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Wi-Fi è strutturalmente half duplex perché un dispositivo o trasmette o riceve.
Il mezzo trasmissivo è denominato etere e si può considerare condiviso, analogamente ad Ethernet, tra tutte le stazioni Wi-Fi che operano nello stesso raggio d'azione.
Diversamente da Ethernet, non è possibile rilevare le collisioni mentre si trasmette né è possibile utilizzare una tecnica analoga a quella del protocollo CSMA/CD come evidenziano i seguenti scenari.
Il problema della stazione nascosta
Siano date tre stazioni A, B, C con i raggi d’azione raffigurati.
La stazione A ha in corso una trasmissione verso B.
C ascolta il mezzo e lo trova libero.
C trasmette verso a B.
Quando C comincia la trasmissione disturba la trasmissione di A, impedendo a B di riceverla.
Il risultato finale è che sia A che C dovranno ritrasmettere il loro messaggio.
Il problema della stazione esposta
Siano date quattro stazioni A, B, C, D con i raggi d’azione raffigurati.
La stazione B ha in corso una trasmissione verso A.
C ascolta il mezzo per stabilire se è libero per trasmettere verso D.
C rileva la trasmissione di B e si astiene dalla trasmissione ritenendo il mezzo occupato.
In realtà la conclusione alla quale arriva la stazione C è errata perché la trasmissione verso D non creerebbe interferenze alla stazione A.
Carrier Sensing Virtuale
Per evitare i problemi evidenziati negli scenari precedenti, si è sviluppata una tecnica basata su dei contatori detti NAV.
L’idea di base consiste nello stimolare il destinatario nell'emettere un breve frame prima di iniziare una comunicazione, in modo da informare le stazioni ad esso vicine di non interferire per l’intera durata della trasmissione che sta per avvenire.
Il protocollo è il seguente:
A, volendo trasmettere un frame a B, invia preventivamente a B un frame RTS (Request To Send) contenente la durata della trasmissione che si intende effettuare;
quando B riceve un frame RTS, risponde con un frame CTS (Clear To Send) contenente anch'esso la durata della trasmissione che si intende effettuare;
quando A riceve un CTS può cominciare il trasferimento del frame contenente i dati.
Ogni stazione nel raggio d’azione di A o B riceverà uno o entrambi i frame CTS/RTS, ed imposterà un contatore, chiamato NAV (Network Allocation Vector), per la durata indicata dal frame.
Il NAV viene decrementato nel tempo, fino a 0; quando NAV è diverso da zero, vuol dire che una trasmissione è in atto nelle vicinanze.
Il protocollo CSMA/CA (Carrier Sense Medium Access with Collision Avoidance)
Il meccanismo di Carrier Sensing Virtuale funziona bene solo nel caso teorico in cui le stazioni abbiano tutte lo stesso raggio d’azione e i frame RTS e CTS possano essere scambiati in tempo infinitesimo.
Nella realtà questo meccanismo non è in grado di impedire che le collisioni avvengano e quindi tale protocollo viene, in genere, affiancato a tecniche di Carrier Sensing Reale.
Il canale è considerato libero, quando sia il Carrier Sensing Virtuale (tramite il contatore NAV) che il Carrier Sensing Reale non rilevano attività.
Il protocollo Wi-Fi prevede che una stazione quando riceve in modo corretto un frame con i dati veri e propri, risponde con uno speciale frame detto ACK (abbreviazione di Acknowledge). Se tale frame di conferma non arriva nei tempi stabiliti il frame con i dati viene inviato nuovamente.
Sito: 7ecnologie
Sezione: 13. Reti
Capitolo: 03. La suite TCP/IP
Paragrafo: 01. Network Access
Approfondimento: 05. Trasmissione e collisioni nella Wi-Fi
Indice dei capitoli: 00. Risorse - 01. Le telecomunicazioni - 02. Il modello OSI - 03. La suite TCP/IP - 04. Il cablaggio strutturato - 05. LAB - 07. Tutorial - 98. Esercizi
Indice dei paragrafi: 01. Network Access - 02. Livello Internet - 03. Livello Transport - 04. Livello Application
Indice degli approfondimenti: 01. Ethernet - 02. Switch e VLAN - 03. Bridge - 04. Radiocomunicazione Wi-Fi - 05. Trasmissione e collisioni nella Wi-Fi - 06. Modalità strutturali della rete Wi-Fi - 07. Configurazione di un AP - 08. Reti ad accesso pubblico - 09. Modem
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