Modalità di trasmissione dati – Guida Wi-Fi

Lo standard 802.11 o WIFI prevede la presenza di due modalità per la trasmissione dei dati: DCF (Distributed Coordination Function) e PCF (Point Coordination Function). La prima (DCF) viene utilizzata nelle reti ad-hoc, che ricordiamo sono quelle reti dove ogni client può inviare dati direttamente verso un altro client, mentre la seconda (PCF) necessita di un Access Point per poter essere implementata.

Come vedremo in seguito queste due modalità coesistono tra di loro e l’uso di una delle due viene regolamentata tramite un processo.

Modalità DCF

Per meglio capire il funzionamento di questa modalità affidiamoci alla figura sottostante dove viene implementata la tecnica CSMA/CA durante una trasmissione:

Supponiamo che B abbia necessità di trasmettere ad A. Il terminale B quando trova il canale libero manda un pacchetto RTS (Request To Send ovvero richiesta di trasmissione). A riceve l’RTS, lo interpreta come una richiesta di connessione fatta da B e risponde con un messaggio di conferma CTS (Clear To Send). Questo messaggio per B viene interpretato come una conferma di accesso, mentre per gli altri nodi, che hanno visto il CTS, significa che si sta instaurando una comunicazione tra A e B e quindi evitano di trasmettere pacchetti. I terminali che percepiscono i pacchetti RTS e CTS settano un NAV (Network Allocation Vector), un contatore interno che viene decrementato nel tempo. Il valore al quale viene settato il NAV è quello presente nei pacchetti RTS e CTS e rappresenta sostanzialmente la durata della trasmissione tra il terminale B e il terminale A. Il terminale B dunque effettua la trasmissione al terminale A che risponde, se riceve il messaggio in maniera corretta, con un ACK (Acknowledge). Questo pacchetto per il terminale B ha valore di corretta ricezione del messaggio, mentre per gli altri nodi della rete indica che il canale è libero ed è terminata la comunicazione tra B ed A. Dato che le trasmissioni radio hanno il difetto di non essere buoni canali di trasmissione, in quanto il rumore ambientale incide fortemente sulla qualità del canale, i messaggi vengono frammentati in frame e numerati in maniera progressiva. In questo caso si avrà che il terminale B riceverà un ACK dal terminale A per ogni frame inviato.

Modalità PCF

E’ una modalità opzionale e, come detto prima, necessita di un Access Point (AP) per poter essere implementata. Questo metodo di trasmissione dati si basa sul polling ovvero sull’interrogazione a turno dei client connessi all’Access Point. Quest’ultimo, dunque, regola l’accesso al mezzo trasmissivo in maniera molto rigida e avremo che un client non può inviare dati se non è stato autorizzato precedentemente dall’Access Point e non può ricevere dati in ingresso se non è stato selezionato direttamente dall’Access Point. Principalmente questo metodo è orientato verso le applicazioni in tempo reale (video, voce, streaming) che necessitano di una gestione dei tempi delle trasmissioni di dati con cadenza regolare.

Si tratta, in sostanza, di una modalità con accesso ordinato al canale che viene comandato dall’Access Point. Quando l’AP interroga il client che vuole trasmettere è come se inviasse a tutti gli altri client un Request to Send e dunque tutti client, serviti dall’AP, capiscono che sta iniziando una fase di accesso esclusivo al canale. Inoltre, come succede nel DCF, viene specificata la durata stimata della connessione e in questo modo i client posso settare il NAV con il valore indicato. Una volta terminata la connessione verrà inviato un messaggio di chiusura che notifica, a tutti i nodi della rete, che la connessione è terminata.

Nella modalità PCF, non viene implementata la tecnologia CSMA/CA, in quanto l’accesso al canale è gestito completamente dall’Access Point. Dato che tutte le stazioni collegate all’Access Point percepiranno sicuramente tutti i messaggi inviati, tutte percepiranno l’RTS relativo ad una connessione e dunque è impossibile che avvenga una collisione in quanto tutti i client, dopo l’RTS, non genereranno traffico di nessun tipo.