保護機制避免無線混合網絡沖突

2003年6月12日，IEEE正式通過了802.11g draft 8.2，使之成為正式標准。在正式標准中，原本位於11g 草案6.1版附錄E中的在混合環境下(11b＋g)采用保護機制的指導性的建議，被加入到了正式標准第9.10節，成為了標准的一個組成部分。
那麼，什麼是保護機制呢其實，所謂的保護機制並不是新的技術，它只是采用CTS/RTS來避免沖突的一種方法。早在802.11的規范內，就已經定義了CTS/RTS，只不過在802.11/11b中，這只是作為一個可選項，並不一定需要。各個廠商也往往在其產品中，默認不啟用這種機制。
CTS/RTS全稱Clear to send/Request to send，是兩（電腦沒聲音）種特殊的管理數據幀，並不承載數據。當啟用CTS/RTS時，每個WLAN節點，在獲得了媒介使用權後要發送數據之前，都要發送CTS，宣告自己將要占用媒介一段時間x，所有聽到這個宣告的WLAN節點，無論媒介中是否真正有數據在發送，都會靜候x時間，以避免沖突。當AP收到CTS的時候，會發送RTS，再次通知其管轄范圍內的所有節點，媒體將要被占用x時間。
采用了CTS/RTS機制的好處是，避免了WLAN中的沖突。因為沖突會導致數據包的丟失，丟失數據的節點需要重發數據包，這還可能引致下一輪沖突，從而嚴重影響到網絡的運行效率。CTS/RTS的另外一個好處是解決了隱藏節點的問題，從而進一步減小了發生沖突的可能性。
不過，CTS/RTS機制也給網絡的運行帶來了額外的開銷，因為每發送一個數據包之前都要發送額外的兩（電腦沒聲音）個管理數據包，雖然這兩（電腦沒聲音）個數據包都比較小，但也給原本就不快的無線網絡增加了很多負擔。當網絡中傳輸的是數量眾多但尺寸都很小的數據包的時候，這種額外的負擔就變得尤其沉重，甚至會使得網絡運行效率下降到原先的1/3！
有鑒於此，CTS/RTS在傳統的802.11b網絡中，只是作為一個可選項，並且可以設定一個阈值，當數據包的大小超過這個阈值時，才使用CTS/RTS。
在802.11b＋g的混合網絡中，為什麼要使用保護機制呢我們知道，802.11g采用的是CCK/OFDM的調制方式，傳輸數據時采用OFDM以實現其高達54Mbps的速率，而802.11b則是使用CCK編碼來調制的。因此，在802.11g的網絡中，11g的節點可以聽懂11b節點，知道11b節點正在發送數據；但是11g節點發送數據時是采用OFDM方式，11b節點並不知道。因此，11g節點在發送數據時，11b節點會以為網絡空閒，也發送數據，造成沖突和數據丟失，影響到網絡性能。在發送正式數據之前，用11b和11g節點都懂的CCK來發送CTS/RTS來宣告網絡占用，可以避免沖突的發生。
打個比方來說明這個問題，假設在一個圓桌會議(WLAN)上，有兩（電腦沒聲音）個國家的代表，英國代表（11b）和阿拉伯代表(11g)，一個時間只能有一個代表發言，如果有兩（電腦沒聲音）個代表發言，則沒人能聽清任何代表的發言（這說明不能沖突的機制）。為了保證不沖突，會議規定每位代表發言前，必須首先告訴大家，自己將發言多少時間(NAV)，那麼在接下去的時間內，其他代表都會靜候這段時間（VCS機制）。會場上的英國代表只會說英語(CCK)，而阿拉伯代表則懂雙語——阿拉伯語(OFDM)和英語(CCK)。阿拉伯語(OFDM)是一種說起來非常快的語言，可以比英語快4倍，因此為了提高效率，特別要求阿拉伯代表在正式發表長篇大論的時候必須說阿拉伯語（OFDM）。可是阿拉伯代表告訴大家自己要發言多少時間也用的是阿拉伯語(OFDM)，英國代表(11b)不懂，怎麼辦因此會場制訂了一個規則（保護機制），規定所有的代表發言之前，都要首先用英語(CCK)發布一個宣告(CTS)，告訴與會代表他將要發言的時間。這個宣告往往還會由會議主持人重復一遍(RTS)，因為他有麥克風，可以傳到會場的每個角落，不會有任何代表聽不到。
采用了保護機制之後，11b和g混合網絡中的沖突問題就得到了解決。這就是為什麼11g標准定稿會把這個保護機制添加在其中的原因。早在802.11g正式標准發表之前，Intersil 在其11g芯片中就已經采用了Nitro技術，已經包含了這種保護機制。因此，使用Intersil Prism GT芯片組的SMC Networks 的g系列產品也早在今年5月就已經支持了這種保護機制。
 
保護機制避免無線混合網絡沖突