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Isabelle Guérin Lassous
Isabelle.Guerin-Lassous@ens-lyon.fr
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WiFi avancé
• Aller plus loin que la 1ère présentation
de F. Dupont sur le niveau 2
• IEEE 802.11-2012
– Dernier standard
• 2793 pages...
– Reprend la dernière révision du standard
de 2007
– Intègre de nouveaux amendements
• k/r/y/w/n/p/z/v/u/s
3
Accès au médium radio
4
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• 2 modes
– DCF et PCF
– Communication sur un canal
• DCF
– CSMA/CA
– DIFS, backoff, CW, ACK, BEB
– RTS/CTS
– Fragmentation
• Zone de détection de porteuse
• Zone de communication
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MAC DCF – mode diffusion locale
• Mode broadcast
• Même principe
• Mais pas d’ACK
• Quels paquets sont envoyés en mode
diffusion locale ?
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MAC DCF - EIFS
• En-tête MAC
– Champ de contrôle
• CRC sur 32 bits
• Défini comme tel dans le standard
– « L’EIFS doit être utilisé par la DCF à chaque
fois que la couche PHY indique à la couche
MAC qu’une transmission a commencé et
qu’elle ne résulte pas en une réception correcte
de la trame MAC avec une valeur CRC correcte
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MAC DCF – EIFS
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EIFS
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DIFS
DIFS
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Paramètres de 802.11b
• DIFS
– 50 micros
• SIFS
– 10 micros
• CW
– 0 – 31 slots
• Slot
– 20 micros
• En-tête physique
– 1 Mb/s (192 micros – en-tête long) ou 1-2 Mb/s (96 micros –en-
tête court)
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Paramètres de 802.11a
• DIFS
– 34 micros
• SIFS
– 16 micros
• CW
– 0 – 15 slots
• Slot
– 9 micros
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– 20 micros
10
802.11g
• Différentes couches physiques
• Modes obligatoires
• ERP-DSSS/CCK
• ERP-OFDM
• Certains débits physiques obligatoires
• Modes optionnels
• DSSS-OFDM
• Préambule et en-tête DSSS + données OFDM
• ERP-PBCC
• 22/33 Mb/s
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Interopérabilité b/g
• DSSS-OFDM
• ERP-OFDM – mécanisme de protection
• RTS/CTS
• Toutes les stations doivent détecter les RTS et
CTS
• Envoyés avec un débit de aBasicSetRate
• Modulation DSSS
• CTS-to-self
• La source s'envoie un paquet CTS
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12
Paramètres de 802.11g
• DIFS
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• CW
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• Slot
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• Dépend du mode utilisé et des mécanismes de
protection
13
802.11e
• Introduction de la qualité de service
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• Pour le transport de la ToIP et d'applications audio/
vidéo
• Hybrid Coordination Function
– HCF Control Channel Access
– EDCA
• Enhanced Distributed Coordination Access
14
EDCA
l Classes de trafic
– Différentes probabilités d’accès au médium
l Compatible avec DCF
l Caractéristiques
– 4 catégories de trafic (TC) / station
• 802.1p – 802.1Q (cf cours QSM)
– DIFS → AIFS(TC) (Arbitration InterFrame
Space)
l AIFS ≥ DIFS
– CWmin → CWmin(TC) (optionnel pour max)
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Station 802.11e
16
Opportunité de transmission
• On gagne un temps de transmission
– Et non plus un accès au médium
• 802.11a/b/g
– Possibilité de transmettre plusieurs paquets
consécutifs
• Séparées par SIFS
• Opportunité de transmission = 0
– Un seul paquet peut être envoyé
17
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pour 802.11e
Catégorie
d’accès
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Aucun acquittement
l Communication point-à-point sans ACK
l Fiabilité traitée par d'autres couches
l Envisagé dans 802.11e
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Bloc d'acquittements
• TXOP dans 802.11e
– Envoi de trames consécutives
– Chaque trame acquittée
– Un seul ACK possible sur les trames
consécutives
• Une station indique si elle peut gérer les
blocs d'ACKs
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Bloc d'acquittements
IEEE 802.11-2007
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Bloc d'acquittements
• Bloc immédiat
– Le récepteur répond tout de suite à la source
• Cf schéma précédent
• Bloc retardé
– ACK classique
– Puis bloc d'ACKs lors d'une opportunité de
transmission suivante
• Retransmission des paquets perdus
– Dans un nouveau bloc de trames
– Trame par trame (individuellement)
• Mécanisme envisagé dans 802.11e et 802.11n
Couche MAC dans 802.11n
• Reprend les notions de TXOP et de blocs
d’acquittements, plus
• Un schéma d’agrégation à 2 niveaux
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Agrégation à 2 niveaux
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Bloc d’acquittements sur les A-MPDU
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25
Débits physiques multiples
• Différentes cartes
– Modulations différentes
• Trame de contrôle souvent envoyées à bas débit
– aBasicSetRate
• Adaptation du débit physique en fonction de la qualité de
l'environnement radio
– Non spécifié dans le standard
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• Anomalie de performance
– Flux avec des débits physiques élevés pénalisés
Nouveaux amendements
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vidéo robuste
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  • 1. 1 Réseaux sans Fil SIR/RTS Réseaux locaux sans fil WiFi Isabelle Guérin Lassous Isabelle.Guerin-Lassous@ens-lyon.fr http://perso.ens-lyon.fr/isabelle.guerin-lassous
  • 2. 2 WiFi avancé • Aller plus loin que la 1ère présentation de F. Dupont sur le niveau 2 • IEEE 802.11-2012 – Dernier standard • 2793 pages... – Reprend la dernière révision du standard de 2007 – Intègre de nouveaux amendements • k/r/y/w/n/p/z/v/u/s
  • 4. 4 Accès au médium radio Ce que vous savez déjà ! • 2 modes – DCF et PCF – Communication sur un canal • DCF – CSMA/CA – DIFS, backoff, CW, ACK, BEB – RTS/CTS – Fragmentation • Zone de détection de porteuse • Zone de communication – Impactée par quels paramètres ?
  • 5. 5 MAC DCF – mode diffusion locale • Mode broadcast • Même principe • Mais pas d’ACK • Quels paquets sont envoyés en mode diffusion locale ?
  • 6. 6 MAC DCF - EIFS • En-tête MAC – Champ de contrôle • CRC sur 32 bits • Défini comme tel dans le standard – « L’EIFS doit être utilisé par la DCF à chaque fois que la couche PHY indique à la couche MAC qu’une transmission a commencé et qu’elle ne résulte pas en une réception correcte de la trame MAC avec une valeur CRC correcte »
  • 7. 7 MAC DCF – EIFS Backoff restant Source 2 Destination 1 Destination 2 EIFS Source 1 DIFS DIFS DIFS data data ACK SIFS Medium occupé Source 1 Destination 1 Source 2 Destination 2
  • 8. 8 Paramètres de 802.11b • DIFS – 50 micros • SIFS – 10 micros • CW – 0 – 31 slots • Slot – 20 micros • En-tête physique – 1 Mb/s (192 micros – en-tête long) ou 1-2 Mb/s (96 micros –en- tête court)
  • 9. 9 Paramètres de 802.11a • DIFS – 34 micros • SIFS – 16 micros • CW – 0 – 15 slots • Slot – 9 micros • En-tête physique – 20 micros
  • 10. 10 802.11g • Différentes couches physiques • Modes obligatoires • ERP-DSSS/CCK • ERP-OFDM • Certains débits physiques obligatoires • Modes optionnels • DSSS-OFDM • Préambule et en-tête DSSS + données OFDM • ERP-PBCC • 22/33 Mb/s
  • 11. 11 Interopérabilité b/g • DSSS-OFDM • ERP-OFDM – mécanisme de protection • RTS/CTS • Toutes les stations doivent détecter les RTS et CTS • Envoyés avec un débit de aBasicSetRate • Modulation DSSS • CTS-to-self • La source s'envoie un paquet CTS • Avec un débit de aBasicSetRate
  • 12. 12 Paramètres de 802.11g • DIFS – 50 ou 28 micros • SIFS – 10 micros • CW – 0-31 ou 0-15 slots • Slot – 20 ou 9 micros • Dépend du mode utilisé et des mécanismes de protection
  • 13. 13 802.11e • Introduction de la qualité de service – 2005 – Différenciation de service introduite dans 802.11 • Pour le transport de la ToIP et d'applications audio/ vidéo • Hybrid Coordination Function – HCF Control Channel Access – EDCA • Enhanced Distributed Coordination Access
  • 14. 14 EDCA l Classes de trafic – Différentes probabilités d’accès au médium l Compatible avec DCF l Caractéristiques – 4 catégories de trafic (TC) / station • 802.1p – 802.1Q (cf cours QSM) – DIFS → AIFS(TC) (Arbitration InterFrame Space) l AIFS ≥ DIFS – CWmin → CWmin(TC) (optionnel pour max)
  • 16. 16 Opportunité de transmission • On gagne un temps de transmission – Et non plus un accès au médium • 802.11a/b/g – Possibilité de transmettre plusieurs paquets consécutifs • Séparées par SIFS • Opportunité de transmission = 0 – Un seul paquet peut être envoyé
  • 17. 17 Suggestions de paramètres pour 802.11e Catégorie d’accès AIFS (µs) CWmin CWmax TXOP (µs) Background 150 15 1023 0 Best Effort 70 15 1023 0 Vidéo 50 7 15 3008 Voix 50 3 7 1504
  • 18. 18 Aucun acquittement l Communication point-à-point sans ACK l Fiabilité traitée par d'autres couches l Envisagé dans 802.11e
  • 19. 19 Bloc d'acquittements • TXOP dans 802.11e – Envoi de trames consécutives – Chaque trame acquittée – Un seul ACK possible sur les trames consécutives • Une station indique si elle peut gérer les blocs d'ACKs – Dans la trame d'association par ex.
  • 21. 21 Bloc d'acquittements • Bloc immédiat – Le récepteur répond tout de suite à la source • Cf schéma précédent • Bloc retardé – ACK classique – Puis bloc d'ACKs lors d'une opportunité de transmission suivante • Retransmission des paquets perdus – Dans un nouveau bloc de trames – Trame par trame (individuellement) • Mécanisme envisagé dans 802.11e et 802.11n
  • 22. Couche MAC dans 802.11n • Reprend les notions de TXOP et de blocs d’acquittements, plus • Un schéma d’agrégation à 2 niveaux • Bloc d’acquittement avec agrégation
  • 23. Agrégation à 2 niveaux Wang and Wei – MNA 2012
  • 24. Bloc d’acquittements sur les A-MPDU Wang and Wei – MNA 2012
  • 25. 25 Débits physiques multiples • Différentes cartes – Modulations différentes • Trame de contrôle souvent envoyées à bas débit – aBasicSetRate • Adaptation du débit physique en fonction de la qualité de l'environnement radio – Non spécifié dans le standard – Ex : solution ARF • Anomalie de performance – Flux avec des débits physiques élevés pénalisés
  • 26. Nouveaux amendements • 802.11aa-2012 • Amélioration de la couche MAC pour le streaming audio/ vidéo robuste • 802.11ad-2012 • Très haut débit dans la bande des 60 GHz • 802.11ae-2012 • Priorité aux trames de gestion • 802.11ac-2013 • Très haut débit dans la bande de fréquences inférieurs à 6 GHz • 802.11af-2013 • Opérations sur les bandes libres de la télévision
  • 27. ZTE