Mobile Systems III INFORMATIK

66 Realtime Networking in Wireless and Wired Networks
Kollisionen kommen. Dadurch verliert aber das Polling seinen Vorteil gegenüber anderen
Verfahren.
Durch die Vorraussetzung, dass eine Station bereits alle Stationen erreichen kann und sie
selber an die anderen Stationen die Sendeberechtigung verteilt, kann weder das Hidden
Station Problem noch ein Exposed Terminal auftreten. Damit bietet Polling eine Möglichkeit
für eine begrenzte, und bekannte Teilnehmerzahl echtzeitigfähig zu sein [7].
Multiple Access with Collision Avoidance (MACA)
Eine Variante (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, kurz CSMA/CA)
des MACA ist zur Zeit das gängigste Verfahren für WLANs, denn sie wird vom IEEE
Standard 802.11 verwendet. Dabei verwenden alle Stationen kurze Signalisierungsmitteilungen
(RTS) um den anderen Stationen den Sendewunsch mitzuteilen, währenddessen
warten sie auf Rückmeldungen (CTS) des Empfängers, ob er überhaupt empfangsbereit
ist.
Die Mitteilungen enthalten neben der Ziel- und der Quelladresse noch die Paketlänge,
damit die Übertragungsdauer abgeschätzt werden kann. Dadurch werden Probleme, wie
das Hidden und Exposed Terminal, umgangen. Um Kollisionen bei den Mitteilungen zu
vermeiden, werden Interframe Spaces (IFS) in Verbindung mit einem zufälligen Backoff
Mechanismus in einem Wettbewerbsfenster zwischen den einzelnen Übertragungen verwendet.
Dabei werden drei Arten von Abständen unterschieden:
Short IFS Muss eine Station auf eine Signalisierungsmitteilungen antworten, wartet sie
nur einen kurzen Zeitpunkt ab, damit keine andere Übertragung vorher beginnen kann.
PIFS Möchte eine Station Übertragungen mit höherer Priorität versenden, wartet sie
einen Zeitraum ab, der länger als der Short IFS ist, aber noch vor den normalen Übertragungen
liegt. Beispiele hierfür sind Realtime Daten.
DIFS Für die normale Datenübertragung wird am längsten gewartet, damit unwichtige
Übertragungen nicht unnötig das Netzwerk blockieren.
Der Backoff Mechanismus dient dazu, dass nicht alle sendewilligen Stationen gleichzeitig
nach Abwarten des DIFS zu Senden beginnen. Jede Station ermittelt eine Zufallszahl,
die sie zusätzlich nach dem DIFS wartet. Dabei hört sie nebenbei das Medium ab, um
festzustellen, ob eine andere Station mit einer niedrigeren Zufallszahl schon zu senden
begonnen hat. Bei gleicher Zufallszahl kann es natürlich zu Kollisionen kommen.
Als Realtimeumgebung bietet es statistisch gesehen eine relativ gute Vorraussetzung für
weiche Echtzeit Applikationen, obwohl natürlich die Signalisierungsmitteilungen und das
Wettbewerbsfenster für Verzögerungen und Overhead sorgen. Mit steigender Teilnehmerzahl
sinkt allerdings die Qualität erheblich. Für harte Echtzeitbedingungen bietet MACA
keine Möglichkeit, da ein erfolgreicher Mediumzugriff in einer bestimmten Zeit nicht festgelegt
werden kann [7].