Der 802.11 Physical Layer

Der Physical Layer ist auch im Wlan dafür zuständig, die Daten von der Quelle zum Sender zu übertragen.
Aber anders als im LAN kann dieses nicht über ein Kabel erfolgen, wo elektrische Spannungen über eine Leitung übetragen werden oder Lichtwelle im Bereichd er optischen Leitungen.
Es kommt beim WLAN das Medium Luft zum Einsatz.
Dafür werden elektromagnetische Welle genutzt, die entsprechend erzeugt und aufbereitet werden müssen, damit es nicht nur eine elektromagnetische Welle ist, sondern diese auf Daten überträgt.

Dazu wird der Physical Layer in 2 Bereiche unterteilt.

Die obere Schicht –> Physical Layer Convergence Procedure (PLCP)
Die untere Schicht –> Physical Medium Dependent (PMD)

Die obere Schicht, die Physical Layer Convergence Procedure, stellt eine einheitliche Schnittstelle zum MAC Layer für alle darunter liegenden medienabhängigen Schichten zur Verfügung.
Also für die “Physical Medium Dependent” für die unterschiedlichen Modulationsarten wie FHSS, DSSS, OFDM und Infrarot

Die Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) Schicht ist dafür zuständig die Daten die vom MAC Layer kommen, in ein übertraggbares Format zu bringen und die Management Informationen zwischen den MAC-Layern und den Physical Medium Dependent Schicht auszutauschen.

Die Physical Medium Dependent Schicht ist dafür zuständig die ankommenden Daten so aufzubereiten das sie über ein Medium versende vwerden können.
Dazu stellen die PMDs die Sende- und Empfangseinheit zur Verfügung.
Hier werden die Daten also so aufbereitet das sie über die Luftschnittstelle oder die Infrarotschnittstelle versendet und empfangen werden können.
Die Steuerung der Physical Medium Dependetn Schicht erfolgt über sogenannte PMD-SAPs (Service Access Point)

Die übertragung erfolgt über die Luftschnittstelle im 24, oder 5GHz Frequenzbereich oder optisch über die Infrarotschnittstelle im 850 bis 900nm Infrarot Breich des Lichts.

Im 2,4GHz Bereich
FHSS, DSSS und Infrarot haben eine Übertragungsrate von 1,1 und 2 MBit/s.
Wobei im Bereich 802.11b beim DSSS Verfahren auch 5,5MBit/s zum Einsatz kommen können.
Dieses kommt daher das alle Verfahren immer eine Abwärtskompatibilität ermöglichen müssen.
Ausser beim DSSS Verfharen, da dieses eigentlich für den 5GHz Bereich geschaffen wurde und dann erst für das 2,4GHz Band angepasst wurde.
Im 5GHz Bereich stellt das OFDM Verfahren 6 bis 54 MBit/s zur Verfügung.
Dieses konnte erreicht werden, das im damals neugeschaffenen 5GHz Bereich keine Abwärtskompatibilität erhalten sein musste. Denn ein Datenaustausch zwischen 2,4GHz und 5GHz ist nicht möglich.

Serviceprimitive

Die Steuerung zwischen dem PLCP und dem PMD erfolgt durch die sogenannten Serviceprimitive.
Dieses sind Interaktionen zwischen den beiden Schichten die durch ihren Servicenamen und Informationen beschrieben werden und über die Service AccessPoint übergeben werden.
Die Service Access Points haben nichts mit dem eigentlichen AccessPoint zu tun, den wird uns Vortsellen wenn wir den Namen AccessPoint hören oder Lesen.

Es gibt zwei Kategorioen der Service Access Points, die eine stellet die Peer-to-Peer Kommuniktaion zwischenden MACs bereit und die andere zwischen den SUBlayern.
Serviceprimitive können in drei Formen auftreten

– Request –> Service Anforderung an die darunter liegenden Schicht
– Indicate –> Zustandsanzeige an die darüberliegende Schicht
– Confirm –> Bestätigung zu einem Request oder Indicate

PHY-Data.Request (DATA)
Wird vom MAC generiert um ein Datenbyte an die PHY zu übertragen.
Kann nur erzeugt bwerden, wenn vorher der PHY über ein PHY-TXStart.Confirm den Abschluss der Sendeinitialisierung bekannt gegeben hat.
Der Parameter DATA kann einen Wert von X’00’ bis X’FF’ annehmen um alle möglichen Informationen eines Bytes darzustellen

PHY-Data.Indication (DATA)
Zeigt eine Datenübertragung eines Bytes vom PHY-Sublayer zum MAC Layer an.

PHY-Data.Confirm
Bestätigung des PHY-Layers an den MAC Layer der Datenübertragung

PHY-TXTSTART.Request (TXVector)
Anforderung des MAC Layers an den PHY-Layer eine MPDU (Mac protokoll Data Unit) zu übertragen.
Repräsentiert PLCP- und PHY-Parameter die zur Datenübertragung nötig sind und vom PHY-Typ abhängen.
In der Grundvariante Datenrate und Datenlänge.

PHY-TXStart.Confirm
Bestätigung eines PHY-TXTStart.Request
Request vom PHY zum MAC, Anzeiges des Beginns der Datenübertragung

PHY-TXEnd.Request
MAC kann dem PHY Anzeigen das die Übertragung des MPDU vollständig abgeschlossen ist.

PHY-TXEnd.Confirm

Antwort auf PHY-TXEnd.Request

PHY-CCareset.Request
MAC Anforderung an den PHY die CCA_State-Maschine zurückzustezen und neu zu initialisieren

PHY-CCareset.Confirm
Bestätigung des PHY-CCarest.Request

PHY-CCA.Indication(STATE)

Anzeige des Übertragungsmediumas vom PHY an MAC.
Kann zwei Werte haben, Busy oder Idle

PHY-RXStart.Indicator (RXVector)
PHY zeigt dem MAC an das ein gültiger Start Frame Delimniter (SFD) und PLCP header empfangen wurde.
Über den RXVector werden gleichtzeitig MAC-Parameter undf Datenrate und Datenlänge übergeben.

PHY-RXend.Indicator (RXError)
Der PHY kann dem MAC eine Rückmeldung geben das ein MPDU komplett empfangen wurde.
Dazu können auch Status Informationen übergeben werden.
NoError, FormatViolation, CarrierLost und UnsopportedRate