Подуровни стандарта IEEE 802.16 PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Monday, 20 August 2012 14:47

На рис. 3.1 схематично изображена структура системы WiMAX, включающей в себя сети ASN и CSN, шлюзы ASN, серверы ААА и DHCP, базовые и мобильные станции, подробное описание которых представлено в разд. 1. Как можно заметить из рис. 3.1, БС имеет два интерфейса: радио-и сетевой. Воздушный интерфейс включает в себя модули физического уровня и подуровня доступа к среде (PHY- и MAC- модули), тогда как сетевой интерфейс включает в себя сетевой модуль. Таким образом, подуровень МАС должен обеспечивать взаимодействие между физическим уровнем и сетевым модулем.

МАС- подуровень стандарта IEEE 802.16, в свою очередь, состоит из трех подуровней (рис. 3.2): подуровня конвергенции, общей части (ядра) подуровня МАС и подуровня безопасности.

Состав и функции подуровня конвергенции (Convergence Sublayer, CS) зависят от вышестоящих служб, при этом сам подуровень выполняет промежуточную обработку данных, полученных от вышестоящих уровней через служебную точку входа CS (Service Access Point, SAP). В ходе такой обработки осуществляется удаление избыточных заголовков из пакетов вышестоящих уровней, компрессия и фрагментация данных и упаковка их в пакеты MAC-подуровня — MAC SDU (Service Data Unit). Далее пакеты SDU поступают в ядро подуровня МАС (MAC Common Part Sublayer, CPS) через соответствующую точку входа (MAC SAP). Ядро подуровня МАС может взаимодействовать с подуровнями конвергенции, обрабатывающими пакеты различных протоколов вышестоящих уровней.

Такая уровневая архитектура подуровня МАС стандарта IEEE 802.16 позволяет оставлять ядро подуровня МАС одинаковым для систем WiMAX, использующих протоколы IPv4, IPv6, АТМ, Ethernet или др. Поддержка различных протоколов скрывается в подуровне конвергенции.

Основной функцией подуровня конвергенции помимо упаковки данных в SDU является назначение этим пакетам идентификаторов соединений (Connection Identifier, CID) и идентификаторов сервисных потоков (Service Fow Identifier, SFID). В стандарте IEEE 802.16 представлены подуровни конвергенции для следующих систем и протоколов.

1.    ATM.

2.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv4.

3.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv6.

4.    Пакетный подуровень конвергенции для Ethernet (802.3).

5.    Пакетный подуровень конвергенции для VLAN (802.1/Q).

6.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv4 поверх Ethernet.

7.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv6 поверх Ethernet.

8.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv4 поверх VLAN.

9.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv6 поверх VLAN.

10.    Пакетный подуровень конвергенции для 802.3 с тэгами VLAN и сжатием заголовков по алгоритму ROHC.

11.    Пакетный подуровень конвергенции для 802.3 с тэгами VLAN и сжатием заголовков по алгоритм ERTCP.

12.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv4 и сжатием заголовков по алгоритму ROHC.

13.    Пакетный подуровень конвергенции для IPv6 и сжатием заголовков по алгоритму ROHC.
В общей части подуровня МАС реализованы методы множественного доступа, управления ресурсами, установки соединений и функции поддержки работоспособности системы. В ядре МАС- подуровня также обеспечивается работа системы безопасности WiMAX и предоставляется точка входа на физический уровень сети для передачи данных по радиоинтерфейсу.

На рис. 3.1 R1 — опорная точка для физического уровня WiMAX, R3

—    опорная точка между шлюзом ASN и CSN, R6 — опорная точка между шлюзом ASN и БС, R8 — опорная точка между БС.
Подуровень конвергенции выполняет классификацию данных вышестоящих уровней и назначает им отдельные сеансы связи (соединения) с параметрами, соответствующими затребованным уровням QoS. Данные вышестоящих протоколов инкапсулируются в MAC SDU с необязательным восьмибитным полем компрессии заголовков (Payload Header Suppression index, PHSI). В БС реализуется планировщик задач, который выбирает в каком порядке, на каких поднесущих и с каким профилем передавать SDU.

Компрессия заголовков пакетов (Packet Header Suppression, PHS)

Компрессия заголовков применяется для предотвращения передачи повторяющихся полей заголовков (во время одной сессии связи значение некоторых полей заголовков не меняется), что приводит к снижению накладных расходов при передаче. Например, в процессе сеанса связи по IP-протоколу IP-адреса отправителя и получателя сообщений остаются неизменными. Эти поля можно заменить на специальное число в передатчике и затем вставлять их на приемной стороне. Положительный эффект от компрессии заголовков становится наиболее заметным при передаче данных короткими пакетами, например, как в VoIP.

Компрессия заголовков пакетов, определенная в стандарте IEEE

802.16,    не является обязательной для систем WiMAX. Форумом WiMAX определен специальный алгоритм компрессии заголовков RObust Header Compression (ROHC).

Включение и настройка компрессии заголовков пакетов осуществляется в процессе создания сервисного потока между БС и АС. Существует несколько заранее определенных правил компрессии заголовков, которые могут меняться в зависимости от типа запущенного приложения (VoIP, HTTP, FTP и др.)

После того, как подуровень конвергенции получает SDU от вышестоящего уровня он ставит ему в соответствие SFID и CID и определяет наличие для данного сервисного потока правила компрессии заголовков. На основании этого правила осуществляется поиск полей, подлежащих компрессии. К обработанному SDU добавляется индекс PHSI. На приемной стороне PHSI применяется для восстановления сжатых полей заголовка.