Convivenza tra modalità DCF e PCF – Guida Wi-Fi

Abbiamo analizzato nella precedente lezione le due modalità di trasmissione dati. Tali modalità, per ovvia logica implementativa, non potranno essere presenti contemporaneamente ma possono coesistere senza entrare in conflitto, mediante una distribuzione temporale degli accessi. Per meglio comprendere questo aspetto facciamo riferimento alla figura sottostante analizzando poi il significato di ogni singolo acronimo che rappresenta un lasso temporale specifico:

• SIFS (Short Inter Frame Space): Intervallo di tempo che è stato introdotto per consentire a chi ha effettuato l’accesso di mantenerlo. Questo perchè i messaggi vengono frammentati in frame piccoli, come spiegato precedentemente, meno soggetti ad errore. Se non fosse presente questo intervallo un terminale che deve spedire un messaggio frammentato dovrebbe aspettare, dopo aver inviato il primo frame, di accedere in maniera esclusiva al canale e ciò, come si può facilmente dedurre, non è un modo efficiente per gestire la trasmissione. Dunque un terminale che vuole inviare il secondo frame relativo ad un messaggio lo dovrà trasmettere necessariamente entro questo intervallo di tempo, altrimenti perderà l’accesso al canale trasmissivo. L’implementazione del SIFS deve essere accompagnata da una politica di invio dei frame tale dal limitare, ad un numero prefissato, i frame che una stessa stazione può mandare consecutivamente. Questa politica di gestione è fondamentale se si vuole evitare che una stazione monopolizzi l’accesso al mezzo trasmissivo e che le altre stazioni della rete non subiscano ritardi di acesso troppo elevati.
• PIFS (PCF Inter Frame Space): Durante questo intervallo di tempo le stazioni rimarranno inattive, e se l’AP vuole aprire una sessione PCF lo può fare se nell’intervallo SIFS non ci sono state trasmissioni. Dato che la modalità PCF è opzionale, nel caso in cui non sia implementata si passerà dal lasso di tempo definito con l’acronimo PIFS al lasso di tempo definito dall’acronimo DIFS.
• DIFS (DCF Inter Frame Space): Durante questo intervallo può essere aperta una sessione DCF. Come si può vedere dall’immagine d’esempio la sessione DCF verrà aperta esclusivamente se durante il lasso di tempo SIFS non ci sono state ristrasmissioni da parte della stazione che ha inviato l’ultimo frame e se durante il lasso PCF l’Access Point non ha selezionato nessuna stazione per la trasmissione.
• EIFS (Extended Inter Frame Space): Questo lasso temporale viene utilizzato nel caso in cui una stazione abbia ricevuto un frame incomprensibile, ovvero alterato durante la trasmissione per effetto, per esempio, del rumore presente nel canale trasmissivo.

Fino a questo momento abbiamo detto che una stazione, se vuole trasmettere dati, deve innanzitutto ascoltare il canale e se lo rileva occupato deve desistere dall’accesso e riprogrammare l’accesso successivo. Vediamo adesso, in maniera più dettagliata, come avviene tutto ciò con l’uso della procedura di backoff.

Prima di tutto indichiamo con il termine CWindow la finestra di contesa dalla quale, in caso che una stazione ascolti il canale occupato, viene estratto un valore B (compreso nell’intervallo [0 , CWindow]) che indica il tempo di attesa prima che la stazione possa accedere nuovamente al mezzo trasmissivo per rilevare la presenza o meno di altre stazioni in fase di trasmissione. Il valore di CWindow è scelto tra due valori, un minimo e massimo, direttamente dalla stazione. In caso avvenga una collissione e dunque un’inevitabile ritrasmissione, CWindow viene raddoppiata, mentre nel caso in cui la trasmissione vada a buon fine CWindow viene decrementata senza però assumere mai valori inferiori al valore minimo di CWindow scelto precedentemente. Nel caso in cui diverse ritrasmissioni non vadano a buon fine CWindow raddoppierà il suo valore fino a raggungere il valore massimo di CWindow precedentemente scelto. Quando si raggunge questa soglia, CWindow non verrà più aumentata e alla prima trasmissione andata a buon fine il valore di CWindow verrà portata al valore iniziale scelto. La procedura di backoff implementa un algoritmo di binary exponential backoff dato che si ha una crescita esponenziale in caso di necessaria ritrasmissione. Ciò implica che, prima della ritrasmissione, sia avvenuta una collisione dovuta al fatto che due stazioni abbiano scelto lo stesso istante di accesso al canale e quindi uno stesso valore di CWindow. Raddoppiando quindi il valore corrente di CWindow aumenterà anche il range dei valori possibili e quindi diminuirà sensibilmente la probabilità che due stazioni effettuino la stessa scelta di slot di accesso al canale identico.