如何正确测试和评估同轴双向接入新技术(连载2)..doc

如何正确测试和评估同轴双向接入新技术 （连载之二） 刘旭明 上海傲蓝通信技术有限公司 2008年8月 上次我们从网络协议性能、网络稳定和抗干扰性能等方面，讨论了基带EoC和各个调制EoC产品的特点，下面我们从MAC层、PHY层协议等其它各个方面开始继续讨论他们各自的特点。 四、从MAC层协议方面看 媒体访问控制（MAC）作为网络的关键技术之一，完全决定局域网的网络性能（诸如吞吐性能与迟延性能）等等。OSI将网络通信协议体系区分为7个层，体系的最底层称为物理层，网络所采用的不同的传输介质，对应不同的物理层，如双绞线或同轴线。体系内第二层为数据链路层（Data link Sub-layer），数据链路层的上半部为LLC(Logical Link Control Sub-layer)逻辑链路控制子层，负责将数据正确的发送到物理层，在数据链路层的下半部为MAC(Media Access Control)子层，负责控制与连接物理层的物理介质。 当发送数据时，MAC层要完成以下任务：首先它按规则从LLC层接收数据，然后执行媒体访问规程，查看网络是否可以发送；一旦网络可以发送，它将给数据附加上一些控制信息，把数据及控制信息以规定的格式（一般称做帧）送往物理层。 当接收数据时，MAC层要完成以下任务：首先它从物理层接收到数据帧并检查数据帧中的控制信息，从而判断是否发生传输错误。如数据正确，则去掉控制信息后把其送至LLC层。 MAC层发送和接收数据流程如下图所示： 图3（a） MAC发送数据流程 图3（b） MAC接收数据流程 而无线局域网（WLAN）由于其传输介质以及移动性等特点，采用与有线局域网有所区别的MAC协议。 4.1、IEEE 802.3标准的MAC协议 在网络标准内，各种传输介质的物理层对应到相对的MAC层，例如以同轴线为传输介质时，对应的MAC层标准为802.14，各个计算机连接成环状时，对应MAC标准为802.5。目前，最普及的网络标准称为以太网，其在MAC层定义为802.3。802.3的MAC层定义对传输介质的访问控制方式为CSMA/CD。 各种不同传输介质的物理层对应的不同的MAC层，如图3所示： 图4 不同传输介质的物理层对应的MAC层 4.1.1、CSMA/CD媒体访问控制协议 由于以太网（Ethernet）成为现存局域网络结构的绝大多形式，CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）载波监测多址接入协议也成为局域网采用最多的MAC协议。CSMA/CD适宜于总线型局域网拓朴结构的随机竞争型媒体访问控制。总线型网络允许同一时刻只有一个节点（Node）发送数据，一旦两个或以上节点同时发送数据，则会发生数据碰撞，数据不能正常发送和接收。CSMA/CD协议就是尽可能保证网络上同时只有一个节点发送数据，减小数据“碰撞”概率。 CSMA/CD工作过程： 当MAC收到LLC（Logical Link Control Sub-Layer）发来的数据以后，首先监测网络电缆上是否具有数据，即载波传送。如果网络空闲，即没有载波传送，刚将数据装帧，经物理层发送出去。如果网络繁忙，则监测网络直到网络空闲，再将数据装帧发送。 4.1.2、IEEE 802.3 MAC帧格式 MAC层在发送数据时将数据装帧交物理层发送，图4绘出了IEEE 802.3 MAC帧格式。 Preamble SFD Dest Source Length Data FCS 62b 2b 6B 6B 2B 46B~1500B 4B 图5 IEEE 802.3帧结构 Preamble：前导序列。由62比特交替出现的“0”和“1”序列组成。设置目的：接收端物理层同步位时钟。 SFD：起始域。“11”表示有用数据开始。 Dest：目的地址域。由6字节组成。表目的节点地址。 Source：源地址域。由6字节组成。表源节点地址。 Length：长度域。由2字节组成。表数据域长度。 Data：数据域。46字节~1500字节之间。 FCS：校验域。4字节组成。 4.1.3、CSMA/CD为基础的MAC发展 随着10 BASE-T和10 BASE-FL，到现在全双工的1000BASE-T等技术的出现，IEEE 802.3标准局域网拓扑结构已经开始由总线型结构向点到点的星型结构发展，CSMA/CD为基础的MAC子层也以适应双工工作模式局域网的发展。 4.2、无线局域网（WLAN）的MAC协议 无线局域网（WLAN）中MAC所对应的标准为IEEE 802.11，IEEE 802.11 MAC综合了两种工作方式：分布控制(DCF)和中心控制(PCF)两