پروتکل های MAC شبکه های بیسیم MAC protocols for wireless networks

پروتکل های MAC شبکه های بیسیم MAC protocols for wireless networks

در این پست مقاله کوتاهی در رابطه با پروتکل های MAC شبکه های بیسیم آماده کرده ایم که امیدواریم بر دانش شما عزیزان در زمینه شبکه بیفزاید.

از آنجایی که در شبکه بیسیم ، لایه MAC یکی از لایه های کلیدی به شمار می آید، لذا پروتکل های بسیاری برای این لایه از سوی افراد و سازمان های مختلفی ارائه شده است. پروتکل های ارائه شده هر یک سعی در بالا بردن توان عملیاتی شبکه و در عین حال کاهش تصادم و از بین رفتن داده ها دارند.

یکی از بزرگترین مسئله ای که پروتکل ها سعی در رفع آن دارند مساله ایستگاه پنهان و آشکار است که هر یک از پروتکل های طراحی شده به نحوی با این مشکل درگیر بوده اند و فقط برخی از آن ها توانسته اند این مساله را تا حدودی بهبود بخشند.

توضیحات بیستر مقاله پروتکل های MAC شبکه های بیسیم را با مراجعه به ادامه مطلب مطالعه نمائید.

ویژگی های یک پروتکل لایه MAC ایده آل :

• تاخیر کم
• توان عملیاتی بالا
• پشتیبانی از چند رسانه ای
• کم مصرف بودن
• مقاوم در برابر خطاهایی که در کانال انتقال به وجود می آیند
• پایداری
• آگاه بودن

پروتکل های MAC که طراحی می شوند دارای برخی از ویژگی های گفته شده هستند و نمی توان پروتکلی یافت که همه ویژگی های فوق را داشته باشند. بنابراین یکی از چالش های متخصصین شبکه های بیسیم طراحی پروتکل هایی است که بتوانند دارای ویژگی های فوق باشند.

طبقه بندی پروتکل های لایه MAC :

پروتکل های لایه MAC را می توان بر حسب پارامترهای مختلفی ارزیابی کرد و آنها را دسته بندی نمود. یکی از مهمترین مسائلی که در پروتکل های MAC مطرح می شود، مساله Contention یا رقابت برای تصاحب کانال است.

همانطور که در شکل بالا مشاهده می کنید در برخی از پروتکل ها مانند Tdma , Fdma , Cdma اصلا مساله رقابت مطرح نیست، زیرا این پروتکل ها کانال را از لحاظ زمانی و یا فرکانسی به بازه های مختلفی تقسیم کرده و امکان تداخل و تصادم در کانال وجود ندارد و بنابراین همه ایستگاه ها می توانند در بازه های زمانی که به آن ها اختصاص داده می شود و یا فرکانس مخصوص به خودشان داده هایشان را ارسال کنند.

اما پروتکل هایی که بر پایه رقابت هستند نیز به دو دسته تقسیم می شوند. برخی از آنها مانند ALOHA , CSMA به طور تصادفی به کانال دسترسی دارند. مثلا در CSMA هنگامی که ایستگاهی داده ای برای ارسال دارد ابتدا به کانال گوش می دهد و در صورت مشغول نبودن کانال شروع به ارسال می کند. و یا در ALOHA در بازه های زمانی اختصاص داده شده ، داده ارسال می گردد .

دسته دیگر پروتکل هایی که بر پایه رقابت هستند برای تصاحب کانال و جلوگیری از بروز پدیده تصادم از بسته های کنترلی استفاده می کنند. پارامتر دیگری که در این پروتکل ها مطرح است ، نحوه گوش دادن به کانال و یا در اصطلاح sense کردن کانال است.

نحوه گوش کردن به کانال در پروتکل های زیر لایه Mac :

اصولا Sense کردن کانال به دو روش انجام می شود :

1. Carrier Sensing

2. Packet Sensing

در روش اول ایستگاه به محض این که ابتدای بسته دریافتی را تشخیص داد تشخیص می دهد که کانال مشغول است. اما در روش دوم ایستگاه می بایست کل بسته را دریافت کند و تا زمانی که کل بسته را دریافت نکنند قادر به تشخیص مشغول بودن کانال نیستند. گاهی اوقات به روش Packet Sensing ، شنود مجازی یا Virtual Sensing نیز گفته می شود. روش اول در بسیاری از موارد کارایی بالاتری نسبت به روش دوم دارد اما این قابلیت در بسیاری از رادیوهای طیف گسترده وجود ندارد.

خلاصه :
در این مطالب ارائه شده پروتکل های لایه Mac از نظر نحوه عملکرد بررسی شدند. همچنین ویژگی های یک پروتکل لایه Mac ایده آل بیان شد. همچنین پروتکل های لایه Mac از لحاظ مبتنی بودن بر رقابت برای تصاحب کانال طبقه بندی شدند و نحوه شنود کانال توسط ایستگاه ها که به دو روش Packet Sense و Carrier Sense انجام می شود ، مورد بررسی قرار گرفت.

امیدواریم که این مقاله کوتاه پروتکل های MAC شبکه های بیسیم مفید و مورد توجه بوده باشد.