Protocolo sem-fio PTMP baseado no padrão IEEE 802.11ac

O tema deste projeto está no escopo do projeto Pesquisa e Desenvolvimento de um Protocolo Ponto-a-Ponto (PTP) e Ponto-Multi-Ponto (PTMP) para roteadores sem fio outdoor, a ser realizado ao longo de 2018 em um acordo de cooperação entre IFSC e Intelbras.

Resumo

O padrão IEEE 802.11 foi concebido como tecnologia de rede local sem-fio, incluindo um protocolo MAC do tipo com disputa (CSMA) que visa oferecer um acesso ao meio estatisticamente justo entre nodos na rede sem-fio. Essa tecnologia tem sido usada em aplicações diferentes do previsto, tais como enlaces ponto-a-ponto e ponto-multiponto de longa distância. No entanto, as características do protocolo MAC reduzem a eficiência dos enlaces nessas aplicações, resultando em taxas de transmissão significativamente inferiores e limitações no particionamento do canal entre as estações envolvidas.

Diversas aplicações de redes sem-fio IEEE 802.11 apresentam quantidades de nodos fixas e conhecidas, e necessidades de vazão (throughput) predefinidas. Como exemplos citam-se redes em que provedores interligam diversos clientes com enlaces sem-fio outdoor com distâncias de alguns quilômetros e redes de monitoramento com câmeras que possuem interfaces sem-fio. No entanto, para esse tipo de cenário as proteções e o tratamento de colisões implementados no protocolo MAC CSMA/CA reduzem significativamente a utilização do canal sem-fio e, consequentemente, a taxa efetiva de transmissão experimentada pelos nodos. Um protocolo MAC sob medida para enlaces PTP (Ponto a Ponto) ou PTMP (Ponto multiponto) pode proporcionar um melhor aproveitamento do meio de transmissão, maior previsibilidade e regularidade das transmissões, e maior controle sobre o uso do canal. No entanto, isso envolve explorar mecanismos de transmissão e o ajuste de parâmetros de comunicação disponíveis no padrão IEEE 802.11ac.

Este projeto tem por objetivo pesquisar e especificar um protocolo MAC para enlaces PTP baseados em rede IEEE 802.11ac. Esse protocolo MAC deve proporcionar enlaces de alta vazão em cenários compostos por múltiplos roteadores sem-fio, com eficiência superior ao que pode ser obtida usando o protocolo MAC CSMA/CA definido no padrão IEEE 802.11ac. Como esse novo padrão apresenta melhorias significativas em relação ao seu antecessor IEEE 802.11n, esse novo protocolo MAC deve explorá-las para obter um melhor aproveitamento do canal.

Bibliografia

• mac80211 Overview (Linux driver)
• mac80211 Linux driver (site oficial)
• Matthew Gast. 802.11ac: A Survival Guide. O'Reilly, 2013 (versão online)