Pert 7 IEEE 802 fix rev

  IEEE 802.11

Materi

   Overview 802.11

   802.11 Architecture

  

PHY Requirements

   MAC Requirements

Overview 802.11

  

  Wireless network distandarisasi oleh IEEE tahun 1997.

  

Disebut dengan standar IEEE 802.11

  Application Presentation

  ISO Session

  IEEE 802 OSI standards

  Transport 7-layer model

  Network

  Logical Link Control Data Link Medium Access (MAC) Physical (PHY) Physical

Arsitektur 802.11

  STA STA STA STA STA STA STA STA

AP AP

ESS

BSS

  BSS DS Infrastructu re Network Ad Hoc Netwo rk Ad Hoc Netwo rk

Komponen Arsitektur 802.11

   Access Point (AP)

    Distribution System (DS)

  Berfungsi sebagai relay dan bridge

  AP berkomunikasi dengan AP yang lain, bisa

   menggunakan wired, wireless, atau switch 

  Station Mobile node dengan standar IEEE 802.11

    Basic Service Set (BSS)

  Terhubung dengan backbone DS melalui AP

   Ad hoc  Independent BSS (IBSS) dengan tidak

   menggunakan AP 

  Extended Service Set (ESS) Dua atau lebih BSS yang saling dihubungkan oleh DS

  

  Lapisan Arsitektur 802.11 _

  Standar IEEE 802.11 mendefnisikan lapisan Medium Access _ Control (MAC) dan Physical (PHY) PHY  mengatur detail proses modulasi dan pengiriman _ penerimaan bit(Tx/Rx)

MAC  mengatur sejumlah regulasi bagaimana cara mengakses

lapisan media dan proses pengiriman data

  Phy Layer

Lapisan PHY

   Pada lapisan PHY ini dikenal dua jenis teknik modulasi spread spectrum, yaitu Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) dan Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

  

Spread Spectrum digunakan untuk menghindari gangguan

pengguna yang berlisensi dan non lisensi, serta menghindari noise.

   Efek modulasi ini untuk meningkatkan bandwidth dari sinyal yang akan ditransmisikan

   Sinyal termodulasi menggunakan urutan angka

  Spreading Code atau spreading sequence

  

Digenerate oleh generator pseudonoise atau pseudo-random

    Pada penerimaan, urutan digit digunakan untuk demodulasi sinyal spread spectrum

Frequency Hopping

   Sinyal dibroadcast melalui frekuensi radio yang acak _

  Sejumlah kanal dialokasikan untuk sinyal FH _ Lebar masing-masing kanal sesuai dengan bandwidth sinyal input _

Sinyal melompat dari frekuensi ke frekuensi pada interval tetap

_

  Transmitter beroperasi di satu kanal pada satu waktu _ Bit ditransmisikan menggunakan beberapa skema enkoding _ Pada setiap interval, frekuensi carrier yang baru dipilih _

Spreading code menggunakan daftar frekuensi yang digunakan

untuk sinyal carrier (hopping sequence) _ Pada receiver, melakukan lompatan antara frekuensi dalam

  _ sinkronisasi dengan transmitter Bandwidth 2.4 GHz, data rate 1 – 2 Mbps (USA/Europe) _ Keuntungan: _ Penyadap hanya mendengar unintelligible blips _ Dapat menghilangkan interferensi sinyal _ Tahan terhadap multipath fading

Frequency Hopping

  Frequency 2.400 GHz 2.483 GHz

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  9 T

  im e

• Digunakan untuk 79 channel, dengan selisih 1 MHz (USA/Europe) _- Perubahan frekuensi (hop) setiap 0.4 detik _- FH menggunakan MFSK

Direct Sequence

   Setiap bit dalam sinyal asli direpresentasikan oleh beberapa bit dalam sinyal yang ditransmisikan

   Spreading code menyebar sinyal melalui band frekuensi yang lebih luas

   Teknik mengkombinasikan aliran informasi digital dengan aliran bit spreading code menggunakan exclusive-OR (XOR)

   Bandwidth 2.4 GHz, data rate 1 – 2 Mbps, DS pada 802.11 b data rate menjadi 5 – 11 Mbps

   DS menggunakan BPSK

   Keuntungan:

  Tahan terhadap jamming yang disengaja atau tidak

   Sharing pada single kanal antara beberapa pengguna 

  Direct Sequence

Distribusi Kanal (Global)

  

Perkembangan pada IEEE 802.11 b dengan metode DSSS 5

• – 11 Mbps pada range bandwidth 2.4 GHz

   Lebar kanal 22 MHz dengan 3 kanal non-overlapping (kanal 1, 6, 11)

Distribusi Kanal (Global) Lanj

  Channel 14 hanya diijinkan di Jepang, Channel 12 dan 13

   diijinkan hampir di seluruh negara kecuali USA, dimana hanya channel 1 – 13 yang legal digunakan.

  MAC Layer

Lapisan MAC

   Lapisan MAC mencakup tiga bidang fungsional:

   Pengiriman data yang reliable

   Kontrol akses

   Keamanan

  

Lapisan MAC pada 802.11 terdiri dari 2 sub-layer

   Distributed coordination function (DCF)

   Point coordination function (PCF)

IEEE 802.11 DCF

  

DCF sublayer menggunakan p-persistent CSMA

  Lakukan listening ke medium

  

Jika medium idle, kirim frame dengan probabilitas p

   Jika medium sibuk, tunggu sampai idle

   

Tidak ada mekanisme CD (Collision Detection) seperti pada Ethernet

  Media wireless tidak dapat melakukan transmisi dan

   sensing secara paralel Sinyal wireless mengalami atenuasi/pelemahan

   sehingga sulit untuk dipakai mendeteksi collision

IEEE 802.11 DCF (2)

   802.11 menggunakan mekanisme CSMA/CA (Collision Avoidance)

  Dasarnya dari p-persistent CSMA

  

Menggunakan random back-of counter sebelum memulai

   transmisi 

  Menggunakan mekanisme Request to Send (RTS)/Clear to

Send (CTS) untuk menghindari hidden terminal problem



  Menggunakan mekanisme Acknowledgement (ACK) untuk meningkatkan reliabilitas 

  

Untuk setiap pengiriman frame, ada jeda waktu tertentu

yang disebut Inter Frame Space (IFS)

Backof Interval

  

  When channel is busy, choose a backof interval in the range [0, cw].

  

  Count down the backof interval when medium becomes idle.

   

  1 slot time count down = 20 µs

  Count down is suspended if medium becomes busy again.

   When backof interval reaches 0, transmit RTS. 

Binary exponential backof in 802.11 DCF:

  When a node fails to receive ACK, cw is doubled up (up

   to an upper bound).

  IEEE 802.1

  Basic CSMA/CA operations

  Transmission without RTS/CTS

Inter Frame Space (IFS)

   SIFS (Short IFS)

   DIFS (distributed coordination function

  IFS) 

  PIFS (point coordination function IFS)

SIFS

  

Jeda waktu singkat untuk kegiatan yang butuh

respon segera e.x. ACK, CTS

  

SIFS memberikan prirotas tertinggi untuk pengirim



  SIFS used in following circumstances:

   Acknowledgment (ACK) ▪ station responds with ACK after waiting SIFS gap ▪ for efcient collision detect & multi-frame transmission

   Clear to Send (CTS) ▪ station ensures data frame gets through by issuing RTS ▪ and waits for CTS response from destination

   Poll response ▪ see Point coordination Function (PCF) discussion next

  Besaran SIFS

PIFS dan DIFS

   PIFS digunakan oleh controller terpusat for issuing polls

   has precedence over normal contention

   trafc but not SIFS

    DIFS digunakan untuk jeda pengiriman frame biasa

  DIFS = SIFS + 2 x slot time 

  IEEE 802.11 MAC Timing Basic Access Method

Problem

   Problems

  Hidden terminal problem

   Exposed terminal problem

     Transmission range Sensing range

  

Contention matters only at the receiver’s

end

Hidden Terminal Problem

  

B

A

  X No carrier  OK to transmit

Exposed Terminal Problem

  B A Y

  X Presence of carrier  holds off transmission

Existing Work

  

  MACA [Karn 1990]

  Proposes to solve the hidden terminal problem by

   RTS/CTS dialog 

  MACAW [Bharghanvan 1994]

   

  Increasing reliability by RTS/CTS/DATA/ACK dialog

  IEEE 802.11

   Also use RTS/CTS/DATA/ACK dialog 

  Distributed Coordination Function (DCF)

RTS/CTS dialog (1)

  RTS ^Defer Any node hearing this RTS will defer medium access

RTS/CTS dialog (2)

  _{Defer RTS} Defer CTS Any node hearing this CTS will defer medium access

RTS/CTS/DATA/ACK dialog

  Data ^Defer _ACK ^Defer

  Transmission with RTS/CTS

  IEEE 802.11 MAC Frame Format

Disadvantages of IEEE 802.11 DCF

  

  High power consumption

  

  Hidden terminal problem not totally solved (e.g., collision of RTS)

  

  Exposed terminal problem not solved

  

  Fairness problem among diferent transmitting nodes

  

  Only providing best-efort service