biến thiên thay vì ổn định.
2.3.1. Cách xác định VSWR:
VSWR là một tỉ số, vì vậy được thể hiện bằng mối quan hệ giữa hai số. Giá trị VSWR tiêu biểu là 1,5:1. Hai giá trị thể hiện tỷ lệ trở kháng không tương thích dựa vào chỉ số trở kháng tương thích lý tưởng. Chỉ số thứ 2 luôn có giá trị là 1, thể hiện trở kháng lý tướng, chỉ số thứ 1 biến thiên. Giá trị thấp nhất của chỉ số thứ nhất (gần bằng 1) thể hiện trở kháng tốt nhất tương thích với hệ thống hiện tại. Ví dụ: giá trị VSWR 1,1:1 tốt hơn 1,4:1, chỉ số VSWR 1:1 thể hiện trở kháng tương thích hoàn toàn và không xảy ra hiện tượng VSWR trên đường truyền tín hiệu.
2.3.2. Ảnh hưởng của VSWR:
VSWR quá mức có thể gây nên nhiều vấn đề rất nghiêm trọng trong một mạch vô tuyến. Hầu hết trong các trường hợp, kết quả là sự gia tăng biên độ tín hiệu vô tuyến được truyền một cách rõ rệt. Tuy nhiên, vì một vài bộ truyền tín hiệu không có khả năng chống lại công suất bị phản xạ có thể dẫn đến phá hủy các phần tử của bộ phát sóng. Hậu quả của VSWR là hiển nhiên khi mạch truyền cháy, công suất phát không ổn định và công suất lúc này hoàn toàn khác với công suất được mong đợi.
Phương pháp thay đổi VSWR trong mạch là sử dụng hợp lý những thiết bị cần thiết trong mạch. Những kết nối chặt giữa cáp và đầu nối, trở kháng tương thích từ đầu đến cuối, và sử dụng thiết bị chất lượng cao với những thông số cần thiết nhằm ngăn ngừa hiện tượng VSWR. Có thể xác định VSWR bằng những thiết bị có độ chính xác cao như các đồng hồ SWR, nhưng việc xác định này tùy thuộc vào phạm vi của yêu cầu và công việc của người quản trị mạng.
2.3.3. Giải pháp cho VSWR:
Để ngăn ngừa những tác hại của VSWR, điều cần thiết là cáp, đầu nối và các thiết bị phải có trở kháng tương thích càng nhiều càng tốt. Không bao giờ sử dụng cáp 75 Ohm với các thiết bị 50 Ohm, nhưng cũng cần thiết phải kiểm tra thiết bị trước khi thực thi triển khai, chỉ như vậy mới có thể chắc chắn. Mỗi thiết bị từ bộ thu sóng đến anten phải có trở kháng tương thích càng chặt chẽ, gồm cáp, đầu nối, anten, bộ khuếch đại, bộ suy hao, mạch ra bộ phát sóng và mạch vào bộ thu sóng.
2.4. Những vấn đề cơ bản về anten:
Hai điểm chính cần nắm kỹ về anten:
§ Anten biến đổi năng lượng điện thành sóng vô tuyến trong trường hợp là anten phát sóng hoặc từ sóng vô tuyến thành năng lượng điện trong trường hợp là anten thu.
§ Kích thước của anten như chiều dài của anten liên quan trực tiếp đến tần số mà anten có thể phát sóng hay tần số mà anten có thể nhận được sóng đang truyền.
Những điểm cần quan tâm khi quản trị mạng không dây là line of sight (tầm nhìn thẳng), ảnh hưởng của miền Freshnel, và độ khuếch đại anten qua tín hiệu hội tụ.
2.4.1. Tầm nhìn thẳng (line of sight), viết tắt là LOS:
Với ánh sáng nhìn thấy được, tầm nhìn thẳng trực quan/thị giác (gọi đơn giản là LOS) được định nghĩa giống như đường thẳng từ đối tượng trong tầm nhìn (trạm phát) đến mắt của người quan sát (trạm thu). LOS gần như là một đường thẳng là vì sóng ánh sáng dễ thay đổi hướng do khúc xạ, nhiễu xạ và phản xạ như sóng vô tuyến. Sóng vô tuyến hoạt động rất giống với ánh sáng trong dải tần số hoạt động của mạng không dây ngoại trừ: tầm nhìn thẳng vô tuyến cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự những vật nằm trong miền Fresnel.

H2.8:Tầm nhìn thẳng_LOS

Ví dụ: xét một đường ống dài khoảng 10m, giả sử có một vật cản che khuất bên trong ống, như vậy hiển nhiên là sẽ không nhìn thấy được các đối tượng ở phía bên kia vật cản. Đối với sóng vô tuyến, khi có vật cản trong miền Freshnel vẫn có thể nhìn thấy các đối tượng sau vật cản ở một mức độ nào đó. Với sóng vô tuyến, kết quả là kết nối bị gãy hoặc sai lệch, cần tìm hiểu về LOS sóng vô tuyến vì sóng này hoạt động không hoàn toàn giống với ánh sáng.
2.4.2. Miền Freshnel:
Một vấn đề cần phải cân nhắc khi quy hoạch hoặc xử lý sự cố các liên kết sóng vô tuyến là miền Freshnel. Miền Freshnel bao gồm những vùng elip đồng tâm quanh trục LOS. Miền Freshnel có ý nghĩa quan trọng đối với tính toàn vẹn của liên kết sóng vô tuyến vì nó định nghĩa vùng xoay quanh trục LOS có thể gây ra nhiễu tín hiệu vô tuyến nếu bị che khuất. Các đối tượng trong vùng Freshnel như cây, đỉnh đồi hay các tòa nhà có thể gây ra nhiễu xạ hoặc phản xạ tín hiệu chính đến trạm thu, thay đổi tầm nhìn thẳng vô tuyến. Những đối tượng này cũng có thể hấp thụ hoặc tán xạ tín hiệu vô tuyến chính gây nên suy hao tín hiệu hoặc có thể mất tín hiệu hoàn toàn.

H2.9: Miền Freshnel

Bán kính của miền Fresnel tại điểm rộng nhất có thể được tính theo công thức sau:

Trong đó:
d là khoảng cách giữa 2 điểm tính theo km.
f là tần số tính theo GHz.
r được tính theo mét (m).
Ví dụ: sóng vô tuyến sử dụng tần số 2,4GHz trong khoảng cách 5 mile (8,35km) thì bán kính miền Freshnel là 31,25feet (9,52m)

**sát thủ đẹp trai** · 18-07-2007, 01:26 PM

2.4.3. Những chướng ngại vật:
Cần quan tâm đến những vật cản trong miền Freshnel, nhằm xác định mức độ mà miền Freshnel có thể bị cản trở.
Nếu miền Freshnel của một liên kết vô tuyến được xác định có hơn 20% bị cản trở, hoặc nếu một liên kết đang hoạt động trở nên bị bao vây bởi các khối kiến trúc hoặc cây cối, thì nên tăng thêm độ cao của anten sẽ có thể hạn chế được phần nào những tác động xấu.
Một vấn đề về miền Freshnel thường được đặt ra khi sử dụng thiết bị mạng trong nhà như card PC và Access Point là các vùng bị cản của miền Freshnel ảnh hưởng đến việc thiết lập mạng như thế nào. Trong hầu hết các thông tin cần cài đặt, cần quan tâm đến tín hiệu đi xuyên qua, phản xạ và khúc xạ quanh tường, đồ dùng và các vật cản. Miền Freshnel sẽ không bị xâm phạm trừ khi tín hiệu bị cản một phần hoặc toàn bộ. Trong môi trường di động, miền Freshnel liên tục thay đổi.
2.4.4. Độ khuếch đại của anten:
Một anten không có bộ khuếch đại và bộ lọc đi kèm với nó thì chỉ là một thiết bị thụ động, bản thân nó sẽ không có bất cứ tác động nào đến tín hiệu nhận được. Anten có thể tạo nên hiệu quả khuếch đại bằng lợi điểm về mặt hình dáng vật lý của mình. Khuếch đại tín hiệu là kết quả của việc tập trung bức xạ sóng vô tuyến thành chùm sóng hẹp hơn, nhưng có khả năng đi xa hơn. Việc tập trung của bức xạ được đánh giá bằng độ rộng của chùm tia, được xác định tọa độ ngang và dọc.
Ví dụ: anten đẳng hướng có độ rộng chùm tia 360 độ ngang, bằng cách thu nhỏ độ rộng tia 360 độ ngang xuống còn 30 độ ngang, giữ nguyên công suất phát, sóng vô tuyến sẽ được phát xạ đi xa hơn. Đây cũng là phương pháp thiết kế các anten Patch, Panel, Yagi (tất cả các anten định hướng). Các anten định hướng mức độ cao sử dụng lý thuyết này tập trung thu nhỏ cả độ rộng tia ngang và dọc nhằm cực đại hóa khoảng cách của sóng được phát ra với công suất phát thấp nhất.
2.4.5. Bộ bức xạ định hướng:
Bộ bức xạ định hướng là thiết bị vô tuyến được thiết kế đặc biệt sản sinh và phát ra tín hiệu vô tuyến. Về phần cứng, bộ bức xạ định hướng gồm có thiết bị vô tuyến, cáp và các đầu nối nhưng không có anten.
H2.10: Bộ phát xạ định hướng

Công suất phát của bộ bức xạ định hướng đề cập đến công suất phát tại điểm cuối của cáp hay đầu nối cuối cùng trước anten. Ví dụ: trạm phát 30mW suy hao 15mW trên cáp và 5mW trên các kết nối đến anten, công suất phát của bộ bức xạ định hướng sẽ là 10mW
2.4.6. Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng (Equipvalent Isotropically Radiated Power_EIRP):
EIRP là công suất thực sự được phát ra bởi anten. Đây là khái niệm quan trọng được quy định bởi FCC và được sử dụng để xác định một liên kết không dây có tồn tại hay không. EIRP ảnh hưởng đến độ khuếch đại của anten. Giả sử một trạm phát sử dụng anten 10dBi (khuếch đại tín hiệu lên gấp 10 lần) và được cung cấp bởi nguồn 100mW từ bộ phát xạ định hướng. Giá trị EIRP là 1000mW hay là 1W. FCC có quy định cách định nghĩa cả công suất phát tại bộ bức xạ và tại anten.

H2.11: Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng_EIRP

**sát thủ đẹp trai** · 02-08-2007, 12:17 AM

Chương 3:
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ KỸ THUẬT TRẢI PHỔ

3.1.Tổng quát:
Kỹ thuật trải phổ được định nghĩa như một “kỹ thuật truyền thông trải tín hiệu băng hẹp trên dải tần số rộng hơn khi truyền và thu hẹp dải tần về băng thông dữ liệu ban đầu tại trạm nhận”. Quá trình truyền thông sử dụng kỹ thuật trải phổ mang lại nhiều tiện ích do khả năng truyền thông băng hẹp của chính mình.
 Tín hiệu trải phổ ít gây ra nhiễu với những tín hiệu không trải phổ trong cùng khu vực, đối với một số trường hợp tín hiệu trải phổ cũng ít gây nhiễu với các tín hiệu trải phổ khác trong cùng khu vực.
 Khó có thể chặn đứng hoặc giải điều chế tín hiệu trải phổ mà không có thiết bị chuyên dụng, mặc dù đây là một ưu điểm còn mơ hồ vì ngày nay các thiết bị chuyên dụng không còn hiếm.
 Truyền thông trải phổ có khả năng chịu nghẽn và nhiễu tốt hơn truyền thông không trải phổ.
3.1.1. Truyền băng hẹp:
Truyền băng hẹp là kỹ thuật truyền thông chỉ sử dụng phổ tần số đủ để mang tín hiệu dữ liệu. Nhiệm vụ của FCC là duy trì mức sử dụng tần số vừa đủ, chỉ sử dụng phổ tần số đủ để hoàn thành công việc. Kỹ thuật trải phổ trái ngược với kỹ thuật trên, vì sử dụng các dải tần số rộng hơn nhu cầu cần thiết để truyền thông tin.
Tín hiệu được xem là tín hiệu trải phổ khi “băng thông truyền thông tin thực tế lớn hơn nhiều so với băng thông được yêu cầu để gửi thông tin”.

Hình 3.1: So sánh miền tần số giữa băng hẹp và trải phổ

Tín hiệu trải phổ sử dụng dải tần số rộng với công suất thấp. Công suất đỉnh (power peak) của trạm truyền băng hẹp tạo tỉ lệ signal-to-noise cao vừa đủ giữa tín hiệu trải phổ và tín hiệu băng hẹp mà tín hiệu băng hẹp không bị sai bởi tín hiệu trải phổ. Vì trạm nhận sóng trải phổ sẽ thể hiện tín hiệu trải phổ như nhiễu, trạm nhận sẽ không cố gắng giải điều chế hay thể hiện tín hiệu trải phổ.
Một số người cho rằng điều đó có nghĩa là tín hiệu trải phổ bảo mật/an toàn hơn tín hiệu băng hẹp, ở một mức độ nào đó thì điều này là đúng. Nhưng hiện nay, những tiện ích về bảo mật do sử dụng tín hiệu trải phổ là tối thiểu vì có thể mua thiết bị nhận tín hiệu trải phổ sẵn có trên thị trường. Mặc dù tính bảo mật của tín hiệu trải phổ khi được so sánh với truyền băng hẹp lúc đầu là mạnh nhất, hiện nay sức mạnh lớn nhất của tín hiệu trải phổ là sức kháng nhiễu trong môi trường nhiều đặc tính đa đường.
3.1.2. Hiện tượng nhiễu đa đường :
Tín hiệu trải phổ ở mức độ nào đó có thể kháng nhiễu đa đường là dạng nhiễu phổ biến nhất trong mạng 802.11. Mặc dù mạng 802.11 cũng được sử dụng ngoài trời bằng cấu hình cầu nối giữa các tòa nhà nhưng chúng thường được sử dụng trong nhà hơn. Lưu ý, nhiễu đa đường xảy ra khi có hai (hoặc nhiều hơn) đường đi từ trạm phát đến trạm thu: một đường đi trực tiếp (LOS) và một (hoặc nhiều) đường phản xạ. Đường đi phản xạ dài hơn đường đi trực tiếp, vì vậy đường đi phản xạ bị trễ một khoảng thời gian tương đối so với tín hiệu trực tiếp.
Tín hiệu phản xạ gây cản trở tín hiệu trực tiếp và trong một số trường hợp có thể làm sai lệch tín hiệu trực tiếp. Với môi trường trong nhà, có thể có nhiều đường đi phản xạ khác nhau giữa trạm truyền và trạm nhận, thậm chí có thể không tồn tại một đường đi trực tiếp.
Trong môi trường đa đường, nguyên nhân chính gây ra nhiễu là inter-symbol interfernce (ISI) xảy ra khi sự khác nhau về thời gian giữa thời điểm đến của tín hiệu trực tiếp và tín hiệu bị phản xạ tại trạm nhận (gọi là độ trễ kéo dài - delay spread) đủ lâu để bit dữ liệu trùng lặp với dữ liệu đến trước và sau nó. Khi một bit trùng với chính nó, trạm nhận thường khôi phục lại dữ liệu ban đầu, nhưng khi một bit trùng với bit đi sau nó nhiều khả năng sẽ xảy ra sai lệch dữ liệu. Vì vậy, độ dài của một ký hiệu đơn phải cân xứng trực tiếp với độ trễ kéo dài mà hệ thống có thể chấp nhận. Ví dụ: hệ thống sử dụng tốc độ báo hiệu 1MHz (1000 vòng một giây) thì một tín hiệu đơn dài 1mili giây. Nếu tín hiệu bị phản xạ trễ ít hơn khoảng 1mili giây sẽ không xảy ra ISI. Nếu tín hiệu bị phản xạ trễ hơn khoảng 1mili giây, có khả năng xảy ra ISI. Nếu hệ thống với tốc độ báo hiệu 1Ghz (1 triệu vòng một giây) có thể chấp nhận trễ khoảng 1 micro giây. Như ví dụ trên: hệ thống 802.11b có thể chấp nhận trễ phổ lên đến 500 nano giây, nhưng hiệu quả hoạt động tốt hơn khi độ trễ thấp hơn. Một số nhà sản xuất cho rằng 802.11b với tốc độ 11Mbps yêu cầu trễ phổ 65 nano giây hoặc thấp hơn.
Vì tốc độ báo hiệu nhanh hơn và các ký hiệu ngắn hơn sẽ dẫn đến tốc độ dữ liệu cao hơn, ISI gây ra mâu thuẫn: mong muốn tốc độ dữ liệu cao hơn, nhưng tốc độ báo hiệu càng nhanh tỉ lệ chấp nhận nhiễu đa đường càng thấp. Vì hệ thống trải phổ trải tín hiệu của nó trên nhiều tần số khác nhau nên tín hiệu tồn tại với nhiều bước sóng. Nếu một số bước sóng đi qua nhiễu đa đường mà tín hiệu bị sai lệch tại những bước sóng đó, có khả năng những bước sóng khác sẽ không bị ảnh hưởng, hoặc thậm chí sẽ mạnh hơn khi qua các nhiễu đa đường đó.
Kỹ thuật trải phổ là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong truyền tín hiệu vô tuyến hiện nay. Được sử dụng trong các mạng không dây như 802.11, WPANs, như Bluetooth hay WMANs như 802.16 và 802.20. Một mạng 802.11 dùng để truyền dữ liệu qua khoảng cách lớn đi qua nhiều vùng nông thôn là một ví dụ sử dụng kỹ thuật trải phổ trong WWANs. Kỹ thuật này cũng được sử dụng trong nhiều thiết bị khác như thiết bị di động và máy quay phim không dây.

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:03 AM

3.2. Trải phổ nhảy tần số (Frequency Hopping Spread Spectrum_FHSS):
Trải phổ nhảy tần số là kỹ thuật trải phổ sử dụng khả năng thay đổi tần số tốc độ cao để trải dữ liệu trên hơn 83Mhz. Khả năng thay đổi tần số là khả năng sóng vô tuyến thay đổi tần số truyền một cách đột ngột trong dải tần số vô tuyến có thể sử dụng. FHSS được sử dụng trong 802.11 thể hiện tốc độ dữ liệu 1 đến 2 Mbps, sử dụng kiểu điều chế khóa dịch tần số Gauss (Gaussian Frequency Shift Keying _GFSK).

Hình 2: Hệ thống nhảy tần số đơn giản

Trong các mạng không dây nhảy tần số, phần có thể sử dụng được trong dải tần ISM 2,4Ghz là 83,5Mhz (2,400GHz đến 2,4835GHz) theo quy định của FCC, nhưng chuẩn IEEE 802.11 hạn chế hơn nữa dải tần số mà các trạm có thể sử dụng. Ví dụ: ở Bắc Mỹ, các trạm 802.11 FHSS chỉ có thể sử dụng tần số giữa 2,402GHz và 2,480GHz; không cần thiết phải nhớ chính xác tần số được sử dụng nhưng nên biết rằng IEEE thường đặc tả không đáng kể những dải tần số duy trì hơn FCC cho phép, đảm bảo rằng các trạm của nó vẫn thỏa những quy định. Có thể nhận ra rằng các nước khác nhau thường đặc tả các dải tần số không đáng kể tùy thuộc vào những quy định nội bộ. Các nhà cung cấp mạng không dây thiết kế các card giao tiếp hoạt động thỏa những yêu cầu của mình.
3.2.1. Hoạt động của FHSS:
Trong các hệ thống FHSS, sóng mang thay đổi tần số, hay các bước nhảy, theo thứ tự giả ngẫu nhiên được định nghĩa trước. Thứ tự giả ngẫu nhiên là danh sách các tần số mà sóng mang sẽ nhảy sau một thời gian cụ thể.
3.2.2. Thời gian ngưng (Dwell Time):
Các hệ thống nhảy tần số phải truyền trên một tần số cụ thể trong một thời gian và sau đó chuyển sang một tần số khác và tiếp tục truyền. Thời gian cụ thể mà một hệ thống FHSS sử dụng một tần số được gọi là thời gian ngưng. Mỗi khi hết thời gian ngưng, hệ thống sẽ chuyển sang một tần số khác và có thể truyền lại nếu thỏa nguyên tắc truy cập môi trường của hệ thống.
Giả sử hệ thống nhảy tần số chỉ truyền trên hai tần số 2,401GHz và 2,402GHz. Hệ thống sẽ truyền trên tần số 2,401GHz trong thời gian ngưng (khoảng 100mili giây). Sau 100mili giây, sóng vô tuyến phải chuyển tần số truyền sang 2,402GHz và gửi thông tin qua tần số đó trong thời gian 100mili giây.
3.2.3. Thời gian nhảy (Hop Time):
Khi sóng vô tuyến nhảy tần số chuyển từ tần số A sang tần số B, nó phải chuyển tần số truyền theo một trong hai cách, phải chuyển sang mạch khác được điều chỉnh phù hợp với tần số mới hoặc thay đổi một số thành phần trong mạch hiệu tại cho phù hợp với tần số mới. Trong mọi trường hợp, quá trình chuyển sang tần số mới phải hoàn thành trước khi quá trình truyền có thể tiếp tục, và quá trình chuyển đổi này tốn một lượng thời gian tương xứng với độ trễ điện từ vốn có trong mạch. Khoảng thời gian ngắn trong quá trình chuyển đổi tần số mà sóng vô tuyến không truyền dữ liệu gọi là thời gian nhảy (hop time). Thời gian nhảy được tính bằng đơn vị micro giây (s).
3.2.4. Giới hạn thời gian ngưng:
FCC định nghĩa giá trị thời gian ngưng lớn nhất của hệ thống FHSS là 400ms/tần số sóng mang trong mỗi chu kỳ 30 giây. Ví dụ: nếu trạm truyền sử dụng một tần số trong khoảng 100ms, thì số bước nhảy trong toàn bộ quá trình truyền là 75 lần (mỗi bước nhảy có chung thời gian ngưng là 100ms) để trở về tần số ban đầu, mất khoảng 7,5s để thực hiện toàn bộ quá trình nhảy tần số. Lý do không chính xác 7,5s là vì thời gian nhảy. Thực hiện quá trình này 4 lần liên tiếp sẽ mất khoảng 400ms cho mỗi trạm truyền vừa khớp với thời gian khung (30s) mà FCC cho phép. Sự khác nhau giữa các trường hợp này là thời gian nhảy ảnh hưởng như thế nào đến thông lượng.
Thông thường sóng vô tuyến nhảy tần số không được lập trình để hoạt động trong giới hạn được cho phép, thay vào đó cung cấp những khả năng giữa các giới hạn hợp pháp và miền hoạt động thực tế nhằm cung cấp các hoạt động với những điều chỉnh mềm dẻo. Bằng việc điều chỉnh thời gian ngưng, người quản trị có thể tối ưu mạng FHSS cho những khu vực nhiễu nhiều hay ít. Trong một khu vực ít bị nhiễu, thời gian ngưng lớn dẫn đến thông lượng lớn hơn. Ngược lại trong khu vực nhiễu lớn, yêu cầu truyền lại lớn vì sai lệch dữ liệu sẽ dẫn đến thời gian ngưng ngắn hơn.
3.2.5. Ảnh hưởng của nhiễu băng hẹp:
Cũng mang đặc tính chung của kỹ thuật trải phổ, FHSS có khả năng chống lại (nhưng không miễn nhiễm) nhiễu băng hẹp.
Ví dụ: nếu nhiễu băng hẹp xảy ra trên tần số 2,451GHz thì chỉ phần tín hiệu trên tần số này bị mất, còn các thành phần tín hiệu khác vẫn giữ nguyên và dữ liệu sẽ được truyền lại.
Vì dải tần nhảy trải dài trên 83MHz nên nhiễu băng hẹp chỉ gây ra suy hao nhỏ đối với tín hiệu trải phổ.
3.3. Trải phổ chuỗi trực tiếp (Direct Sequence Spread Spectrum_DSSS):
DSSS được biết đến rất nhiều và là dạng kỹ thuật trải phổ được sử dụng nhiều nhất, thể hiện ở tính phổ biến, dễ thực thi và tốc độ dữ liệu cao. Phần lớn thiết bị mạng không dây trên thị trường hiện nay sử dụng kỹ thuật DSSS. DSSS là phương pháp gửi dữ liệu trên hệ thống truyền và nhận trong khoảng tần số rộng 22MHz. Các kênh truyền rộng cho phép các thiết bị truyền nhiều thông tin với tốc độ cao hơn các hệ thống FHSS hiện tại.
3.3.1. Hoạt động của DSSS:
DSSS kết nối tín hiệu dữ liệu tại trạm gửi với chuỗi bit tốc độ dữ liệu cao hơn được đề cập đến như là chipping code (mã chip) hay processing gain (độ khuếch đại xử lý). Độ khuếch đại xử lý cao sẽ làm tăng khả năng chống nhiễu của tín hiệu. Độ khuếch đại xử lý tuyến tính nhỏ nhất được FCC cho phép là 10, và hầu hết các sản phẩm thương mại đều hoạt động với giá trị độ khuếch đại xử lý dưới 20. Chuẩn IEEE 802.11 thiết lập yêu cầu độ khuếch đại xử lý nhỏ nhất là 11.
Tiến trình chuỗi trực tiếp (direct sequence) bắt đầu với việc sóng mang được điều chế thành chuỗi mã hóa. Số các chip trong mã sẽ xác định có bao nhiêu phổ, số các chip trên một bit và tốc độ của mã (tính bằng số chip/1s) xác định tốc độ dữ liệu.
3.3.2. Hệ thống chuỗi trực tiếp:
Trong dải tần số 2,4GHz ISM, IEEE đặc tả sử dụng DSSS với tốc độ dữ liệu 1 hay 2Mbps theo chuẩn 802.11. Theo chuẩn 802.11b, còn được gọi là mạng không dây tốc độ cao, tốc độ dữ liệu khoảng 5,5Mbps hay 11Mbps.
Các thiết bị 802.11b hoạt động với tốc độ 5,5Mbps hay 11Mbps có thể giao tiếp với các thiết bị hoạt động với tốc độ 1 hay 2Mbps vì chuẩn 802.11b hỗ trợ tính tương thích ngược. Người sử dụng thiết bị 802.11 không cần nâng cấp toàn bộ mạng không dây của họ nhằm sử dụng được thiết bị 802.11b.
Thêm vào danh sách các thiết bị sử dụng DSSS là chuẩn 802.11a, đặc tả các thành phần có thể hoạt động với tốc độ 54Mbps. Không hay cho người sử dụng thiết bị 802.11 và 802.11b là 802.11a hoàn toàn không tương thích với 802.11b vì không sử dụng dải tần số 2,4GHz, nhưng lại sử dụng dải tần số 5GHz UNII.
Trong một thời gian ngắn đây là một vấn đề vì nhiều người sử dụng muốn tận dụng kỹ thuật chuỗi trực tiếp để nâng tốc độ dữ liệu lên đến 54Mbps, nhưng không muốn phải tốn chi phí nâng cấp toàn bộ mạng không dây. Gần đây, chuẩn 802.11g được phê chuẩn đặc tả các hệ thống chuỗi trực tiếp hoạt động trong dải tần số 2,4GHZ ISM có thể đạt đến tốc độ dữ liệu 54Mbps. Kỹ thuật 802.11g trở thành kỹ thuật 54Mbps đầu tiên tương thích ngược với thiết bị 802.11 và 802.11b.
Không giống như các hệ thống nhảy tần số sử dụng chuỗi nhảy để định nghĩa các kênh truyền. Mỗi kênh là một dải tần số liên tục rộng 22Mhz, các tần số sóng mang 1MHz chỉ được sử dụng cho FHSS. Ví dụ: kênh 1 hoạt động trong dải tần số từ 2,401GHz đến 2,423GHz (2,412 ± 11MHz), kênh 2 hoạt động trong khoảng từ 2,406GHz đến 2,429GHz (2,417 ± 11MHz).

Hình 3: Vị trí các kênh

Việc sử dụng các hệ thống DSSS với các kênh truyền chồng lên nhau trong cùng không gian vật lý sẽ gây nên nhiễu giữa các hệ thống. Các hệ thống DSSS với các kênh chồng lên nhau không nên đặt cùng một vị trí vì gần như chúng luôn luôn gây ra một sự suy giảm mạnh mẽ hoặc toàn diện về thông lượng. Vì các tần số trung tâm cách nhau 5MHz và các kênh có độ rộng 22Mhz, vì thế các kênh chỉ nên đặt cùng vị trí nếu như chúng cách nhau ít nhất 5 kênh: kênh 1 và 6 không chồng lên nhau, kênh 2 và 7 không chồng lên nhau,… Có thể tồn tại tối đa 3 hệ thống chuỗi trực tiếp cùng vị trí vì các kênh 1, 6 và 11 là các kênh không chồng chồng lên nhau về mặt lý thuyết.
3.3.3. Ảnh hưởng của nhiễu băng hẹp:
Cũng giống như các hệ thống nhảy tần số, các hệ thống chuỗi trực tiếp cũng có khả năng chịu nhiễu băng hẹp vì những đặc tính trải phổ của chúng. Một tín hiệu DSSS dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu băng hẹp hơn tín hiệu FHSS vì dải tần số của DSSS nhỏ hơn so với FHSS (22MHz so với 79MHz) và thông tin được truyền theo toàn bộ dải tần số đồng thời thay vì truyền mỗi thời điểm một tần số. Với FHSS, việc nhảy tần số và dải tần số rộng đảm bảo nhiễu chỉ ảnh hưởng trong một thời gian ngắn và làm sai lạc một phần nhỏ dữ liệu

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:05 AM

3.4. So sánh FHSS và DSSS:
Cả kỹ thuật FHSS và DSSS đều có ưu điểm và khuyết điểm, nhiệm vụ của người quản trị mạng không dây là lựa chọn kỹ thuật nào khi quyết định thực thi một mạng không dây. Những yếu tố cần quan tâm khi xác định kỹ thuật nào sẽ phù hợp với yêu cầu:
 Nhiễu băng hẹp.
 Đặt cùng vị trí.
 Chi phí.
 Tính tương thích và sẵn có của thiết bị.
 Tốc độ và thông lượng dữ liệu.
 Bảo mật.
 Hỗ trợ các chuẩn.
3.4.1. Nhiễu băng hẹp:
Ưu điểm của FHSS là khả năng chống lại nhiễu băng hẹp cao hơn. Các hệ thống DSSS có thể bị ảnh hưởnng bởi nhiễu băng hẹp nhiều hơn FHSS vì chỉ sử dụng các dải tần số liên tục rộng 22MHz thay vì 79MHz như FHSS. Trên thực tế cần phải cân nhắc kỹ lưỡng nếu đề nghị xây dựng một mạng không dây trong môi trường có sự hiện diện của nhiễu băng hẹp
3.4.2. Chi phí:
Khi triển khai mạng không dây, ưu điểm của DSSS có thể hấp dẫn hơn so với các hệ thống FHSS, đặc biệt là khi có yêu cầu về chi phí một cách chặt chẽ. Chi phí triển khai một hệ thống chuỗi trực tiếp ít hơn nhiều so với một hệ thống nhảy tần số. Các thiết bị DSSS sẵn có nhiều hơn trong thị trường, và được chấp nhận một cách nhanh chóng đã dẫn đến chi phí giảm đi đáng kể.
Hiện nay, có thể mua được những thiết bị 802.11b chất lượng cao phù hợp với card PC với giá dưới 100USD. Các card FHSS theo chuẩn 802.11 hoặc OpenAir dao động trong khoảng 150 đến 350USD phụ thuộc vào nhà sản xuất và chuẩn mà nó hỗ trợ.
3.4.3. Cùng vị trí:
Một ưu điểm của FHSS so với DSSS là có nhiều hệ thống nhảy tần số có thể đặt cùng một vị trí so với các hệ thống DSSS. Vì các hệ thống nhảy tần số là các hệ thống “sử dụng khả năng thay đổi nhanh của tần số” và sử dụng 79 kênh tần số rời rạc, các hệ thống nhảy tần số có ưu điểm đặt tại cùng một vị trí nhiều hệ thống thay vì chỉ có thể đặt tối đa 3 Access Point trong cùng một vị trí đối với hệ thống chuỗi trực tiếp.
Tuy nhiên khi tính toán chi phí phần cứng cho một hệ thống FHSS có cùng thông lượng với một hệ thống DSSS thì ưu điểm này không còn nữa.
Ví dụ:
Vì một hệ thống DSSS có thể đặt tối đa 3 access point cùng vị trí, thông lượng tối đa sẽ là 3 access point X 11Mbps = 33Mbps.
Với khoảng 50% băng thông dành cho các giao thức, thông lượng hệ thống DSSS còn lại xấp xỉ: 33/2 = 16,5Mbps.
Để đạt được cùng băng thông như trên, hệ thống FHSS cần: 16access point X 2Mbps = 32Mbps. Với khoảng 50% băng thông dành cho các giao thức, thông lượng hệ thống FHSS còn lại xấp xỉ 32/2 = 16Mbps.
=>Với cấu hình này, hệ thống FHSS sẽ cần thêm 13 access point để đạt được thông lượng bằng hệ thống DSSS; ngoài ra, cần có chi phí cho các dịch vụ được cài đặt thêm cho các bộ phận, cáp, các đầu nối và anten.
Nếu mục đích là chi phí thấp và thông lượng cao, rõ ràng kỹ thuật DSSS chiếm ưu thế. Nếu mục đích là phân chia người dùng sử dụng các access point khác nhau trong môi trường dày đặc thì nên sử dụng FHSS.
3.4.4. Tính tương thích và sẵn có của thiết bị:
Tổ chức tương thích mạng Ethernet không dây_WECA (Wireless Etherner Compatibility Alliance) kiểm tra tính tương thích với DSSS của thiết bị 802.11b nhằm đảm bảo thiết bị sẽ hoạt động được và có khả năng hoạt động được với các thiết bị 802.11b DSSS khác. Chuẩn tương tác do WECA đưa ra và sử dụng gọi là Wireless Fidelity hay còn gọi là Wifi, và các thiết bị thỏa mãn yêu cầu kiểm tra được gọi là thiết bị “Wifi compliant” (tương thích wifi).
Không có những thử nghiệm như vậy đối với thiết bị sử dụng FHSS. Có các chuẩn như 802.11 và OpenAir, nhưng không có tổ chức nào tiến hành những kiểm nghiệm tương tự như vậy cho FHSS như WECA thực hiện với DSSS.
Vì sự phổ biến của 802.11b nên dễ dàng mua được các thiết bị phù hợp. Sự phát triển của thiết bị tương tích Wifi ngày càng cao, trong khi đó sự phát triển của FHSS vẫn chưa có những bước tiến đáng kể.
3.4.5. Tốc độ và thông lượng dữ liệu:
Tốc độ các hệ thống nhảy tần số chậm hơn so hầu hết các hệ thống chuỗi trực tiếp vì tốc độ dữ liệu của hệ thống nhảy tần chỉ khoảng 2Mbps. Mặc dù một số hệ thống nhảy tần hoạt động với tốc độ 3Mbps hoặc hơn, những hệ thống này không theo chuẩn 802.11 hoặc có thể không tương tác với các hệ thống nhảy tần khác. Các hệ thống nhảy tần và chuỗi trực tiếp có thông lượng (lượng dữ liệu thực tế đã được gửi đi) chỉ khoảng bằng một nửa tốc độ dữ liệu. Khi kiểm tra thông lượng của một mạng không dây mới được cài đặt, chỉ đạt được 5-6Mbps so với chỉ số thiết lập là 11Mbps đối với hệ thống chuỗi trực tiếp, hoặc chỉ 1Mbps thay vì 2Mbps đối với hệ thống nhảy tần.
Khi các khung không dây được truyền, có những khoảng thời gian tạm dừng giữa các khung dữ liệu để truyền các tín hiệu điều khiển hay thực hiện các tác vụ khác. Với các hệ thống nhảy tần số, “khoảng cách khung” dài hơn so với hệ thống chuỗi trực tiếp, gây ra tình trạng tốc độ dữ liệu được truyền thực tế giảm từ từ. Hơn nữa khi hệ thống nhảy tần số nằm trong tiến trình thay đổi tần số truyền thì không dữ liệu nào được gửi đi. Điều này dẫn đến thông lượng bị mất nhiều hơn dù chỉ là một lượng nhỏ không quan trọng. Một vài hệ thống mạng không dây sử dụng các giao thức lớp vật lý riêng nhằm gia tăng thông lượng, với cách làm này có thể đưa thông lượng đạt đến 80% tốc độ dữ liệu, nhưng như vậy sẽ không có khả năng tương tác giữa các thành phần với nhau.
3.4.6. Bảo mật:
Không chính xác khi cho rằng các hệ thống nhảy tần số có tính bảo mật cao hơn các hệ thống chuỗi trực tiếp. Sự thật đầu tiên minh chứng cho phát biểu trên là các bộ thu phát nhảy tần chỉ được cung cấp bởi một số ít các nhà sản xuất, trong danh sách này tất cả các hệ thống nhảy tần tuân theo các chuẩn như 802.11 hay OpenAir nhằm tiêu thụ sản phẩm hiệu quả. Thứ hai, mỗi nhà sản xuất này sử dụng một tập các chuỗi nhảy tần số chuẩn theo một danh sách được định trước do một số nhóm như IEEE hay WLIF đưa ra. Hai yếu tố này cho thấy mã của chuỗi nhảy tần số tương đối đơn giản.
Các nguyên nhân khác cho thấy việc xác định chuỗi nhảy tần số hoàn toàn đơn giản là số các kênh được quảng bá một cách rõ ràng cùng với thông tin hướng dẫn (Beacon). Cũng như vậy, địa chỉ lớp MAC của access point truyền có thể thấy được cùng với thông tin cảnh báo (cho biết nhà cung cấp sóng vô tuyến). Một số nhà sản xuất cho phép người quản trị định nghĩa các dạng nhảy tần số tùy yêu cầu một cách mềm dẻo. Tuy nhiên, thậm chí khả năng tùy chỉnh cũng không ở mức bảo mật vì các thiết bị khá đơn giản như các bộ phân tích phổ và máy tính xách tay chuẩn có thể được sử dụng để theo dõi các dạng nhảy tần số của hệ thống FHSS trong thời gian tính bằng giây.
3.4.7. Các chuẩn hỗ trợ:
Kỹ thuật chuỗi trực tiếp được chấp nhận rộng rãi vì chi phí thấp, tốc độ cao, các chuẩn tương tác Wi-Fi của WECA và nhiều nhân tố khác. Sự chấp nhận của thị trường sẽ ngày càng tăng nếu đưa ra những hệ thống chuỗi trực tiếp mới hơn, nhanh hơn như phần cứng mạng không dây theo chuẩn 802.11g và 802.11a.
Các chuẩn tương tác Wi-Fi của WECA đối với các hệ thống chuỗi trực tiếp 5GHz hoạt động trong dải tần số UNII sẽ giúp công nghệ phát triển nhanh hơn theo hướng được nêu ra ở trên. Những chuẩn mới cho hệ thống nhảy tần bao gồm HomeRF 2.0 và 802.15 (hỗ trợ WPAN như Bluetooth), nhưng không có hệ thống nhảy tần cải tiến nào trong doanh nghiệp

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:32 AM

Chương 4:
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA LỚP MAC

4.1. Chất lượng liên kết RF:
Đối với mạng Ethernet có dây, có thể xác định việc truyền nhận khung dữ liệu có chính xác hay không, tuy nhiên đối với liên kết vô tuyến thì khác, đặc biệt là khi các tần số được sử dụng là những dải ISM chưa được cấp phép. Thậm chí truyền băng hẹp cũng chịu ảnh hưởng bởi nhiễu và giao thoa, nhưng các thiết bị chưa được cấp phép phải chấp nhận rằng nhiễu đó sẽ tồn tại và tác động lên nó. Những nhà thiết kế 802.11 phải quan tâm đến bức xạ do sóng viba và các nguồn vô tuyến, thêm vào đó là nhiễu, giảm âm đa đường dẫn đến tình huống khung dữ liệu không thể truyền đi được do nút mạng di chuyển vào điểm chết.
Không giống như các lớp liên kết khác, 802.11 sử dụng báo nhận (ACK) một cách chặt chẽ, mọi khung dữ liệu được truyền đi đều phải có thông báo nhận.

H4.1: Thông báo nhận truyền dữ liệu

Chất lượng liên kết vô tuyến ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động của mạng. Chất lượng tín hiệu có thể truyền dữ liệu ở tốc độ cao. Chất lượng tín hiệu giảm theo miền, nghĩa là tốc độ truyền dữ liệu của các trạm 802.11 phụ thuộc vào vị trí tương đối của nó với điểm truy cập (access point). Các trạm phải có phương thức xác định khi nào thay đổi tốc độ dữ liệu do thay đổi các điều kiện. Hơn nữa các trạm trong mạng phải quản lý việc truyền dữ liệu ở nhiều tốc độ khác nhau.
4.2. Vấn đề các nút mạng ẩn:
Trong các mạng Ethernet, các trạm phụ thuộc vào trạm nhận dữ liệu để thực hiện các chức năng cảm nhận sóng mang của CSMA/CD. Dây mạng trong môi trường vật lý mang tín hiệu và phân tán chúng cho các nút mạng. Mạng không dây có các ranh giới mờ, đôi khi có những vị trí mà nút mạng tại đó không thể liên lạc trực tiếp được với các nút khác trong mạng, ví dụ như hình H4.2.

H4.2: nút 1 và 3 là nút ẩn

Trong hình H4.2, nút 2 có thể liên lạc với cả nút 1 và 3, nhưng nút 1 và 3 không thể liên lạc trực tiếp với nhau (trở ngại từ chính các nút đó là không đáng kể, đơn giản có thể là do khoảng cách giữa chúng quá xa so với nút 2 do đó sóng vô tuyền không thể đến được đích). Như vậy nút 1 và 3 là các nút “ẩn”. Nếu sử dụng một giao thức truyền-yêu cầu (transmit-and-pray) dễ dàng cho nút 1 và 3 để truyền đồng thời, như vậy nút 2 không thể cảm nhận được sóng nào, hơn nữa nút 1 và 3 không có thông báo lỗi vì đụng độ là cục bộ đối với nút 2.
Phát hiện tranh chấp do các nút ẩn là rất khó trong mạng không dây vì bộ thu phát không dây là bán song công, chúng không truyền và nhận cùng lúc. Để ngăn chặn tranh chấp, 802.11 cho phép các trạm sử dụng tín hiệu Request to Send (RTS) và Clear to Send (CTS) để chuẩn bị một vùng. Cả khung RTS và CTS đều sử dụng cho khung dữ liệu, vì vậy khung RTS, CTS, khung dữ liệu và thông báo nhận cuối cùng đều được xem là thành phần của cùng một thao tác atomic.

H4.3: RTS/CTS

Hình H4.3: nút 1 có khung dữ liệu để gửi, nó khởi tạo tiến trình bằng cách gửi một khung dữ liệu RTS. Khung dữ liệu RTS sử dụng cho nhiều mục đích: dự phòng thêm liên kết vô tuyến cho truyền dữ liệu, làm các trạm lắng nghe nó im lặng. Nếu trạm đích nhận được một RTS sẽ hồi đáp lại bằng một CTS. Tương tự như RTS, CTS làm các trạm trong lân cận gần nhất của nó im lặng. Mỗi khi một trao đổi RTS/CTS hoàn thành, nút 1 có thể truyền các khung dữ liệu của nó mà không lo lắng bị ngăn cản bởi các nút ẩn. Các nút ẩn vượt khỏi giới hạn của các trạm gửi dữ liệu bị các CTS từ trạm nhận bắt im lặng. Khi sử dụng thủ tục xóa RTS/CTS các khung dữ liệu phải được thông báo rõ ràng.
Các thủ tục truyền RTS/CTS nhiều khung dữ liệu sử dụng một lượng dung lượng hợp lý đặc biệt do độ trễ thêm vào phải được chấp nhận trước khi có thể bắt đầu truyền dữ liệu. Kết quả là nó chỉ được sử dụng trong môi trường dung lượng lớn và môi trường xảy ra tranh chấp đáng kể, còn không cần thiết đối với những môi trường dung lượng thấp.
Có thể điều khiển thủ tục RTS/CTS bằng cách thiết lập ngưỡng RTS/CTS nếu trình điều khiển thiết bị của card 802.11 cho phép điều chỉnh. Sự trao đổi RTS/CTS được thực hiện đối với các khung dữ liệu lớn hơn ngưỡng, các khung dữ liệu nhỏ hơn ngưỡng được truyền đi bình thường.
4.3. Các mô hình truy cập MAC và Định thời:
Việc truy cập đến môi trường không dây được điều khiển bởi các chức năng kết hợp. Ethernet giống như truy cập CSMA/CD được cung cấp bởi chức năng kết hợp phân tán (Distributed Coordination Function_DCF). Khi yêu cầu một dịch vụ không tranh chấp nó có thể được cung cấp bởi chức năng kết hợp điểm (Point Coordination Function_PCF) được xây dựng trên DCF. Giữa sự tự do (free-for-all) của DCF và sự chính xác của PCF, có thể sử dụng chức năng kết hợp lai (Hybrid Coordination Function_HCF) mức độ chất lượng dịch vụ trung bình giữa hai mức trên. Dịch vụ không tranh chấp chỉ được cung cấp trong các mạng cơ sở, nhưng chất lượng dịch vụ có thể được cung cấp trong các mạng có hỗ trợ HCF ở các trạm.
- DCF: là nền tảng của kỹ thuật truy cập CSMA/CD, giống như Ethernet, đầu tiên kiểm tra xem đã có liên kết vô tuyến rỗi trước khi truyền hay không. Để tránh các tranh chấp, các trạm sử dụng một khoảng thời gian lùi ngẫu nhiên sau mỗi khung dữ liệu với trạm truyền đầu tiên đang sử dụng kênh truyền. Trong một số trường hợp DCF có thể sử dụng kỹ thuật xóa RTS/CTS để giảm nhiều hơn nữa các khả năng xảy ra tranh chấp.
- PCF: cung cấp dịch vụ không tranh chấp. Sử dụng các trạm đặc biệt được gọi là các point coordinator (điểm kết hợp) để đảm bảo môi trường được cung cấp không có tranh chấp. Các điểm kết hợp tập trung vào các Access Point vì vậy PCF bị hạn chế bởi những mạng cơ sở. Để tăng độ ưu tiên đối với các dịch vụ dựa trên tranh chấp, chuẩn PCF cho phép các trạm truyền khung dữ liệu sau một khoảng thời gian nhỏ.
- HCF: một số ứng dụng yêu cầu chất lượng dịch vụ cao hơn chuyển phát nỗ lực tối đa (best-effort) nhưng cơ chế định thời nghiêm ngặt của PCF không được yêu cầu. HCF cho phép các trạm duy trì nhiều hàng đợi dịch vụ và cân bằng truy cập đến môi trường không dây chú ý đến các ứng dụng yêu cầu chất lượng dịch vụ tốt hơn. HCF chưa được chuẩn hóa hoàn toàn nhưng đang được xem như là thành phần của đặc tả 802.11 cuối cùng.
Thêm chất lượng dịch vụ vào lớp 802.11 MAC là công việc quan trọng, vì tính phức tạp đó nên các đặc tả khung dữ liệu, quản lý hàng đợi, báo hiệu, chất lượng dịch vụ vẫn là vấn đề tranh cãi

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:33 AM

4.4. Chức năng cảm nhận sóng mang và Vector định vị mạng:
Sử dụng cảm nhận sóng mang nhằm xác định môi trường có tồn tại hay không. Hai chức năng cảm nhận sóng mang được sử dụng trong 802.11: chức năng cảm nhận sóng mang vật lý và cảm nhận sóng mang ảo. Nếu chức năng cảm nhận sóng mang cho biết môi trường bận thì lớp MAC sẽ có thông báo cho các lớp cao hơn.

H4.4: Các chức năng kết hợp MAC

Chức năng cảm nhận sóng mang vật lý được cung cấp bởi lớp vật lý khi có yêu cầu và phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn và phương pháp điều chế được sử dụng. Khó để xây dựng phần cứng cảm nhận sóng mang vật lý cho các phương tiện truyền thông dựa vào sóng vô tuyến, vì các bộ thu phát có thể truyền nhận đồng thời chỉ khi chúng kết hợp chặt chẽ với các thiết bị điện tử đắt tiền khác. Hơn nữa các nút ẩn tiềm ẩn bất cứ vị trí nào, cảm nhận sóng mang không thể cung cấp tất cả các thông tin cần thiết.
Chức năng cảm nhận sóng mang ảo được cung cấp bởi vector định vị mạng (Network Allocation Vector_NAV). Hầu hết các khung dữ liệu 802.11 mang theo trường duration dùng để đặt chỗ môi trường truyền trong một khoảng thời gian xác định. NAV là bộ định thời cho biết thời gian môi trường sẽ được dành riêng tính theo micro giây. Các trạm thiết lập giá trị NAV cho thời gian để sử dụng môi trường bao gồm các khung dữ liệu cần thiết để hoàn thành thao tác hiện tại. Các trạm khác đếm ngược từ NAV đến 0. Khi NAV khác 0, chức năng cảm nhận sóng mang ảo cho thấy môi trường bận; khi NAV bằng 0 nghĩa là môi trường đang rỗi.

H4.5: sử dụng NAV cho cảm nhận sóng mang ảo

Khi sử dụng NAV các trạm có thể chắc chắn rằng các thao tác atomic không bị ngắt giữa chừng. Ví dụ: trình tự RTS/CTS trong hình H4.3 là một atomic, hình H4.5 thể hiện cách NAV giữ cho trình tự đó không bị ngắt. Hoạt động trên môi trường truyền dẫn bởi các trạm được thể hiện bởi các thanh đậm và mỗi thanh được gán nhãn với dạng khung dữ liệu. Khoảng cách giữa các khung dữ liệu được mô tả bởi các khoảng trắng giữa các khối. Cuối cùng, bộ định thời NAV được thể hiện bởi các thanh trên đường NAV ở cuối sơ đồ. Các khung RTS và CTS chứa tiêu đề có mang trường NAV, được mô tả trên đường của nó thể hiện NAV liên quan đến việc truyền dẫn thực sự trong không khí. Khi một thanh NAV được thể hiện trên NAV, các trạm thường trì hoãn truy cập đến môi trường vì kỹ thuật cảm nhận sóng mang ảo sẽ thông báo môi trường bận.
Để đảm bảo trình tự không bị ngắt, nút 1 thiết lập NAV trên khung RTS của nó để khóa truy cập đến môi trường trong khi RTS được truyền. Tất cả các trạm lắng nghe RTS trì hoãn truy cập đến môi trường cho đến khi hết NAV.

H4.6: Các quan hệ khoảng cách khung

Tất cả các trạm không cần thiết lắng nghe các khung RTS, vì vậy trạm nhận trả lời bằng một CTS gồm một NAV ngắn hơn. NAV này ngăn các trạm khác truy cập đến môi trường cho đến khi hoàn thành truyền. Sau khi hoàn thành trình tự truyền môi trường có thể được sử dụng bởi các trạm sau DIFS (Distributed Interkhung dữ liệu Space) được mô tả bởi cửa sổ tranh chấp bắt đầu từ phía trái của hình H6.
Trao đổi RTS/CTS hữu ích trong những vùng mật độ cao với những mạng chồng lắp nhiều. Mỗi trạm trong cùng kênh vật lý nhận NAV và trì hoãn quá trình truy cập thỏa đáng cho dù các trạm được cấu hình trong các mạng khác nhau

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:34 AM

4.5. Khoảng cách khung (Interkhung dữ liệu Spacing):
Cũng giống như mạng Ethernet truyền thống, khoảng cách khung đóng vai trò quan trọng trong việc sắp xếp truy cập vào môi trường truyền dẫn, 802.11 sử dụng 4 khoảng cách khung khác nhau, 3 trong số chúng xác định truy cập môi trường.
Một phần của giải thuật tránh tắc nghẽn được xây dựng trong lớp 802.11 MAC, các trạm trì hoãn truyền cho đến khi môi trường trở thành rỗi. Những khoảng cách khung không ổn định tạo thành những mức ưu tiên khác nhau cho những dạng lưu lượng khác nhau. Lưu lượng độ ưu tiên cao không phải đợi lâu sau khi môi trường trở nên rỗi. Vì vậy nếu có một số luồng lưu lượng độ ưu tiên cao đang chờ nó sẽ sử dụng mạng trước khi những khung dữ liệu có độ ưu tiên thấp có cơ hội. Để hỗ trợ thao tác truyền giữa những tốc độ dữ liệu khác nhau, khoảng cách khung là một khoảng thời gian cố định độc lập với tốc độ truyền (đây chỉ là một trong những vấn đề gây nên bởi có nhiều lớp vật lý sử dùng cùng những nguồn sóng vô tuyến có kỹ thuật điều chế khác nhau).
- SIFS (Short interkhung dữ liệu space): được sử dụng cho quá trình truyền có độ ưu tiên cao như các khung RTS/CTS và không báo nhận xác thực. Quá trình truyền độ ưu tiên cao có thể bắt đầu mỗi khi SIFS trôi qua. Khi quá trình truyền có độ ưu tiên cao bắt đầu thì môi trường trở nên bận, như vậy các khung dữ liệu được truyền sau khi SIFS trôi qua có độ ưu tiên cao hơn các khung dữ liệu được truyền chỉ sau những khoảng thời gian dài hơn.
- PIFS (PCF interkhung dữ liệu space): thỉnh thoảng bị gọi nhầm là khoảng cách khung ưu tiên được sử dụng bởi PCF trong suốt quá trình thao tác không tranh chấp. Các trạm với dữ liệu được truyền trong chu kỳ không tranh chấp có thể truyền sau khi hết PIFS và được quyền ưu tiên hơn các lưu lượng dựa vào tranh chấp khác.
- DIFS (DCF interkhung dữ liệu space): là thời gian rỗi môi trường nhỏ nhất đối với các dịch vụ trên cơ sở tranh chấp. Các trạm có thể ngay lập tức truy cập đến môi trường nếu môi trường tự do trong chu kỳ lớn hơn DIFS.
- EIFS (Extended interkhung dữ liệu space): là một khoảng thời gian thay đổi, chỉ được sử dụng khi có lỗi truyền khung dữ liệu.
4.6. Khoảng cách khung và độ ưu tiên:
Các thao tác atomic cũng bắt đầu giống những quá trình truyền thông thường: phải chờ trong một khoảng cách khung thỏa đáng. Tuy nhiên, đối với những bước tiếp theo trong thao tác atomic tham gia sau khi SIFS kết thúc, đúng hơn là sau DIFS, vì SIFS nhỏ hơn các khoảng cách khung khác, các bước tiếp theo của thao tác atomic sẽ giành lấy môi trường trước khi các dạng khung dữ liệu được truyền. Bằng cách sử dụng SIFS và NAV các trạm có thể đặt chỗ môi trường khi cần thiết.
Trong hình H4.5 khoảng cách khung nhỏ được sử dụng giữa những đơn vị khác nhau trong trao đổi atomic. Sau khi trạm gửi truy cập đến môi trường, trạm nhận sẽ trả lời bằng một CTS sau SIFS. Một số trạm có thể cố gắng truy cập vào môi trường vào thời điểm kết thúc RTS sẽ chờ một trong khoảng thời gian DIFS. Một phần qua khoảng thời gian DIFS mặc dù hết thời gian SIFS CTS được truyền đi.
4.7. Truy cập trên cơ sở tranh chấp sử dụng DCF (contention-based access):
Hầu hết lưu lượng sử dụng DCF cung cấp dịch vụ trên cơ sở tranh chấp giống Ethernet chuẩn. DCF cho phép nhiều trạm độc lập tương tác với nhau không thông qua trung tâm điều khiển và như vậy có thể được sử dụng trong các mạng IBSS hoặc các mạng ổn định.
Trước khi thử truyền, mỗi trạm kiểm tra môi trường rỗi hay không, nếu môi trường không rỗi các trạm sẽ trì hoãn lẫn nhau và sử dụng giải thuật lùi ngẫu nhiên để tránh đụng độ.
Khi xây dựng tập các nguyên tắc cho 802.11 MAC, có một tập các quy tắc cơ bản luôn được sử dụng và các quy tắc thêm vào có thể được chấp nhận phụ thuộc vào tình huống cụ thể. Hai quy tắc cơ bản áp dụng cho tất cả các quá trình truyền sử dụng DCF:
1. Nếu môi trường trở nên rỗi trong thời gian lớn hơn DIFS thì quá trình truyền có thể bắt đầu ngay lập tức. Cảm nhận sóng mang được thực hiện bằng cách sử dụng cả phương pháp phụ thuộc môi trường vật lý và phương pháp ảo (NAV).
a. Nếu nhận được khung dữ liệu trước đó không có lỗi nào thì môi trường phải được giải phóng sau thời gian ít nhất là DIFS.
b. Nếu quá trình truyền trước đó có lỗi thì môi trường truyền phải được giải phóng trong khoảng EIFS.
2. Nếu môi trường không rỗi, các trạm phải chờ cho đến khi kênh truyền rỗi. 802.11 đề cập đến thời gian chờ như thời gian trì hoãn truy cập (access deferral). Nếu truy cập bị trì hoãn, trạm phải chờ môi trường trở nên rỗi trong khoảng thời gian DIFS và chuẩn bị giải thuật lùi dạng lũy thừa.
Những quy tắc thêm vào có thể được chấp nhận trong một số trường hợp. Rất nhiều quy tắc phụ thuộc vào tình huống cụ thể trên đường dây và cụ thể đối với kết quả của quá trình truyền trước đó.
1. Khôi phục lỗi là trách nhiệm của các trạm truyền khung dữ liệu. Các trạm truyền mong muốn nhận được các thông báo nhận của mỗi khung dữ liệu được truyền và chịu trách nhiệm truyền lại cho đến khi thành công.
a. Các thông báo nhận là biểu hiện của truyền thành công. Trao đổi atomic phải hoàn thành trọn vẹn mới gọi là thành công. Nếu một thông báo nhận được mong đợi nhưng không đến trạm gửi xem như bị thất lạc và phải được truyền lại.
b. Tất cả dữ liệu unicast phải được thông báo xác thực trong khi dữ liệu broadcast thì không (nghĩa là chất lượng dịch vụ dữ liệu unicast cao hơn dữ liệu broadcast mặc dù liên kết vô tuyến vốn là môi trường broadcast).
c. Bất cứ lỗi truyền nào cũng làm gia tăng biến đếm số lần thử lại và phải thực hiện truyền lại. Lỗi có thể do gia tăng truy cập vào môi trường hoặc mất thông báo nhận. Tuy nhiên sẽ không còn cửa sổ tắc nghẽn khi thử truyền lại.
2. Trình tự khung dữ liệu sẽ cập nhật thông tin NAV trong mỗi bước của thủ tục truyền. Khi một trạm nhận được môi trường dành riêng cho nó trong thời gian lâu hơn NAV hiện tại thì trạm sẽ thực hiện cập nhật lại giá trị NAV. Thiết lập NAV được thực hiện trên cơ sở từng khung.
3. Những dạng tiếp theo của khung dữ liệu có thể được truyền sau thời gian SIFS và như vậy sẽ nhận được độ ưu tiên cao nhất: các thông báo nhận, CTS là một trình tự trao đổi RTS/CTS và phân mảnh trong trình tự phân mảnh.
a. Mỗi lần một trạm truyền khung dữ liệu thứ nhất trong trình tự truyền sẽ thực hiện kiểm soát kênh truyền đó, các khung dữ liệu thêm vào và các thông báo nhận được gửi bằng cách sử dụng các khoảng cách khung nhỏ, điều này sẽ khóa không cho trạm khác tham gia vào quá trình truyền trên kênh.
b. Các khung dữ liệu thêm vào trong trình tự truyền cập nhật giá trị NAV với những khoảng thời gian sử dụng môi trường.
4. Trình tự khung dữ liệu mở rộng được yêu cầu cho những gói mức cao hơn, là những gói lớn hơn ngưỡng được cấu hình
a. Những gói lớn hơn ngưỡng RTS phải có trao đổi RTS/CTS.
b. Những gói lớn hơn ngưỡng phân mảnh phải bị phân mảnh.
4.8. Khôi phục lỗi bằng DCF:
Phát hiện lỗi và sửa lỗi là nhiệm vụ của trạm thực hiện trao đổi khung dữ liệu atomic. Khi phát hiện một lỗi, dữ liệu tại trạm phải được gửi lại. Trạm gửi phát hiện lỗi. Trong một vài trường hợp, trạm gửi có thể suy ra mất khung dữ liệu do không nhận được thông báo nhận từ trạm nhận. Biến đếm số lần thử truyền tăng lên khi truyền lại khung dữ liệu.
Mỗi khung dữ liệu hay mảnh có một biến đếm số lần truyền lại tương ứng với nó. Mỗi trạm có hai biến đếm dạng này: biến đếm số lần truyền lại nhỏ và biến đếm số lần truyền lại lớn. Các khung dữ liệu nhỏ hơn ngưỡng RTS được xem là ngắn, các khung dữ liệu lớn hơn ngưỡng này được xem là dài. Tùy thuộc vào độ dài khung dữ liệu mà sẽ tương ứng với biến đếm số lần truyền lại nhỏ hay lớn. Biến đếm này khởi tạo bằng 0 và tăng lên khi có lỗi truyền khung dữ liệu.
Biến đếm số lần truyền lại nhỏ được gán về 0 khi:
- Nhận được một khung CTS trong thông điệp trả lời cho một khung RTS được truyền.
- Nhận được thông báo nhận lớp MAC sau khi truyền không phân mảnh.
- Nhận được một khung dữ liệu quảng bá hay unicast.
Biến đếm số lần truyền lại lớn được gán về 0 khi:
- Nhận được thông báo nhận lớp MAC của một khung dữ liệu lớn hơn ngưỡng RTS.
- Nhận được một khung dữ liệu quảng bá hay unicast.
Cùng với biến đếm số lần truyền lại tương ứng, các mảnh còn được gán một giá trị “lifetime” (thời gian sống) bởi lớp MAC. Khi phân mảnh đầu tiên được truyền đi, bộ đếm thời gian sống bắt đầu hoạt động. Khi hết thời gian sống, khung dữ liệu sẽ bị hủy bỏ và không có cố gắng nào để truyền những phân mảnh còn lại. Hiển nhiên các giao thức lớp cao hơn có thể phát hiện mất và truyền lại dữ liệu, khi giao thức lớp cao hơn như TCP truyền lại dữ liệu sẽ có một khung dữ liệu lớp MAC mới và các giá trị biến đếm số lần truyền lại đều được khởi tạo lại.
4.9. Các biến đếm số lần truyền lại (retry counter):
Cũng giống như hầu hết các giao thức mạng khác, 802.11 cung cấp sự tin cậy thông qua khả năng truyền lại. Truyền dữ liệu xảy ra trong ngữ cảnh một trình tự atomic và toàn bộ trình tự phải được hoàn thành mới được gọi là thực hiện truyền thành công. Khi một trạm truyền một khung dữ liệu nó phải nhận được thông báo nhận từ trạm nhận, nếu không sẽ xem như truyền thất bại. Lỗi khi truyền sẽ làm tăng biến đếm số lần truyền lại tương ứng với khung dữ liệu (hoặc phân mảnh). Nếu hết giới hạn truyền lại, khung dữ liệu sẽ bị hủy bỏ và sẽ có thông báo mất khung dữ liệu lên các giao thức lớp cao hơn.
Một trong những lý do có khung dữ liệu dài và ngắn là cho phép người quản trị mạng điều chỉnh tình trạng mạng đối với những khung có chiều dài khác nhau. Các khung dữ liệu lớn yêu cầu không gian bộ đệm lớn hơn, vì vậy một ứng dụng tốt phải có hai giới hạn truyền lại riêng biệt để giảm giới hạn thử truyền lớn nhằm giảm không gian bộ đệm

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:35 AM

4.10. Lùi ngẫu nhiên với DCF
Sau khi hoàn thành truyền khung dữ liệu và hết thời gian DIFS, các trạm có thể thử truyền dữ liệu dựa trên tắc nghẽn. Một chu kỳ gọi là cửa sổ tranh chấp hay cửa sổ lùi ngẫu nhiên theo sau DIFS. Cửa sổ này chia thành nhiều khe, độ dài khe phụ thuộc vào môi trường truyền dẫn, lớp vật lý tốc độ cao hơn sử dụng thời gian khe ngắn hơn. Các trạm lấy một khe ngẫu nhiên và chờ trong thời gian khe trước khi thử truy cập vào môi trường, tất cả các khe được lựa chọn như nhau. Khi nhiều trạm cùng thử truyền thì trạm lấy được khe đầu tiên (số ngẫu nhiên nhỏ nhất) sẽ giành được quyền truyền dữ liệu.
Cũng giống như Ethernet, thời gian lùi ngẫu nhiên được lựa chọn trong khoảng lớn hơn thời gian một quá trình truyền thất bại. Hình H4.7 thể hiện sự phát triển của cửa sổ tranh chấp như số các quá trình truyền tăng lên, sử dụng giá trị của lớp vật lý DSSS 802.11b. Các lớp vật lý khác sử dụng các kích thước khác nhưng cơ bản là giống nhau. Kích thước cửa sổ tranh chấp luôn là 2k-1. Mỗi lần biến đếm số lần truyền lại tăng lên, cửa sổ tranh chấp di chuyển sang lũy thừa của 2 cao nhất tiếp theo. Kích thước của cửa sổ tranh chấp bị hạn chế bởi lớp vật lý. Ví dụ: lớp vật lý DS giới hạn cửa sổ tranh chấp là 1023 khe truyền.
Khi cửa sổ tranh chấp đạt đến kích thước lớn nhất, nó sẽ ở đó cho đến khi bị có thể khởi tạo lại. Lưu ý đến những cửa sổ tranh chấp lớn khi nhiều trạm cùng thử để tăng truy cập vào môi trường tuân theo giải thuật lớp MAC ổn định trong mức tải lớn nhất. Cửa sổ tranh chấp được trả về lại giá trị nhỏ nhất khi truyền khung dữ liệu thành công hoặc biến đếm số lần thử truyền đạt giá trị lớn nhất và khung dữ liệu bị hủy.

H4.7: Kích thước cửa sổ tranh chấp DSSS

4.11. Phân mảnh và tái hợp:
Các gói mức cao và một số khung điều khiển lớn cần được phân thành các mảnh để phù hợp với kênh không dây. Phân mảnh giúp gia tăng sự tin cậy ngăn ngừa nhiễu. Các trạm mạng không dây có thể phân mảnh quá trình truyền, như vậy nhiễu sẽ chỉ ảnh hưởng đến những phân mảnh nhỏ mà không tác động đến những khung dữ liệu lớn. Vì ngay lập tức giảm đi một lượng dữ liệu có thể bị nhiễu làm sai lạc, phân mảnh tạo ra thông lượng hiệu quả cao hơn. Nhiễu có thể do nhiều nguyên nhân, một số sóng viba gây nên nhiễu đối với mạng 2,4GHz. Bức xạ điện từ phát sinh từ các tia magnetron trong suốt gồm có xung lên và xung xuống nên sóng viba gây ra nhiễu trong một nửa thời gian, hiện nay rất nhiều loại điện thoại di động cũng gây ra nhiễu.
Mạng không dây có thể thử phân mảnh truyền nên nhiễu chỉ ảnh hưởng đến các phân mảnh nhỏ. Phân mảnh được thực hiện khi chiều dài của gói vượt quá ngưỡng phân mảnh được cấu hình bởi người quản trị mạng. Tất cả các phân mảnh đều có cùng số thứ tự khung nhưng có số phân mảnh tăng dần để tái hợp dữ liệu. Thông tin điều khiển khung dữ liệu cũng cho biết có nhiều phân mảnh đến được hay không. Tất cả các phân mảnh của một khung dữ liệu thường được gửi trong một bó phân mảnh (fragmentation burst).

H4.8: Bó phân mảnh

Lược đồ trên cho thấy quá trình phân mảnh cũng kết hợp chặt chẽ với một trao đổi RTS/CTS vì thông thường ngưỡng phân mảnh và ngưỡng RTS/CTS được thiết lập cùng một giá trị, NAV và SIFS được kết hợp sử dụng để điều khiển truy cập đến môi trường.
Các phân mảnh và thông báo nhận của chúng được tách rời ra bởi SIFS, vì vậy một trạm phải lưu lại quá trình điều khiển kênh suốt một bó phân mảnh. Sử dụng NAV để đảm bảo các trạm khác không sử dụng kênh này trong suốt một bó phân mảnh. Với bất cứ một trao đổi RTS/CTS nào, cả RTS và CTS đều thiết lập giá trị NAV bằng thời gian đến được trạm cuối của phân mảnh đầu tiên trong không không khí. Các phân mảnh con sau đó sẽ tạo thành một chuỗi. Mỗi phân mảnh thiết lập NAV để giữ môi trường cho đến khi nhận được ACK 2 và tiếp tục như vậy. Sau khi phân mảnh cuối cùng và thông báo nhận của nó được gửi đi, NAV được gán về 0 cho biết môi trường sẽ được giải phóng sau khi bó phân mảnh hoàn thành.

**sát thủ đẹp trai** · 10-08-2007, 12:35 AM

4.12. Định dạng khung dữ liệu
Định dạng khung dữ liệu 802.11 MAC như sau:

H4.9: khung dữ liệu 802.11 MAC

Các trường được truyền từ trái sang phải. Frame 802.11 MAC không bao gồm một số đặc tính khung Ethernet truyền thống, hầu hết là các trường chiều dài/kiểu đặc biệt và preamble. Preamble là một phần của lớp vật lý và các chi tiết đóng gói như kiểu và chiều dài được thể hiện trong tiêu đề của dữ liệu được mang trong khung dữ liệu 802.11.
4.12.1. Trường điều khiển khung dữ liệu
Mỗi khung dữ liệu bắt đầu với 2 byte trường điều khiển, các thành phần trong trường điều khiển:
- Phiên bản giao thức: hai bit cho biết phiên bản của 802.11 MAC sử dụng trong khung dữ liệu, hiện nay chỉ có một phiên bản 802.11 MAC được phát triển, được đánh dấu số giao thức là 0. Các giá trị khác sẽ xuất hiện khi IEEE chuẩn hóa những thay đổi của MAC làm cho nó không tương thích với đặc tả ban đầu, hơn nữa không có phiên bản 802.11 nào yêu cầu tăng số giao thức.
- Trường type và subtype: hai trường này nhận dạng kiểu khung dữ liệu đang được sử dụng. Để chống nhiễu và thất lạc, một số chức năng điều khiển được kết hợp chặt chẽ với 802.11 MAC. Một số như các thao tác RTS/CTS và các thông báo nhận.

H4.10: Trường điều khiển khung dữ liệu

Kiểu khung dữ liệu là bit thứ 3 (b2 b3), kiểu khung phụ là bit thứ 7 (b4 b5 b6 b7).
- Các bit ToDS và FromDS: cho biết một khung dữ liệu có được dành riêng cho một hệ thống phân tán hay không. Tất cả các khung dữ liệu trên các mạng ổn định có một tập các bit hệ thống phân tán. Sự thể hiện các trường địa chỉ phụ thuộc và việc thiết lập các bit này.

Bảng 4.1: Các bit ToDS và FromDS

- Bit more fragment: chức năng của bit này giống như chức năng của bit ‘more fragment’ trong IP. Khi các gói mức cao hơn được phân mảnh trong lớp MAC, phân mảnh đầu tiên và các phân mảnh tiếp theo không phải là phân mảnh cuối cùng bit này được gán là 1. Các khung dữ liệu và một số khung quản lý có thể đủ lớn để yêu cầu phân mảnh, tất cả các khung dữ liệu khác thiết lập bit này bằng 0. Trong thực tế, hầu hết các khung dữ liệu được truyền với kích thước Ethernet lớn nhất và thường không sử dụng phân mảnh.
- Bit retry: thỉnh thoảng các khung dữ liệu có thể được truyền, các khung được truyền lại thiết lập bit này bằng 1 để giúp các trạm nhận loại trừ các khung dữ liệu nhân bản/dư thừa/trùng lặp.
- Bit power management: Để duy trì pin, nhiều thiết bị nhỏ có khả năng ngắt điện một số phần của giao tiếp mạng. Bit này cho biết trạm gửi sẽ ở trong trạng thái nguồn an toàn sau khi hoàn thành trao đổi khung dữ liệu atomic hay không. Giá trị 1 cho biết trạm sẽ ở trạng thái tiết kiệm nguồn điện và 0 nghĩa là trạm ở trạng thái hoạt động bình thường. Các access point thực hiện một số chức năng quản lý quan trọng và không được cho phép tiết kiệm nguồn vì vậy bit này luôn có giá trị 0 trong các khung dữ liệu được truyền bởi một access point.
- Bit more data: để điều chỉnh các trạm trong trạng thái tiết kiệm nguồn điện, các access point có thể đệm các khung dữ liệu nhận được từ hệ thống phân tán, một access point thiết lập bit này để thông báo rằng có ít nhất một khung đã được đệm dành cho một trạm nào đó.
- Bit protected khung dữ liệu: quá trình truyền không dây dễ bị ngăn chặn hơn quá trình truyền trên mạng cố định. Nếu khung dữ liệu được bảo vệ bởi các giao thức bảo mật lớp liên kết thì bit này có giá trị 1 và khung dữ liệu thay đổi một cách yếu ớt, bit này trước đây gọi là bit WEP.
- Bit order: các khung dữ liệu và các phân mảnh có thể được truyền theo thứ tự chi phí xử lý thêm vào bởi cả trạm truyền và nhận lớp MAC, khi triển khai thứ tự chặt chẽ thì bit này có giá trị 1

Announcement

Tổng Quan Về Mạng Không Dây

Tổng Quan Về Mạng Không Dây

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment

Comment