canaux indépendants possibles 1, 6 et

standard 802.11 utilise le protocole LLC 802.2 tout comme les autres réseaux locaux conformes à une norme 802, simplifiant ainsi le pontage entre ces différents réseaux (sans fil et filaires) [IEEE 802.2]. Par contre, la couche MAC 802.11 est propre aux réseaux sans fil. Elle reste proche de la couche Ethernet 802.3 dans sa conception, et fait partager un même support entre plusieurs entités communicantes [IEEE 802.3].

2.2.1 CSMA / Collision Avoidance (CSMA/CA)

Dans le monde filaire, les émetteurs sont capables de vérifier la qualité du signal qu’ils ont émis sur le médium, si cette qualité est insuffisante (présence d’interférences) cela permet à un émetteur de conclure que son émission est probablement simultanée à celle d’un autre émetteur voir plusieurs. Cette propriété d’écoute et de constatation repose sur la capacité qu’a toute station du réseau de contrôler la qualité du signal transmis pendant une émission. Ceci est à la base de la méthode d’accès CSMA/CD utilisée par Ethernet qui permet de détecter une collision, d’arrêter la transmission et le cas échéant de retransmettre la trame après un temps d’attente aléatoire [IEEE 802.3].

Ce mécanisme d’écoute ne peut pas fonctionner dans les transmissions radio, car l’atténuation du signal en fonction de la distance est bien plus importante en radio que sur un câble. Le signal qu’envoie un émetteur aura toujours une puissance très supérieure à un signal émis par une autre station. Dans l’exemple de la figure 3.8, où deux émetteurs A et B transmettent en même temps, nous présentons les puissances perçues par les deux stations. Si les deux stations tentent de détecter les collisions, le signal lu sur le médium sera quasiment identique à celui émis, car localement sa puissance est supérieure à celle des autres signaux. Du point de vue d’un émetteur, il n’y aura quasiment jamais détection de collision. Du point de vue d’un récepteur en revanche plusieurs signaux peuvent ainsi être reçus simultanément avec des

puissances équivalentes, ce qui engendre une impossibilité de décodage de l’information reçue et que nous désignons par collision.

Pour le standard, la solution qui a été retenue se base sur un système CSMA comme pour Ethernet, mais comme le principe de détection de collisions est impossible, le mécanisme tente de les éviter en utilisant des temps d'attente aléatoires entre les transmissions. On parle alors de CSMA/CA (CSMA With Collision Avoidance) où une station qui désire émettre commence par écouter le médium de transmission :

Figure 3.8. Atténuation des signaux et détection de collision.

• Si le canal est occupé, il attend qu’il se libère,

• Si le canal est libre, il calcule un temps d’attente aléatoire avant de commencer la transmission effective. En effet, si nous nous contentions d’attendre que le canal devienne libre pour émettre, alors si plusieurs stations sont en attente d’émission, ils détectent tous le canal est libre quasiment en même temps et émettent simultanément.

Distance Puissance

La couche MAC utilise un mécanisme basé sur des acquittements des trames reçues, en l’absence d’acquittement l’émetteur sait qu’il doit retransmettre la trame perdue. Il faut noter que 802.11 peut envoyer une trame à un récepteur spécifique (unicast) ou la diffuser (broadcast). Dans le cas de la diffusion, il n’y a pas d’acquittement et des trames peuvent être perdues de manière tout à fait « silencieuse » (ce qui est logique, car chaque station ayant reçu la trame chercherait à envoyer l’acquittement au même moment et il y aurait une série de collisions sur les acquittements).

L’envoi quasi-immédiat de l’acquittement des trames reçues par la couche MAC est réalisé grâce à un mécanisme de priorité pour l’accès au médium. Différents délais séparant l’envoi de deux trames sont introduits (voir la figure 3.9). Selon la priorité accordée à un type de trame, l’accès au médium sera contraint de respecter des délais inter trames de durées différentes appelées IFS (Inter-Frame Spaces). Les quatre durées définies dans la norme sont :

• SIFS (Short Inter Frame Spacing) : qui est la durée la plus courte. Elle permet aux acquittements des trames reçues de précéder toute autre transmission.

• PIFS (Point Coordination Inter Frame Spacing) : permet les envois de trames en mode PCF.

• DIFS (Distributed Inter Frame Spacing) : permet les envois de trames en mode DCF

• EIFS (Extended Inter Frame Spacing) : cette durée est la plus longue. Elle est utilisée dans le cas où la couche physique détecte une trame erronée. Si, pendant cette attente, la station reçoit une trame correcte, EIFS est stoppé et la station repasse en mode DCF.

Ainsi, si la durée DIFS est employée pour constater l’état libre du médium, une durée SIFS, plus petite donc plus prioritaire, est utilisée pour précéder l’envoi de l’acquittement. Cette

durée sert aussi à séparer les échanges au sein d’une même transmission dans le cas de fragmentation d’une trame longue par exemple.

Figure 3.9. Espace inter trames.

La sous-couche MAC de 802.11 définit aussi deux modes de fonctionnement décrits dans les sections suivantes.

2.2.2 Description du mode DCF (Distributed Coordination Function)

DCF est un mode qui peut être utilisé de la même façon par toutes les entités d’un réseau sans fil, et qui permet un accès équitable au canal radio sans aucune centralisation de la gestion de l’accès (mode totalement distribué). Ce mode peut aussi bien être utilisé lorsqu’il n’y a pas de point d’accès (mode ad hoc) que lorsqu’il y en a (mode infrastructure).

Dans le mode DCF, lorsque le canal devient libre, la station doit attendre une durée aléatoire supplémentaire appelée backoff représentant le temps pendant lequel le canal doit rester libre avant que la station puisse émettre sa trame. Pour une station, ce mécanisme s’applique lorsque le canal devient libre que ce soit après l’une de ses propres émissions qu’après toute autre émission. Ainsi, si plusieurs entités veulent émettre simultanément, il y a peu de chances pour qu’ils choisissent la même durée de backoff. Celui qui a choisi le plus petit backoff commence à émettre, et les autres vont se rendre compte qu’il y a à nouveau de l’activité sur le canal et vont attendre.

DIFS