Механизм канального доступа.
Форматы кадров
Рисунок . Длинный формат кадра.
Рисунок . Короткий формат кадра.
HomePlug технологию использует два основных формата кадра (см. Рисунок 1).Длинный кадр состоит из начала кадра (SOF)- разделителя, полезной нагрузки и конца кадра -разделителя (EOF).Короткий кадр состоит из ответного разделителя и используется как часть Stop and Wait автоматического процесса повтора по запросу(ARQ). ARQ механизм вызывает повторную передачу испорченных пакетов, тем самым уменьшая количество ошибок.
Все разделители имеют общую структуру. Разделитель состоит из преамбулы и кадров управления информационного поля. Преамбула является одной из форм распространения спектра сигнала, который используется для определения начала
разделителя. Это сопровождается кадром управления информацией, который кодируется с помощью надежных Turbo кодов и может быть достоверно определен даже если будет на несколько дБ ниже уровня шума. Среди прочего, разделители
передают информацию о времени, которое используется MAC для определения доступности среды. Прочная конструкция разделителя помогает узлам получить очень высокий уровень синхронизации, тем самым уменьшая непреднамеренные столкновения. Подробная информация о различных полях, содержащихся в управлении приведены в таблице 1.
Грузоподъемность на большие кадры- разделители кодируется на основе каналаадаптации. Первые 17 байт
полезной нагрузки содержат заголовок кадра. Это поле содержит адрес источника, адрес назначения и информацию о сегментации. HomePlug технология ограничивает максимальную длину поля полезной нагрузки в долгосрочном кадре до 160 OFDM
Символов (~ 1,3 мс). Это проявляется в более надежных гарантиях качества обслуживания. Если пакет не может быть установлен в длинном кадре, то используется механизм сегментации и сборки, чтобы отправить его в несколько длинных кадров. Заголовок кадра содержит информацию, которая используется приемником для правильного восстановления сегментированных пакетов.
Грузоподъемность защищена последовательной проверки кадра (FCS) для обнаружения неисправленных ошибок.
Механизм канального доступа.
Механизм доступа к каналу использует HomePlug MAC, который является вариантом известного CSMA / CA протокола (множественный доступ с контролем несущей и избеганием коллизий). Это сетевой протокол, в котором:
- используется схема прослушивания несущей волны
- станция, которая собирается начать передачу, посылает jam signal (сигнал затора)
- после продолжительного ожидания всех станций, которые могут послать jam signal, станция начинает передачу кадра.
- если во время передачи станция обнаруживает jam signal от другой станции, она останавливает передачу на отрезок времени случайной длины и затем повторяет попытку
CSMA/CA — это модификация чистого Carrier Sense Multiple Access (CSMA) (протокол множественного доступа с контролем несущей).
CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы. Отсюда и название «Collision Avoidance» — предотвращение коллизий (именно пакетов данных).
Избежание коллизий используется для того, чтобы улучшить производительность CSMA, отдав сеть единственному передающему устройству. Эта функция возлагается на «jamming signal» в CSMA/CA. Улучшение производительности достигается за счёт снижения вероятности коллизий и повторных попыток передачи. Но ожидание jam сигнала создаёт дополнительные задержки, поэтому другие методики позволяют достичь лучших результатов.
В HomePlug используется сочетание технологий Physical Carrier Sense (PCS)
и Virtual Carrier Sense (VCS), чтобы определить состояние среды(например, находится ли среда в режиме ожидания или занята, и
как долго). PCS обеспечивает HomePlug PHY и в основном указывает на преамбулу сигнала, обнаруженную в среде. VCS поддерживается слой HomePlug MAC и обновляется на основе информации, содержащаяся в разделитель (см. Таблицу 1). Разделители содержат информацию не только о продолжительности
текущей передачи, но и какого приоритета трафик может бороться за среду после этой передачи.
PCS и VCS информация хранится на MAC, чтобы определить точное состояние среды.