Controlando as Transmissões

No 802.11, existem dois modos para controlar as transmissões: Função de Coordenação Distribuída (DCF) e Função de Coordenação Pontual (PCF). Embora o PCF tenha sido criado para fornecer garantias de qualidade de serviço (QoS), ele possui alguns problemas e não chegou a ser utilizado na prática. Para essa finalidade foi definido o 802.11e. Nesta aula, estudaremos apenas o DCF, no qual todas as estações têm a mesma prioridade e não há garantias de tempo para entrega dos quadros.

No DCF, os diferentes tipos de quadros (gerenciamento, controle e dados) têm uma prioridade para serem transmitidos: os quadros de controle têm uma prioridade maior que os outros dois tipos, tendo tal prioridade garantida por meio da utilização de intervalos de tempo entre as transmissões, chamados de Espaço Entre Quadros (Inter Frame Space – IFS). No DCF, utilizamos o DCF Inter-Frame Space (DIFS) e o Shortest Inter-Frame Space (SIFS). O SIFS é utilizado para quadros de controle e é menor que o DIFS, de modo a fornecer maior prioridade a esses quadros.

Antes de transmitir, cada estação deve verificar que a rede esteja em silêncio por um período de tempo igual ao DIFS. Após esse período, ela pode transmitir seu quadro. Caso a estação detecte que alguma outra estação esteja transmitindo ou começando a transmitir durante o DIFS, ela irá esperar um tempo até tentar novamente, em um processo chamado BackOffice. A duração desse tempo é calculada através de um número aleatório gerado pela estação. No entanto, existe uma faixa de valores possíveis, que determina os valores mínimo e máximo possíveis, chamada Janela de Contenção. Sempre que a rede estiver em silêncio por um tempo DIFS, o tempo do backoff vai diminuindo; e sempre que outra estação transmitir um quadro, o tempo para de ser decrementado pelo intervalo determinado pelo campo duração desse quadro. Finalmente, quando o tempo chegar a zero, a estação transmite seu quadro.

A Figura 1 ilustra o funcionamento do NAV. Após ler o valor do campo duração no quadro de dados, tanto a estação de destino quanto todas as outras estações da rede que também recebem o quadro configuram seus temporizadores NAV para controlar por quanto tempo devem deixar de tentar acessar a rede. Portanto, embora não possa ser percebido pela Figura 1, a definição do NAV é feita antes do quadro de dados ser recebido totalmente. O tempo total do NAV inclui o tempo para receber todo o quadro de dados, o tempo do SIFS e o tempo para envio do ACK.

Contudo, ainda podem ocorrer colisões, visto que pode acontecer de duas estações transmitirem ao mesmo tempo. Assim, após o envio do quadro, se a estação não receber o ACK da máquina destino, é porque algum erro aconteceu e essa estação deverá, então, iniciar o processo de transmissão do quadro novamente. Nessa nova tentativa, o valor máximo do tempo de espera da janela de contenção aumenta, de modo que o valor gerado aleatoriamente tende a ser maior do que o anterior. Os ACKs são enviados pela estação destino após ela detectar que a rede está em silêncio por um tempo SIFS.