Chapter III Các vấn đề của mạng nội hạt vô tuyến WLAN.doc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.08 MB, 12 trang )
3.1 Các vấn đề khi triển khai WLAN ................................................... 2
3.1.1 Nút ẩn ........................................................................................ 2
3.1.2 Theo dõi công suất .................................................................... 4
3.1.3 Các nguồn nhiễu vô tuyến ........................................................ 5
3.1.4 Các vật cản LAN truyền tín hiệu .............................................. 6
3.2 Các phương pháp nâng cao chất lượng WLAN ............................. 6
3.2.1 Cấu hình đa kênh ...................................................................... 6
3.2.2 Hoạt động đa kênh đối với các WLAN DSSS 2.4 GHz .......... 7
3.2.3 Hoạt động đa kênh đối với WLAN FHSS 2.4 GHZ ................ 8
3.2.4 Giảm tốc độ dữ liệu (Fall back) ................................................ 8
3.2.5 Lọc lưu lượng mạng ................................................................. 9
3.2.6 Chuyển vùng ............................................................................. 9
3.2.7 Cân bằng tải ............................................................................ 11
3.2.8 Đảm bảo truy nhập vô tuyến .................................................. 11
3.2.9 Quản lý công suất ................................................................... 11
Chương III. Các vấn đề của mạng nội hạt vô tuyến WLAN
3.1 Các vấn đề khi triển khai WLAN
Phần này trình bày các vấn đề chính liên quan đến việc triển khai các mạng
WLAN. Các vấn đề này bao gồm nút ẩn, theo dõi công suất, các nguồn nhiễu vô
tuyến, và các vật cản lan truyền tín hiệu. Hầu hết những vấn đề này liên quan tới
mạng LAN vô tuyến.
3.1.1 Nút ẩn
Một khó khăn do dao động công suất tín hiệu lớn trong WLAN là sự tồn tại
các nút ẩn (không có vị trí) một số nút này nằm trong vùng hoạt động của bộ thu
chủ định nhưng không nằm trong vùng hoạt động của bộ phát.
Nút B
Nút C
Nút A
Hình 3.1 - Vấn đề nút ẩn trong mạng WLAN độc lập
Ví dụ trong Hình 3.1 các nút A và C nằm trong vùng thu của nút B. Nhưng
nút A và C không nằm trong vùng làm việc của nhau. Nếu các nút A và C cùng
đồng thời phát đến nút B thì nút B sẽ chịu một xung đột và sẽ không thể nhận được
bất kỳ một truyền dẫn nào. Cả hai A và C sẽ không biết về xung đột này. Cảm ứng
sóng mang không lại hiệu quả trong tình huống nút ẩn này vì một nút nguồn ngăn
chặn các nút khác trong vùng lân cận của nó nhiều hơn là trong vùng của nút đích.
Do đó làm giảm chất lượng của các giao thức cảm ứng sóng mang bởi vì khoảng
thời gian của các xung đột không được bảo vệ kéo dài toàn bộ độ dài gói dữ liệu.
Với cảm ứng sóng mang thông thường giai đoạn không được bảo vệ ngắn hơn rất
nhiều, điển hình là trong khoảng một vài bit đầu tiên của gói dữ liệu.
Các nút ẩn sẽ không phải là vấn đề trở ngại nếu như các vùng phủ sóng vô
tuyến được cách ly tốt. Bởi vì các xung đột thường ít xảy ra trong các hệ thống trải
phổ hơn so với các hệ thống băng hẹp nên sự tồn tại các nút ẩn không gây ra nhiều
trở ngại cho các WLAN DSSS và FHSS. Ngược lại các nút ẩn có thể có lợi cho cả
hai hệ thống vì khi không sử dụng cảm ứng sóng mang, quá trình truyền dẫn đa gói
bằng các phiên bản dịch thời khác nhau của một mã giả tạp âm chung hoặc của một
mẫu nhảy tần có thể cùng được sử dụng (Hình 3.2)
Nút B
Nút C Nút D
Nút A
Nút A phát sớm hơn nút C
Hình 3.2: Nhiều quá trình truyền dẫn trong trường hợp của một nút ẩn
Trong Hình 3.2 chỉ ra các xung đột nút ẩn có thể xảy ra như thế nào trong
một cấu hình mạng WLAN cơ sở. Trong trường hợp này điểm truy nhập chịu một
xung đột do chồng lấn truyền dẫn từ 2 nút A và B. Một vấn đề chính ở đây là nút A
và B không thể trao đổi thông tin khi điểm truy nhập không được cấu hình như một
bộ lặp để chuyển tiếp truyền dẫn các gói tin trong vùng phủ sóng của nó. Một giao
thức đa truy nhập tập trung do điểm truy nhập điều phối giải quyết được vấn đề nút
ẩn cho các WLAN cấu hình cơ sở. Các nút không thể phát đi nếu điểm truy nhập
không đưa ra các lệnh cho phép rõ ràng. Tuy nhiên một xung đột giao thức vẫn có
thể xảy ra khi 2 điểm truy nhập lân cận phát đồng thời tới một nút trong vùng chồng
lấn (Hình 3.4). Tình huống này có thể được làm giảm xuống nếu như các điểm truy
nhập lân cận điều phối truyền dẫn thông qua mạng hữu tuyến hay hoạt động thông
qua các kênh tần số không chồng lấn.
Nút B
Nút A
Điểm truy nhập
Hình 3.3 - Vấn đề nút ẩn trong WLAN cơ sở
Nút di động
Điểm truy nhập Điểm truy nhập
Hình 3.4: Xung đột trong một vùng chồng lấn của mạng WLAN cơ sở khi điều
khiển tập trung
3.1.2 Theo dõi công suất
Do các thay đổi lớn về suy giảm tín hiệu nên cần có hệ thống khả năng theo
dõi công suất. Khả năng này cho phép bộ thu vô tuyến giải mã thành công các tín
hiệu có cường độ lớn hơn ngay cả khi có nhiều nút phát cùng một thời điểm. Đó là
do các bộ thu có thể dò bám theo tín hiệu mạnh nhất nếu như công suất của tín hiệu
mạnh nhất tiếp theo giảm xuống từ 1,5 dB đến 3 dB. Khoảng cách là yếu tố chính
quyết định công suất tín hiệu nhận được.
Giả sử hai nút A và C đang cố trao đổi thông tin với nút B (Hình 3.5). Cả hai
nút nằm trong vùng phủ sóng của nút B. Tuy nhiên, vì nút A ở gần nút B hơn nên
tín hiệu vô tuyến thu được ở nút A có công suất lớn hơn nhiều so với tín hiệu thu
được ở nút C nếu quá trình truyền dẫn từ hai nút chồng lấn về mặt thời gian. Điều
này đặt ra vấn đề công bằng vì nút xa nhất luôn bị đối xử phân biệt và có khả năng
là nút C không bao giờ có thể trao đổi thông tin với nút B. Mặt khác hiệu quả của
việc theo dõi công suất có thể làm giảm xác suất xảy ra xung đột (bao gồm cả xung
đột của nút ẩn) và vì thế cải thiện hiệu năng của mạng WLAN.
N ú t C
N ú t B
N ú t A
Hình 3.5: Theo dõi công suất
Trong các hệ thống trải phổ việc theo dõi giúp cho bộ thu có khả năng giải
mã thành công một gói với mã giả ngẫu nhiên hoặc mẫu nhảy tần cho dù có nhiều
tín hiệu chồng lấn đồng thời với cùng mã hoặc cùng mẫu nhảy tần. Thông thường
một gói được một bộ thu theo dõi tương ứng với tín hiệu tới đầu tiên (theo dõi thời
điểm) hoặc tín hiệu mạnh nhất (theo dõi công suất). Nói chung theo dõi công suất
không xảy ra trong các hệ thống FHSS trừ khi có hai hay nhiều nút phát sử dụng
một mẫu nhảy tần chung và các kênh tần số được đồng bộ chính xác về mặt thời
gian. Tuy nhiên hầu hết các WLAN hoạt động với các mẫu nhảy tần chung và các
kênh tần số được đồng bộ. Theo dõi nguồn có thể đặt ra một vấn đề lớn đối với hệ
thống DSSS do một gói có tín hiệu mạnh hơn có thể lấn át khả năng loại bỏ nhiễu
của hệ thống DSSS (tức là độ lợi xử lý). Đối với các hệ thống DSSS CDMA, điều
khển công suất trở nên quan trọng hơn các quá trình truyền dẫn đa người sử dụng
thường chồng lấn về thời gian. Tiêu chuẩn IEEE 802.11 bắt buộc sử dụng điều
khiển công suất đối với cả hai truyền dẫn DSSS và FHSS với các mức công suất lớn
hơn 100mW. Mặc dù điều khiển như vậy cho phép sử dụng hiệu quả nguồn nhưng
khó có thể duy trì được trong môi trường fading và di động tốc độ cao.
3.1.3 Các nguồn nhiễu vô tuyến
Đối với các mạng WLAN hoạt động ở băng tần vô tuyến 2,4 GHz các lò vi
sóng có thể là một nguồn nhiễu quan trọng. Các lò vi sóng có công suất phát lên tới
750 W với 50 xung mỗi giây và có chu kỳ bức xạ khoảng 10 ms. Như vậy đối với
tốc độ dữ liệu 2Mbps độ dài gói lớn nhất khoảng 20.000 bit hoặc 2500 octet. Bức
