DE69434586T2

DE69434586T2 - Kommunikationsnetz mit drahtloser und drahtgebundener dynamischer leitweglenkung

Info

Publication number: DE69434586T2
Application number: DE69434586T
Authority: DE
Inventors: C. Robert MEIER
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Broadcom Corp
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2014-11-05
Also published as: WO1995012942A1; CA2175700A1; DE69434586D1; AU1089595A; EP0740873B1; EP0740873A1; EP0740873A4; AU679593B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses und verdrahtetes Kommunikationsnetzwerk, das dazu verwendet wird, Kommunikationspfade zwischen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen und Fernstationen aufrecht zu erhalten. Wie allgemein bekannt ist, stellen verdrahtete lokale Netze ("LANs"), wie etwa Ethernet, die eine koaxiale oder verdrillte Paarverkabelung ("Verdrahtung") verwenden, eine Kommunikation zwischen Fernstationen, wie etwa Personal- oder Host-Computern, die üblicher Weise mit einem verkabelten LAN verdrahtet sind, zur Verfügung. Im Nachfolgenden wird ein verkabeltes LAN als ein "verdrahtetes Teilnetz" bezeichnet. Um eine Kommunikation über den verdrahteten Bereich des Ethernet hinaus aufrecht zu erhalten, werden beispielsweise Überbrückungsvorrichtungen verwendet, um Informationen zwischen einem verdrahteten Ethernet-Abschnitt mit einem anderen verdrahteten Abschnitt zu routen. Die Überbrückungsvorrichtungen leiten Kommunikationen von einer Seite der Überbrückungsvorrichtung auf die andere Seite weiter, und umgekehrt. Es sind auch intelligentere Überbrückungsvorrichtungen bekannt, die sich den Ort der Fernstationen merken, so dass eine Weiterleitung nur nach Notwendigkeit stattfindet.
Die Internationale Patentveröffentlichungsschrift Nr. WO 93/07691 beschreibt ein Funkdaten-Kommunikationssystem mit Host-Computern und dazwischen liegenden Basisstationen, wobei RF-Terminals diese Basisstationen zu einem optimalen Spanning-Tree-Netzwerk organisieren, um das Routen von Daten zwischen den RF-Terminals und den Host-Computern zu steuern. Eine Kommunikation zwischen den Host-Computern und den RF-Terminals wird unter Verwendung des Netzwerkes der Basisstationen zustande gebracht. So beschreibt etwa die Internationale Patentveröffentlichungsschrift Nr. WO 93/07691 ein Kommunikationsnetzwerk mit einem ersten verdrahteten Teilnetz und einem ersten verdrahteten Zugriffspunkt, der mit dem ersten verdrahteten Teilnetz verbunden ist
Wie ebenfalls allgemein bekannt ist, findet bei typischen drahtlosen Kommunikationsnetzwerken eine drahtlose Kommunikation im Allgemeinen direkt zwischen zwei oder mehr drahtlosen Terminals statt. Um Einschränkungen des Übertragungsbereiches zu überwinden, beinhalten solche drahtlosen Netzwerke drahtlose Zwischenstellen-Transceiver, um eine empfangene Kommunikation weiterzuleiten, wodurch der Bereich, in dem die Kommunikation aufrecht erhalten kann, erweitert wird.
Je nach der Art der drahtlosen Kommunikation können jedoch viele drahtlose Zwischenstellen-Transceiver erforderlich sein, um die Anforderungen des Netzwerkes auf angemessene Weise zu bedienen.
Bei früheren drahtlosen Kommunikationssystemen wurden die drahtlosen Zwischenstellen-Transceiver auch dazu verwendet, Kommunikationen zwischen einer Vielfalt von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen zu verwalten. Solche Zwischenstellen-Transceiver wurden als Basisstationen bezeichnet. Die Basisstationen waren typischerweise durch Mehrpunktverbindungen mit einer Ethernet-Kommunikationsleitung direkt mit einem Host-Computer verbunden. Um zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung und einem Host-Computer zu kommunizieren, sendet in einem solchen System die drahtlose Kommunikationsvorrichtung Daten an eine Basisstation, und die Basisstation leitet die Daten entlang eines festverdrahteten ("wired") Link an den Host-Computer.
Um einen größeren Bereich mit einem drahtlosen Kommunikationssystem abzudecken und die Deregulierung der Spreizspektrum-Funkfrequenzen auszunutzen, sind später entwickelte drahtlose Kommunikationssysteme in Schichten von Basisstationen organisiert. Wie bei früheren drahtlosen Kommunikationssystemen weist ein typisches System mehrere Basisstationen auf, die direkt mit drahtlosen Terminals und dem Host-Computer kommunizieren.
Bei solchen drahtlosen Netzwerken ergeben sich oftmals Schwierigkeiten, die Integrität von drahtlosen Kommunikationen aufrecht zu erhalten. Das drahtlose Kommunikationsnetzwerk muss in der Lage sein, sowohl mit drahtlosen als auch verdrahteten Verbindungsmöglichkeiten, effizientem Routen von Dateninformationen, der Mobilität von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, und Störungen aus vielen unterschiedlichen Quellen umzugehen.
Üblicher Weise unterstützen verdrahtete lokale Netze drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, die feste Orte einnehmen. Der Nachrichtenverkehr zu und von solchen Vorrichtungen wird über Pfade geroutet, die sich nicht über die Zeit ändern. Das Fehlen eines Kommunikations-Links mit einer Vorrichtung spiegelt einen Fehlerzustand, d.h. einen Ausfall in einer Netzwerkkomponente, wieder.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt daher, Daten effizient, dynamisch und ohne Schleifenbildung durch ein verdrahtetes und drahtloses Kommunikationsnetzwerk zu routen, und das Routen von Daten für drahtlose Terminals und Fernstationen, die sich auf Teilnetze vom Typ IEEE 802.3 befinden, transparent zu machen. Sie hat auch die Absicht, ein Netzwerk zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, mit der Mobilität von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen und mit verlorenen Netzwerkknoten mit einer minimalen Auswirkung auf das gesamte Datenkommunikationssystem umzugehen. Das Netzwerk ermöglicht es bevorzugt drahtlosen mobilen Rechenvorrichtungen, sich frei innerhalb von drahtlosen Netzwerken zu bewegen, die aus vielen Relaisknoten bestehen, und gleichzeitig die Netzwerk-Verbindungsmöglichkeit mit einer Mehrzahl von verdrahteten Teilnetzen auf transparente Weise aufrecht zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch ein zweites verdrahtetes Teilnetz, einen zweiten verdrahteten Zugriffspunkt, der mit dem zweiten verdrahteten Teilnetz verbunden ist; und eine Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten, welche einen drahtlosen Kommunikationspfad zwischen dem ersten und dem zweiten verdrahteten Zugriffspunkt zur Verfügung stellen, wobei der erste und der zweite verdrahtete Zugriffspunkt und die dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkte einen Spanning-Tree bilden, der das erste und das zweite verdrahtete Teilnetz kommunikationsmäßig miteinander verbindet. Ein Kommunikationsnetzwerk weist zwei verdrahtete Teilnetze, einen verdrahteten Zugriffspunkt, der mit jedem der Teilnetze verbunden ist, und eine Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten auf.
Das Netzwerk kann eine Mehrzahl von Terminalknoten aufweisen, welche die verdrahteten Zugriffspunkte und die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten benutzen, um auf dem Netzwerk zu kommunizieren.
Bei einem weiteren, optionalen Merkmal der Erfindung kann das Netzwerk eine Fernstation aufweisen, die an jedes der beiden verdrahteten Teilnetze angeschlossen ist. Die verdrahteten Zugriffspunkte und die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten erhalten die Kommunikations-Verbindungsmöglichkeit zwischen den beiden Fernstationen aufrecht. Des Weiteren kann das Netzwerk eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung aufweisen, welche die beiden verdrahteten Zugriffspunkte und die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten benutzt, um mit den beiden Fernstationen zu kommunizieren.
Bei einer wieder anderen Ausführungsform kann das Netzwerk auch ein drittes Teilnetz und einen damit verbundenen dritten verdrahteten Zugriffspunkt aufweisen. Der dritte verdrahtete Zugriffspunkt nimmt an dem Spanning-Tree teil und verbindet, zusammen mit den beiden anderen verdrahteten Zugriffspunkten sowie der Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten, die drei verdrahteten Teilnetze kommunikationsmäßig miteinander. Dieses Netzwerk kann auch eine Mehrzahl von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen aufweisen, welche die drei verdrahteten Zugriffspunkte und die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten benutzen, um mit den drei Teilnetzen zu kommunizieren.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. Obgleich konkrete Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden, dürfte es verständlich sein, dass deren Ausführung je nach dem angestrebten Verwendungszweck stark unterschiedlich sein kann.
In der Zeichnung zeigt:
1 die gesamte offene drahtlose Lokalnetz (OWL)-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 eine beispielhafte erweiterte Konfiguration nach 1, welche zusätzliche Details des OWL-Funknetzwerkes zur Verfügung stellt.
3 die MAC-Protokollstapel, die bei einer beispielhaften Konfiguration der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine Kommunikation zwischen zwei Terminalknoten über einen Relaisknoten zur Verfügung zu stellen.
4 einen OWL-Brückenprotokollstapel, der von jedem drahtlosen Domain-Zugriffspunkt (WDAP) verwendet wird, eine OWL-Brücke zum Überbrücken des OWL-Funknetzwerkes mit einem verdrahteten Teilnetz vom Typ 802, in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ein Datenflussdiagramm, das veranschaulicht, wie Daten durch den Brückenprotokollstapel von 4 fließen.
6 eine beispielhafte Konfiguration der OWL-Architektur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein WDAPs an mehr als einem OWL-Funknetzwerk teilnimmt.
8 ein Diagramm, das wieder eine andere Variation der OWL-Architektur gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, bei der zwei OWL-Funknetzwerke verwendet werden.
1 veranschaulicht die gesamte offene drahtlose Lokalnetz (OWL)-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Besonderen sind per IEEE (Institute of Electrical und Electronic Engineers) 802.3 Wired Local Area Network (LAN)-Spezifikationen zwei Teilnetze, ein verdrahtetes Teilnetz 101 und ein fernes, verdrahtetes Teilnetz 107 veranschaulicht. Die Teilnetze 101 und 107 sind verdrahtete LAN's, die gemäß den IEEE 802-Spezifikationen aufgebaut sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung verbindet ein drittes Teilnetz, ein drahtloses Teilnetz 105, die verdrahteten Teilnetze 101 und 107 transparent miteinander. Das drahtlose Teilnetz 105 wird vorliegend als ein OWL-Funknetzwerk bezeichnet. Des Weiteren werden vorliegend für die Bezugnahme das drahtlose Teilnetz 105 und das ferne, verdrahtete Teilnetz 107 zusammen als ein OWL-Teilnetz 103 bezeichnet. Obgleich das verdrahtete Teilnetz 101 nicht Teil des OWL-Teilnetzes 103 ist, stellt es ein Verteiler-LAN für das OWL-Teilnetz 103 dar.
In Abhängigkeit von den konkreten Ausführungsweisen kann ein OWL-Funknetzwerk fungieren (i) als ein Standalone-LAN zum Unterstützen von drahtlosen Kommunikation zwischen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, (ii) als ein drahtloses Teilnetz für ein verdrahtetes LAN, um einen drahtlosen Zugriff auf und zwischen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen zur Verfügung zu stellen, (iii) als ein drahtloses Teilnetz für ein verdrahtetes LAN, um einen Zugriff auf ferne, verdrahtete Teilnetze zur Verfügung zu stellen, oder (iv) als ein drahtloses Teilnetz für ein verdrahtetes LAN, um einen Zugriff zwischen dem verdrahteten LAN, fernen verdrah teten Teilnetzen, und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise stellt das drahtlose Teilnetz 105 gemäß der Darstellung eine Kommunikation zwischen dem verdrahteten Teilnetz 101, dem fernen Teilnetz 107, und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen (in 1 nicht gezeigt) innerhalb des drahtlosen Teilnetzes 105 zur Verfügung.
2 zeigt eine beispielhafte erweiterte Konfiguration nach 1, die zusätzliche Details des OWL-Funknetzwerkes, d.h. des drahtlosen Teilnetzes 105, zur Verfügung stellt. Das drahtlose Teilnetz 105 stellt einen Zugriff auf das verdrahtete Teilnetz 101, das ferne verdrahtete Teilnetz 107, und drahtlose Kommunikationsvorrichtungen wie etwa mit Mobilfunk ausgerüstete Computer (Mobile Radio-equipped Computers; MRCs)116 und 118 zur Verfügung. Andere Typen von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen umfassen mit Funk ausgerüstete Drucker oder andere Peripheriegeräte, stationäre, mit Funk ausgerüstete Computer, Pager usw., ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Des Weiteren, obgleich die drahtlose Radiofrequenz-Kommunikation eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, könnten auch andere Formen der drahtlosen Kommunikation wie etwa Infrarot-Übermittlungen verwendet werden.
Das OWL-Funknetzwerk, wie etwa das drahtlose Teilnetz 105, stellt eine drahtlose transparente Überbrückung über mehrere Arten von drahtlosen Domain-Zugriffspunkten zur Verfügung. Insbesondere weist jedes OWL-Teilnetz einen einzelnen primären drahtlosen Domain-Zugriffspunkt (WDAPp) wie etwa den WDAPp 113 auf. Der WDAPp stellt einen einzelnen Steuerpunkt für das OWL-Teilnetz 103 zur Verfügung. Der WDAPp 113 hat direkten Zugriff auf das Verteiler-LAN, d.h. das verdrahtete Teilnetz 101. Der WDAPp 113 leitet Informationen, die in Rahmen ("frames") gemäß der IEEE 802 Spezifikation (im nachfolgenden: "802-Rahmen") verpackt sind, zwischen dem verdrahteten Teilnetz 101 und dem drahtlosen Teilnetz 103 weiter.
Zusätzlich zu einem WDAPp kann das OWL-Funknetzwerk auch mit einem oder mehreren verteilten drahtlosen Domain-Zugriffspunkten konfiguriert sein. Wie auch der WDAPp stellt ein verteilter drahtloser Domain-Zugriffspunkt (WDAPd) einen direkten Zugriff auf das verdrahtete Teilnetz 101 zur Verfügung. Jeder WDAPd in dem Netzwerk ist jedoch innerhalb der Domain seines Steuerpunktes, des WDAPp, vorhanden. Wie beispielsweise veranschaulicht ist, sind innerhalb der Domain des WDAPp 113 ein WDAPd 112 und ein WDAPd 114 zu finden. Der WDAPd 112 und der WDAPd 114 leitet 802-Rahmen zwischen dem verdrahteten Teilnetz 101 und dem OWL-Teilnetz 103 weiter.
Wie vorausgehend erwähnt wurde, kann ein OWL-Teilnetz auch verdrahtete Teilnetze aufweisen, die von dem Verteiler-LAN, d.h., dem verdrahteten Teilnetz 101 verschieden und davon entfernt angeordnet sind. Beispielsweise stellt das verdrahtete Teilnetz 107 ein solches verdrahtetes Teilnetz dar. Obgleich nur eines veranschaulicht ist, können viele solche verdrahtete Teilnetze in einem OWL-Teilnetz 103 vorhanden sein.
In Zuordnung zu jedem fernen verdrahteten Teilnetz ist ein sekundärer drahtloser Domain-Zugriffspunkt (WDAPs) zu finden. Jeder WDAPs dient als eine Brücke zwischen einem fernen verdrahteten Teilnetz und dem OWL-Funknetzwerk. Beispielsweise dient ein WDAPs 117 als eine Brücke zwischen dem fernen verdrahteten Teilnetz 107 und dem drahtlosen Teilnetz 105. Somit leitet der WDAPs 117 802-Rahmen zwischen dem fernen verdrahteten Teilnetz 107 und dem drahtlosen Teilnetz 105 weiter.
Gemäß der Veranschaulichung nimmt eine Fernstation 119 in Übereinstimmung mit den IEEE 802-Spezifikationen direkt an dem fernen verdrahteten Teilnetz 107 teil. Eine Fernstation 111 nimmt auf ähnliche Weise an dem verdrahteten Teilnetz 101 teil. Alle der Fernstationen und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen stellen "Netzwerkknoten" in der OWL-Architektur dar. Des Weiteren kann jeder Netzwerkknoten frei mit jeglichem anderen Netzwerkknoten kommunizieren. Beispielsweise kann die Fernstation 111 frei mit der Fernstation 119, dem MRC 116 und dem MRC 118 interkommunizieren. Auf ähnliche Weise kann der MRC 116 mit dem MRC 118 und den Fernstationen 111 und 119 kommunizieren.
Drahtlose Medien-Zugriffspunkte werden nach Bedarf ebenfalls in dem OWL-Funknetzwerk verwendet. Ein drahtloser Medien-Zugriffspunkt (WMAP), wie etwa ein WMAP 115, ist eine mit Funk ausgerüstete Basisstation, welche den drahtlosen Abdeckungsbereich eines OWL-Funknetzwerkes erweitert, wie etwa das drahtlose Funknetzwerk 103, um größere drahtlose Abdeckungsbereiche zu unterstützen, als ohne die Verwendung von einem oder mehreren WMAP's wünschenswert sein könnte. Ein typisches OWL-Funknetzwerk hat eine Mehrzahl von WMAP's mit sich überlappenden Abdeckungsbereichen. Somit können MRC's zwischen Abdeckungsbereichen springen ("roam") und die Netzwerk-Verbindungsmöglichkeit aufrechterhalten.
Auf ähnliche Weise braucht die Kommunikation nicht immer durch den WDAPp 113 zu fließen. Beispielsweise nimmt der WDAPp 113 nicht an dem Kommunikationspfad zwischen dem MRC 118 und der Fernstation 119 teil. Der MRC 118 leitet für die Fernstation 119 bestimmte Kommunikationen stromabwärts zum WDAPp 113. Der WMAP 115 empfängt die Kommunikation, identifiziert keinen Eintrag für die Fernstation 119, und leitet daher die empfangene Kommunikation stromabwärts weiter. Der WDAPd 112 empfängt die Kommunikation, findet jedoch keinen Routingtabellen-Eintrag für die Fernstation 119. Daher konvertiert der WDAPd 112 die empfangene Kommunikation in 802-Rahmen für die Weiterleitung außerhalb des Funknetzwerkes auf das verdrahtete Teilnetz 101, d.h. stromaufwärts. Der WDAPd 114 hört den/die 802-Rahmen, identifiziert einen Routingtabellen-Eintrag für die Fernstation 119, konvertiert den/die 802-Rahmen für eine drahtlose Übermittlung, und leitet die Kommunikation stromaufwärts weiter. Der WDAPs 117 empfängt die drahtlose Kommunikation und überbrückt die Kommunikation auf das verdrahtete Teilnetz 107 in Form von/eines 802-Rahmen(s). Die Fernstation 119 empfängt den/die 802-Rahmen, wodurch der Transfer ohne eine Teilnahme des WDAPp 113 abgeschlossen wird.
Die 3–5 veranschaulichen OWL-Protokollstapel gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der MAC-Teilschicht eines standardmäßigen ISO-Protokollstapels enthalten sind. Insbesondere stellt eine OWL-MAC MAC-Teilschichtdienste für die LLC-Teilschicht der ISO Sicherungsschicht zur Verfügung. Die OWL-MAC ist unterteilt in die Teilschichten MAC-D, MAC-R, MAC-Q und MAC-S. Die MAC-D-Teilschicht ist analog zu der Sicherungsschicht ("data Zink layer") im ISO-Protokollstapel. Die MAC-D-Schicht stellt Datenlink-Dienste für die MAC-R-Schicht zur Verfügung. Sie ist für die Kanalzugriffsteuerung und die zuverlässige Übermittlung von MAC-R-PDU's zuständig. Die MAC-R-Teilschicht ist analog zu der Vermittlungsschicht ("network layer") im ISO-Protokollstapel. Die MAC-R-Schicht stellt Router-Dienste für die MAC-Q-Schicht zur Verfügung. Sie ist für das korrekte Routen von Informationen durch das OWL-Teilnetz zuständig, was mehrere Funkfelder ("hops") und physikalische Kreiswege beinhalten kann. Solche Informationen werden für das Routen in MAC-R-Protokolldateneinheiten (PDUs) formatiert. Die MAC-Q- Teilschicht stellt dem Funknetzwerk eine zusätzliche Zuverlässigkeit zur Verfügung, indem sie verlorene PDUs neu überträgt. Die MAC-Q-Schicht ist für das Verwerfen von Out-of-Sequence- und Duplikat-PDUs zuständig. Die MAC-Q-Teilschicht kann als eine Entität in der MAC-R-Teilschicht implementiert sein. Die MAC-Q-Entitäten sind an Eintrittspunkten in das Funknetzwerk vorhanden. Die MAC-S-Teilschicht ist dafür zuständig, Dienste für Sicherheit, Komprimierung usw. zur Verfügung zu stellen. Die MAC-S-Entitäten sind an Eintrittspunkten in das OWL-Funknetzwerk vorhanden.
Wie bereits erwähnt wurde, sind logische OWL-Knoten MAC-R-adressierbare Entitäten in dem OWL-Funknetzwerk. Die logischen OWL-Knoten sind funktionale Entitäten, die in den verschiedenen Netzwerkvorrichtungen enthalten sein können. Ein logischer OWL-Knoten kann entweder ein Terminalknoten oder ein Relaisknoten sein. Die Terminalknoten sind Endpunkte in dem Netzwerk. Die NRC's 116 und 117 enthalten Terminalknoten, d.h. ein MRC enthält die logische Funktionalität eines Terminalknotens. Relaisknoten leiten PDUs an der MAC-R-Teilschicht weiter. Beispielsweise enthält der WMAP 115 einen Relaisknoten.
3 veranschaulicht die MAC-Protokollstapel, die in einer beispielhaften Konfiguration verwendet werden, um eine Kommunikation zwischen zwei Terminalknoten über einen Relaisknoten zur Verfügung zu stellen. Jeder Terminalknoten in dem Netzwerk enthält einen Terminal-Protokollstapel, der den Terminalknoten als einen Netzwerk-Endpunkt definiert. Jeder Relaisknoten in dem Netzwerk enthält auch einen Protokollstapel, nämlich den "Relais-Protokollstapel", der den Relaisknoten als eine PDU-Weiterleitungs-Entität definiert.
Beispielsweise können gemäß der Darstellung zwei Terminalknoten über einen Relaisknoten miteinander kommunizieren. Die gezeigten Pfeile stellen den Datenfluss von einem ersten Terminalknoten (der einen Terminal-Protokollstapel 151 verwendet) an einen zweiten Terminalknoten (der einen Terminal-Protokollstapel 153 verwendet) über einen Relaisknoten (der einen Relais-Protokollstapel 155 verwendet) dar. Die oberen Schichten des Relais-Protokollstapel 155 werden zum Verarbeiten von PDUs verwendet, die an den Relaisknoten adressiert sind.
4 veranschaulicht einen anderen Typ von Protokollstapel, der in dem Netzwerk verwendet wird. Es ist ein OWL-Brückenprotokollstapel 201 veranschaulicht, der von jedem drahtlosen Domain-Zugriffspunkt (WDAP) verwendet wird: eine OWL-Brücke zum Überbrücken eines drahtlosen Teilnetzes mit einem verdrahteten Teilnetz vom 802-Typ. Jeder Brückenprotokollstapel, wie etwa der Brückenprotokollstapel 201, enthält einen Relais-Protokollstapel. Des Weiteren wird die 802.3 MAC-D-Teilschicht dazu verwendet, um OWL-PDUs über einen 802.3-Link zu senden, der Teil des OWL-Funknetzwerkes ist. Die MAC-Q- und MAC-S-Teilschichten dienen als Proxy-MAC-Q- und MAC-S-Entitäten für Stationen wie etwa die Fernstationen 111 und 119 (2) auf dem 802.3-Teilnetz. Zur Vereinfachung bedienen MAC-Q- und MAC-S-Teilschichten auch PDUs für die lokale WDAP 802-Adresse.
5 veranschaulicht, wie Daten durch den Brückenprotokollstapel von 4 fließen. Eine gestrichelte Linie 259 stellt den Pfad dar, den ein PDU nimmt, wenn er sich von einer Station 251 auf einem 802.3-LAN zu einem Terminal 255 in dem OWL-Funknetzwerk bewegt. Ein WDAP, der den Brückenprotokollstapel 201 verwendet, überbrückt den PDU von dem 802.3-Teilnetz zu dem Funkteilnetz. Eine durchgezogene Linie 257 stellt den Pfad dar, den ein PDU nimmt, wenn er sich von einem Terminal 253 zu dem Terminal 255 bewegt, wobei beide Terminals in dem Funknetzwerk vorliegen. Da bei diesem Beispiel der Pfad in dem Funknetzwerk enthalten ist, braucht der PDU nicht überbrückt zu werden.
Im Allgemeinen werden PDUs über Teilnetzgrenzen verbrückt, und PDUs werden innerhalb des Funknetzwerkes geroutet. Eine Überbrückungs-Entität in einem WDAP verwendet eine Weiterleitungs-Datenbank, um zu bestimmen, ob eine PDU aus einem Teilnetz in ein anderes Teilnetz überbrückt werden soll. Eine Weiterleitungs-Datenbank enthält eine Liste von 802-Adressen, die jedem Teilnetz zugeordnet sind, an das der WDAP angeschlossen ist. Eine MAC-R-Entität verwendet eine Routingtabelle, um zu bestimmen, wie eine PDU innerhalb eines OWL-Teilnetzes geroutet werden soll.
Weitere Details hinsichtlich dieser Ausführungsform sind in den beigefügten Anhängen A und B zu finden. Anhang A gibt weitere Details zu der OWL-Netzwerkarchitektur an, während Anhang B die Netzwerk-Rahmenformate beschreibt, die beim Austauschen von Kommunikationen verwendet werden.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Konfiguration der OWL-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind ein verdrahtetes Teilnetz 265 und ferne verdrahtete Teilnetze 287 und 289 gemäß IEEE 802-Standards konfiguriert. Ein WDAPp 267, der den in 4 gezeigten Überbrückungs-Protokollstapel anwendet, dient als ein Spanning-Tree Wurzelknoten, der einen Zugriff zwischen einem OWL-Funknetzwerk 261 und dem verdrahteten Teilnetz 265 zur Verfügung stellt. Es ist zu beachten, dass auch ein WDAPd 263 veranschaulicht ist, der einen Überbrückungs-Protokollstapel verwendet. Der WDAPd 263 könnte stattdessen als die Wurzel des Spanning-Tree verwendet werden (und dadurch zum Netzwerk-WDAPp werden), falls der WDAPp ausfallen sollte. Des Weiteren sind zwei beispielhafte Fernstationen, ein Host-Computer 285 und ein Personalcomputer 264, mit dem verdrahteten Teilnetz 265 verbunden.
Ein WDAPs 271 stellt einen Zugriffspunkt zu und von dem fernen verdrahteten Teilnetz 287 dar. Auf ähnliche Weise stellt ein WDAPs 273 einen Zugriffspunkt zu und von dem fernen verdrahteten Teilnetz 289 dar. Beide WDAPs's wenden das Brückenprotokollstapel von 3 an. Weiterhin veranschaulicht jedes verdrahtete Teilnetz 287 und 289 die Teilnahme einer Fernstation, eines Personalcomputers 286 bzw. 288. Auch können drahtlose Kommunikationsvorrichtungen wie etwa ein NRC 283 und ein NRC 284 sich durch das OWL-Funknetzwerk 261 bewegen und während dessen die Netzwerk-Verbindungsmöglichkeit aufrecht erhalten. Jegliche drahtlose Kommunikationsvorrichtung kann mit jeglicher anderen drahtlosen Kommunikationsvorrichtung oder mit jeglicher Fernstation kommunizieren. Auf ähnliche Weise kann jegliche Fernstation mit jeglicher anderen Fernstation oder mit jeglicher drahtlosen Kommunikationsvorrichtung kommunizieren.
Eine Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten, d.h., die WMAP's 269, 275, 277 und 279, zusammen mit den verdrahteten Zugriffspunkten, d.h. den WDAP's 267, 263, 271 und 273, stellen eine Kommunikation zwischen allen Fernstationen und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen zur Verfügung. Da die WDAP's mit entsprechenden verdrahteten Teilnetzen verdrahtet sind, werden sie vorliegend als "verdrahtete Zugriffspunkte" bezeichnet, auch wenn WDAP's ebenfalls drahtlos innerhalb des OWL-Funknetzwerkes teilnehmen. Insbesondere bilden die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten und die verdrahteten Zugriffspunkte zusammen einen Spanning-Tree, der Routing durch das OWL-Funknetzwerk zur Verfügung stellt.
Insbesondere sind Knoten in einem OWL-Funknetzwerk in einen Netzwerk-Spanning-Tree organisiert. Ein WDAPp dient als eine Wurzel des Spanning-Tree, während PDU's entlang von Ästen des Spanning-Tree geroutet sind. Routen in Richtung auf die Wurzel wird vorliegend als "stromabwärts" Routen bezeichnet. Routen in Richtung von der Wurzel weg wird als "stromaufwärts" Routen bezeichnet. Unter Bezugnahme auf 6 stellt der WDAPp 267 die Wurzel des Spanning-Tree dar, der innerhalb des OWL-Funknetzwerkes 261 gebildet ist. Eine Kommunikation, die stromaufwärts, von dem WDAPp 267 weg fließt, könnte eine Mehrzahl von Relaispunkten entlang des Weges beinhalten, um ein Ziel zu erreichen. Beispielsweise um den Personalcomputer 286 zu erreichen, bewegen sich Daten von dem Personalcomputer 264 zuerst entlang des verdrahteten Teilnetzes 265 zur Wurzel des Spanning-Tree, d.h. zu dem WDAPp 267. Der WDAPp 267, der eine Spanning-Tree Routingtabelle verwendet, identifiziert, dass der WMAP 269 der nächste Relaispunkt stromaufwärts zum Personalcomputer 286 ist. Daher leitet der WDAPp 267 die Daten stromaufwärts zu dem WMAP 269 weiter. Bei Empfang identifiziert der WMAP 269 auf ähnliche Weise den WMAP 275 und leitet die Daten stromaufwärts weiter. Der WMAP 275 wiederum leitet die Daten zu den WDAPs 271 weiter. Schließlich vermittelt der WDAPs 271 die Daten entlang des fernen verdrahteten Teilnetzes zu dem Personalcomputer 286.
Ein Spanning-Tree, der die Datenpfade durch das gesamte OWL-Funknetzwerk zur Verfügung stellt, wird von jedem Teilnehmer des OWL-Funknetzwerkes gespeichert und beibehalten. Jeder Netzwerkknoten speichert und modifiziert Informationen, die angeben, wie ein lokaler Kommunikationsverkehr fließen sollte. Optimale Spanning-Trees gewährleisten ein effizientes, adaptives (dynamisches) Routen von Informationen ohne Schleifenbildung.
Knoten in dem OWL-Funknetzwerk werden im Allgemeinen danach eingeteilt, ob sie an den Spanning-Tree des Netzwerkes angeschlossen oder nicht angeschlossen sind. Beim Initialisieren eines OWL-Funknetzwerkes ist nur der Wurzelknoten angeschlossen. Ein einzelner WDAP kann dazu bestimmt werden, den Wurzelknoten zu enthalten, oder mehrere mögliche Wurzeln können verhandeln, um zu bestimmen, welcher Knoten den Wurzelstatus annimmt. Sobald die Wurzel bestimmt ist, beginnt der WDAP, der den Wurzelknoten enthält, d.h. der WDAPp, periodisch Nachrichten auszusenden, die einen Anschluss anbieten. Diese Nachrichten werden als "HELLO-Antwort-PDU's" bezeichnet. Nicht angeschlossene Knoten, d.h. andere WDAP's oder WMAP's, welche die HELLO-Antwort-PDU's empfangen, können sich über den WDAPp an das OWL-Funknetzwerk anschließen. Mit der Ausnahme von Terminalknoten beginnt jeder Netzwerkknoten, der angeschlossen wird, ebenfalls periodisch HELLO-Antwort-PDU's zu übertragen. Die Knoten, die HELLO-Antwort-PDU's von neu angeschlossenen Knoten empfangen, können sich über die neu angeschlossenen Knoten an das Netzwerk anschließen. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis alle Netzwerkknoten angeschlossen sind. Um sich an das Netzwerk anzuschließen, muss des Weiteren eine "Anschlussanforderung-PDU" gesendet und stromabwärts auf den Wurzelknoten hin vermittelt werden. Als Antwort sendet die Wurzel eine "Anschlussantwort-PDU" zurück durch das Netzwerk, um den Anschluss zu bestätigen. Bei Empfang der Anschlussanforderung-PDU setzt jeder Netzwerkknoten einen Eintrag in eine Spanning-Tree-Routingtabelle, der die Identität sowohl des anfordernden Knotens als auch des Knotens, der die Anforderung als letzter übertragen (vermittelt) hat, angibt. Auf diese Weise können Routingtabellen aufgebaut und beibehalten werden. Wie im Anhang A beschrieben ist, können auch andere Typen von PDU's, d.h. Registrierungs- oder Datenanforderung-PDU's, zum Erzeugen und Modifizieren von Routingtabellen verwendet werden.
Unter Verwendung der Spanning-Tree-Routingtabelle kann jeglicher Netzwerkknoten bestimmen, ob stromaufwärts irgendein anderer Netzwerkknoten vorhanden ist. Insbesondere wenn ein Eintrag vorhanden ist, muss der Zielknoten vorausgehend eine PDU (möglicherweise die Anschlussanforderung-PDU) durch diesen Relaisknoten in einem stromabwärtigen Pfad an den Wurzelknoten gesendet haben. Wenn also der Eintrag vorhanden ist, routet der Relaisknoten die PDU stromaufwärts per Routingtabellenbefehl zum Zielknoten. Falls jedoch kein Eintrag für den Zielknoten vorhanden ist, kann der Relaisknoten den Ort des Zielknotens nicht bestimmen. Daher sendet der Relaisknoten die PDU stromabwärts zum Wurzelknoten. Falls ein Knoten entlang des stromabwärtigen Pfades den Zielknoten in seiner Routingtabelle identifiziert, vermittelt dieser Knoten die PDU stromaufwärts auf das Ziel hin. Mehr Details hinsichtlich dieser gesamten Prozedur sind in Anhang A zu finden, z.B. auf den Seiten 17–22.
7 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein WDAPs 291 an mehr als einem OWL-Funknetzwerk teilnimmt. Insbesondere nimmt der WDAPs 291 an den OWL-Funknetzwerken 293 und 295 teil. Beispielsweise initiiert ein Personalcomputer 299 eine Kommunikation zu einer an deren Fernstation, einem PC 301, durch Übertragen einer Nachricht auf ein verdrahtetes Teilnetz 297. Bei Empfang der Nachricht überprüft der WDAPs 291 seine Routingtabelle, und weil kein Eintrag gefunden wird, routet er die Nachricht stromabwärts durch beide OWL-Funknetzwerke 293 und 295. Wenn das stromaufwärtige Routen in dem OWL-Netzwerk 295 einen WDAPp 303 erreicht, ist immer noch kein Eintrag für den Personalcomputer 301 gefunden. Daher sendet der WDAPp 303 die Nachricht als Unicast auf ein verdrahtetes Teilnetz 305. Da der PC 101 nicht auf dem Teilnetz 305 sitzt, erreicht die Nachricht eine Sackgasse und wird ignoriert. Wenn die Nachricht jedoch einen WDAPp 307 erreicht, und der WDAPp 307 findet keinen Eintrag für den Personalcomputer 301, sendet er die Nachricht als Unicast auf ein drahtloses Teilnetz 309 zum Empfang durch den Personalcomputer 301.
8 ist ein Diagram, das eine wieder andere Variation der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, bei der zwei OWL-Funknetzwerke verwendet werden. Insbesondere stellt ein WDAPp 425 einen Zugriff für eine Kommunikation zwischen einem verdrahteten Teilnetz 401 und einem fernen verdrahtete Teilnetz 403 zur Verfügung. Unter Verwendung einer Spanning-Tree-Konfiguration stellt die Mehrzahl von dazwischen liegenden drahtlosen Zugriffspunkten wie etwa WMAP 431, 433 und 435 einen Kommunikationspfad zwischen einem WDAPs 441 und dem WDAPp 425 zur Verfügung. Zusammen stellen die WMAP's, der WDAPp 425 und der WDAPs 441 eine Kommunikation zwischen einer Mehrzahl von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa MRC's 445 und 447, und den Fernstationen auf den Teilnetzen 401 und 403, wie etwa einem Host-Computer 407 und Personalcomputern 409, 411 und 413, zur Verfügung.
Auf ähnliche Weise wird die Verbindungsmöglichkeit einer Kommunikation über ein zweites OWL-Funknetzwerk 423 zur Verfügung gestellt. Das zweite Netzwerk 423 stellt einen Kommunikationsfluss zwischen dem verdrahteten Teilnetz 401 und einem fernen verdrahtete Teilnetz 405 über einen WDAPp 453, WDAPs 457 und einen WMAP 455 zur Verfügung. Wiederum wird eine volle Kommunikation zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 449, einem Personalcomputer 451, dem Host-Computer 407 und dem Personalcomputer 409 zur Verfügung gestellt.
Zusätzlich wird eine Kommunikation zwischen Fernstationen auf den fernen Teilnetzen 403 und 405 und drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen im Netzwerk 421 oder 423 zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann der Host-Computer 407 mit dem Personalcomputer 413 über das OWL-Funknetzwerk 421 kommunizieren. Hierzu überträgt der Host-Computer 407 zuerst eine für den Personalcomputer 413 bestimmte Nachricht auf das verdrahtete Teilnetz 401. Als Antwort empfängt der WDAPp 425 die Nachricht, identifiziert einen Tabelleneintrag für den Personalcomputer 413, und routet in einer beispielhaften Spanning-Tree-Konfiguration die Nachricht stromaufwärts auf den Personalcomputer 413 hin über eine drahtlos Übermittlung an den WMAP 431. Wenn der WMAP 431 die Nachricht von dem stromabwärtigen WDAPp 425 empfängt, überprüft der WMAP 431 seine Routingtabelle. Wenn der WMAP 431 einen Routingtabellen-Eintrag für den Personalcomputer 413 findet, identifiziert er den WXAP 433 als den nächsten Relaispunkt in dem Pfad auf den Personalcomputer 413 hin. Somit vermittelt der WMAP 433 die Nachricht über drahtlose Übermittlung an den WMAP 433. Bei Empfang der Nachricht identifiziert der WMAP 433 auf ähnliche Weise einen Routingtabellen-Eintrag für den Personalcomputer 413, und routet die Nachricht an den WMAP 435. Der WMAP 435 wiederum routet die Nachricht an den WDAPs 441. Der WDAPs 441 sendet die Nachricht schließlich über das verdrahtete Teilnetz 403 an den Personalcomputer 413. Zusammen stellen der WDAPp 425, WMAP's 431–435 und WDAPs 441 somit einen Kommunikationspfad zwischen dem Host-Computer 407 und dem Personalcomputer 413 zur Verfügung.
Wie vorausgehend erwähnt wurde, behält jeder WMAP und jeder WDAP eine Spanning-Tree Routingtabelle bei, d.h. eine Weiterleitungs-Datenbank, die angibt, wie ein lokaler Kommunikationsverkehr hindurch fließen sollte. Bei Empfang einer Nachricht identifiziert der WMAP oder WDAP zuerst das Ziel der Nachricht. Das Nachrichtenziel wird dann mit der Spanning-Tree-Routingtabelle verglichen. Falls ein Eintrag in der Routingtabelle für das Nachrichtenziel vorhanden ist, werden entsprechende Informationen hinsichtlich des nächsten Relaispunktes in dem Pfad zu dem Nachrichtenziel aus der Routingtabelle abgerufen. Solche Informationen beinhalten beispielsweise die Vorgehensweise bezüglich des nächsten Relaispunktes und den erforderlichen Kommunikationskanal.
Als ein weiteres Beispiel kann der Personalcomputer 411 mit dem Personalcomputer 451 kommunizieren, indem er die beiden OWL-Funknetzwerke 421 und 423 benutzt. Im Besonderen überträgt der Personalcomputer 411 auf dem verdrahteten Teilnetz 403 eine Nachricht an den Personalcomputer 451. Im Ansprechen darauf empfängt der WDAPs 441 die Nachricht, erkennt, dass der Personalcomputer 451 in seiner Spanning-Tree Routingtabelle nicht vorhanden ist, und routet die Nachricht stromabwärts zum WMAP 435. Der WMAP 435 empfängt die Nachricht vom WDAPs 441, erkennt, dass der Personalcomputer 451 in seiner Routingtabelle nicht vorhanden ist, und routet daher die Nachricht an seinen stromabwärtigen Vorgänger, d.h., den WMAP 433. Der WMAP 433 leitet beim Empfang der Nachricht, und weil in seiner Routingtabelle kein Eintrag vorhanden ist, auf ähnliche Weise die Nachricht stromabwärts an seinen Spanning-Tree-Vorgänger, den WMAP 431. Da dieser wiederum keinen Routingtabellen-Eintrag für den Personalcomputer 451 findet, routet der WMAP 431 die Nachricht an den Spanning-Tree-Wurzelknoten, d.h. den WDAPp 425. Der WDAPp 425 wiederum, der keinen Routingtabellen-Eintrag für den Personalcomputer 451 findet, kann je nach der vorgegebenen Programmsteuerung: 1) nichts tun und dadurch den Kommunikationsversuch abbrechen; 2) die Nachricht auf allen Ports mit Ausnahme des einen, auf dem die Nachricht empfangen wurde, als Unicast senden, d.h. die Ports mit der Nachricht fluten; 3) die Nachricht auf ausgewählten Ports als Unicast senden; oder 4) ein Routing-Steuerfeld in der Nachricht selbst konsultieren, um festzustellen, welche der drei oben genannten Optionen er wählen soll.
Unter der Annahme, dass dies von der Programmsteuerung zugelassen wird, sendet der WDAPp 425 die für den Personalcomputer 451 bestimmte Nachricht als Unicast auf das verdrahtete Teilnetz 401. Bei Empfang der Unicast-Nachricht lokalisiert der WDAPp 453 den Personalcomputer 451 in seiner Routingtabelle und routet die Nachricht stromaufwärts an den WMAP 455. Der WMAP 455 identifiziert auf ähnliche Weise einen Eintrag für den Personalcomputer 451 und routet zu dem nächsten stromaufwärts befindlichen Knoten, d.h. zu einem WDAPs 457. Der WDAPs 457 schließlich, der einen Routingtabellen-Eintrag für den Personalcomputer 451 identifiziert, sendet die Nachricht über das ferne verdrahtete Teilnetz 405 an den Personalcomputer 451.
Das veranschaulichte Kommunikationsnetzwerk unterstützt auf ähnliche Weise Kommunikationen zwischen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa MRC's 445, 447 und 449, und Fernstationen, wie etwa dem Host-Computer 407 und den Personalcomputern 409, 411, 413 und 451.
Wie vorausgehend erwähnt wurde, sind weitere Details hinsichtlich der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Anhänge A und B in ihrer Gesamtheit zu finden.
ANHANG A
OWL-Netzwerk-Architektur
Übersicht
Die offene drahtlose LAN (OWL)-Architektur von Norand ist dazu ausgelegt, drahtlose Kommunikationen an der MAC-Teilschicht des ISO-Protokollstapels zu erleichtern. Ein OWL-Funknetzwerk kann als Standalone-LAN arbeiten, oder es kann als Teilnetz in einem 802-LAN arbeiten, um einen drahtlosen Zugriff auf verdrahtete 802-Teilnetze zur Verfügung zu stellen. Ein 802-LAN kann mehrere verdrahtete 802-Teilnetze und OWL-Teilnetze aufweisen. 1 zeigt ein beispielhaftes 802-LAN, das ein OWL-Teilnetz beinhaltet. Das OWL-Teilnetz (d.h. Teilnetz 4) beinhaltet das OWL-Funknetzwerk (d.h. Teilnetz 2) und ein 802.3-Teilnetz (d.h. Teilnetz 3).
Fig. 1
2 zeigt ein beispielhaftes 802-LAN, das ähnlich dem LAN in 1 ist, mit einer erweiterten Ansicht des OWL-Funknetzwerkes. Teilnetz 1 ist nicht Teil des OWL-Teilnetzes, stellt jedoch ein Verteiler-LAN für das OWL-Teilnetz zur Verfügung. Ein OWL-Funknetzwerk stellt einen drahtlosen Zugriff auf das 802-LAN für mobile, mit Funk ausgerüstete Computer (MRCs) zur Verfügung. Ein OWL-Funknetzwerk kann auch eine drahtlose transparente Brücke zwischen verdrahteten 802-Teilnetzen zur Verfügung stellen (d.h. ein OWL-Teilnetz kann ein verdrahtetes 802-Teilnetz bein halten). Jeder Knoten in einem 802-LAN, das ein OWL-Teilnetz beinhaltet, kann an der logischen Linksteuerung(LLC)-Teilschicht der Sicherungsschicht mit jedem anderen Knoten kommunizieren. In 2 kann die Fernstation 1 sowohl mit dem MRC als auch der Fernstation 9 kommunizieren. Der MRC 6 kann mit dem MRC 8 oder einer der Fernstationen kommunizieren.
Fig. 2
Das IEEE 802.11-Kommitee hat zwei grundlegende Typen von drahtlosen Netzwerken definiert – hierarchisch und ad hoc. Hierarchische Netzwerke enthalten mit Funk ausgerüstete Zugriffspunkte, die eine zentralisierte Steuerfunktion für einen gegebenen Funkabdeckungsbereich zur Verfügung stellen. Alle Kommunikationen verlaufen durch den Zugriffspunkt. Der Zugriffspunkt stellt auch einen Zugriff auf ein verdrahtetes LAN zur Verfügung. Ein hierarchisches Netzwerk kann mehrere Zugriffspunkte enthalten, die einen erweiterten nahtlosen Funkabdeckungsbereich zur Verfügung stellen. Mobile Computer können von einem Zugriffspunkt-Abdeckungsbereich zu einem anderen springen. Ad hoc-Netzwerke erleichtern Peer-to-Peer-Kommunikationen bei Fehlen eines zentralen Steuerpunktes. Das OWL-Protokoll kann beide Netzwerktypen unterstützen; die vorliegende Erläuterung ist jedoch in erster Linie auf hierarchische Netzwerke gerichtet.
Der OWL-Protokollstapel ist in der MAC-Teilschicht des ISO-Protokollstapels enthalten. Ein OWL-MAC (d.h. in einem Terminalknoten) stellt MAC-Teilschicht-Dienste für die LLC-Teilschicht der ISO-Sicherungsschicht zur Verfügung. Der OWL MAC ist in 4 Teilschichten unterteilt: MAC-D, MAC-R, MAC-Q und MAC-S.
MAC-D – Die MAC-D-Teilschicht ist analog zur Sicherungsschicht im ISO-Protokollstapel. Die MAC-D-Schicht stellt Datenlink-Dienste für die MAC-R-Schicht zur Verfügung. Sie ist für die Kanalzugriffsteuerung und die zuverlässige Übermittlung von MAC-R PDUs über einen einzelnen Link in dem OWL-Netzwerk zuständig. Die MAC-D-Teilschicht ist spezifisch für den Linktyp (d.h. Funk, Ethernet, usw.).
MAC-R – Die MAC-R-Teilschicht ist analog zur Vermittlungsschicht im ISO-Protokollstapel. Die MAC-R-Schicht stellt Router-Dienste für die MAC-Q-Schicht zur Verfügung. Sie ist für das korrekte Routen von MAC-R PDUs durch das OWL-Teilnetz zuständig, was mehrere Funkfelder und physikalische Kreiswege beinhalten kann.
MAC-Q – Die MAC-Q-Teilschicht stellt dem Funknetzwerk zusätzliche Zuverlässigkeit zur Verfügung, indem sie verlorene PDUs neu überträgt. Die MAC-Q-Schicht ist für das Verwerfen von Out-of-Sequence- und Duplikat-PDUs zuständig. Die MAC-Q-Teilschicht kann als eine Entität in der MAC-R-Teilschicht implementiert sein. MAC-Q-Entitäten sind an Eintrittspunkten zu dem Funknetzwerk vorhanden.
MAC-S – Die MAC-S Teilschicht ist dafür zuständig, Dienste für Sicherheit, Komprimierung usw. zur Verfügung zu stellen. MAC-S-Entitäten sind an Eintrittspunkten in das OWL-Funknetzwerk vorhanden.
Ein logischer OWL-Knoten ist eine MAC-R-adressierbare Entität in einem OWL-Funknetzwerk. Ein OWL-Knoten kann einer von zwei Typen sein: 1) ein Terminalknoten oder 2) ein Relaisknoten. Terminalknoten sind Endpunkte in dem Netzwerk; Relaisknoten leiten PDUs an der MAC-R-Teilschicht weiter. 3 zeigt MAC-Protokollstapel für beide Knotentypen. Die Pfeile stellen den Datenfluss zwischen MAC-Teilschichten in jedem Knotentyp dar. (Die oberen Schichten in dem Relaisstapel werden zum Verarbeiten von PDUs verwendet, die an den Relaisknoten adressiert sind.)
Fig. 3
Ein drahtloser Domain-Zugriffspunkt (WDAP) ist eine OWL-Brücke, die verwendet wird, um ein Funkteilnetz zu einem verdrahteten 802-Teilnetz zu überbrücken. Ein WDAP enthält einen Brückenprotokollstapel. 4 zeigt den MAC-Protokollstapel für einen WDAP. Es wird angemerkt, dass der Brückenprotokollstapel einen Relais-Protokollstapel enthält. Die 802.3 MAC-D-Teilschicht wird verwendet, um OWL-PDUs über einen 802.3-Link zu senden, der Teil des WL-Funknetzwerkes ist. Die MAC-Q- und MAC-S-Teilschichten dienen als Proxy-MAC-Q- und MAC-S-Entitäten für Stationen auf dem 802.3-Teilnetz. Zur Vereinfachung bedienen die MAC-Q- und MAC-S-Teilschichten auch PDUs für die lokale WDAP-802-Adresse.
Fig. 4.
5 veranschaulicht, wie Daten durch einen Brückenprotokollstapel fließen. Die gepunktete Linie stellt den Pfad dar, dem ein PDU folgt, während er sich von einer Station auf einem 802.3-LAN zu Terminal 2 in einem OWL-Funknetzwerk bewegt. Der WDAP "überbrückt" die PDU vom 802.3-Teilnetz zum Funkteilnetz. Die durchgezogene Linie stellt den Pfad dar, dem eine PDU folgt, wenn sie sich von Terminal 1 im Funknetzwerk zu Terminal 2 im Funknetzwerk bewegt. Da der Pfad in dem Funknetzwerk enthalten ist, braucht die PDU nicht überbrückt zu werden.
Fig. 5
Im Allgemeinen werden PDUs über Teilnetzgrenzen verbrückt; PDUs werden innerhalb des Funknetzwerkes geroutet. Eine Überbrückungs-Entität in einem WDAP verwendet eine Weiterleitungs-Datenbank, um zu bestimmen, ob eine PDU aus einem Teilnetz in ein anderes Teilnetz überbrückt werden soll. Eine Weiterleitungs-Datenbank enthält eine Liste von 802-Adressen, die jedem Teilnetz zugeordnet sind, an das der WDAP angeschlossen ist. Eine MAC-R-Entität verwendet eine Routingtabelle, um zu bestimmen, wie eine PDU innerhalb eines OWL-Teilnetzes geroutet werden soll.
Netzwerkkomponenten und Definitionen.

802-LAN – ein Lokalnetz, das mit den IEEE 802-Standards übereinstimmt. Für die Zwecke der vorliegenden Erörterung wird angenommen, dass sich "802-LAN" auf ein LAN bezieht, das verdrahtete 802.3-Teilnetze und ein oder mehr OWL-Teilnetze enthält.
802-Teilnetz – ein Teilnetz in einem 802-LAN, das kein OWL-Teilnetz ist.
OWL-Teilnetz – ein Teilnetz in einem 802-LAN, das ein OWL-Funknetzwerk und 0 oder mehr 802-Teilnetze beinhaltet.
OWL-Funknetzwerk – Ein OWL-Teilnetz minus seine verdrahteten Teilnetze (s. 1). Ein OWL-Funknetzwerk kann verdrahtete (d.h. 802.3) Kommunikationslinks beinhalten. Das OWL-Funknetzwerk besteht aus adressierbaren MAC-R-Knoten und Kommunikationspfaden.
Mobiler, mit Funk ausgerüsteter Computer (MRC) – Ein mobiler, mit Funk ausgerüsteter Computer, der einen OWL-Terminalknoten enthält.
Drahtloser Medienzugriffspunkt (WMAP) – eine mit Funk ausgerüstete Basisstation, die einen physikalischen Zugriff auf einen drahtlosen Link in einem OWL-LAN ermöglicht. Ein WMAP kann mit dem Funknetzwerk über einen verdrahteten Link oder einen Funklink verbunden sein. Ein typisches OWL-Funknetzwerk besitzt meh rere WMAPs mit überlappenden Abdeckungsbereichen. MRCs können zwischen Abdeckungsbereichen springen. Mit Ausnahme von möglichen Taktungseinflüssen wirkt sich Springen nicht auf Protokollschichten oberhalb der MAC-Teilschicht aus.
Drahtloser Domain-Zugriffspunkt (WDAP) – ein logischer Zugriffspunkt auf ein OWL-Funknetzwerk. Es gibt mehrere Typen von WDAPs, die nachstehend definiert sind. Ein WDAP ist typischerweise in einem WMAP enthalten, der direkt mit einem verdrahteten 802-Teilnetz verbunden ist. Der WDAP stellt eine Brücke zwischen dem Funknetzwerk und dem verdrahteten Teilnetz zur Verfügung. Ein WDAP hat eine MAC-S- und eine MAC-Q-Teilschicht, da er einen Eintrittspunkt in das Funknetzwerk zur Verfügung stellt. Zu jedem gegebenen Zeitpunkt stellt ein – und nur ein – WDAP einen Zugriff auf einen Verteiler-LAN für einen Knoten in dem OWL-Teilnetz zur Verfügung.
OWL-Knoten – Eine MAC-R-adressierbare Entität in einem OWL-Funknetzwerk.
OWL-Terminalknoten – Ein MAC-R-adressierbarer OWL-Knoten, der einen Endpunkt in einem OWL-Funknetzwerk darstellt. Ein Terminal-OWL-Knoten wird einfach als ein Terminal bezeichnet, wenn dies nicht zweideutig ist. Ein Terminal hat eine MAC-S- und eine MAC-Q-Teilschicht, da es einen Eintrittspunkt in ein Funknetzwerk zur Verfügung stellt.
OWL-Relaisknoten – Ein MAC-R-adressierbarer OWL-Knoten, der einen inneren Knoten in einem OWL-Funknetzwerk darstellt. MAC-R-Rahmen werden durch OWL-Relaisknoten geroutet.
OWL-Spanning-Tree – Ein OWL-Spanning-Tree besteht aus einem einzigen Wurzelknoten, OWL-Relaisknoten, Terminalknoten, und Kanten, wobei eine einzelne Kante zwei Knoten für Routingzwecke logisch miteinander verbindet. Ein Ast ist ein logischer Pfad, der eine oder mehr Kanten und die zugeordneten Knoten enthält. MAC-R Rahmen werden entlang von Ästen eines Spanning-Tree geroutet.
OWL-Netzwerk-Spanning-Tree – Alle Knoten in einem hierarchischen OWL-Teilnetz sind zu Steuerzwecken in einen Netzwerk-Spanning-Tree organisiert. Ein einzelner Netzwerk-Spanning-Tree stellt eine OWL-Domain dar. Die Wurzel des Netz werk-Spanning-Tree enthält einen primären WDAP. Es wird angemerkt, dass ein 802-LAN mehrere OWL-Netzwerk-Spanning-Trees (Domains) enthalten kann.
OWL-Zugriff-Spanning Tree – Ein Zugriff-Spanning-Tree ist ein Teilbaum in einem Netzwerk-Spanning-Tree. Die Wurzel eines Zugriff-Spanning-Tree enthält einen verteilten oder primären WDAP und stellt einen direkten Zugriff auf ein Verteiler-LAN zur Verfügung.
Netz-ID – Die Netz-ID identifiziert die Gruppe von Knoten, die zu einer einzelnen OWL-Domain gehören: ein Netzwerk-Spanning-Tree oder ein ad hoc-Netzwerk. Ein hierarchisches Bit gibt an, ob die Netz-ID für ein hierarchisches Netzwerk oder ein ad hoc-Netzwerk steht. Ein globales Bit wird verwendet, um anzugeben, ob die Netz-ID insgesamt einzigartig ist. Alle Knoten in einer OWL-Domain teilen sich eine gemeinsame Netz-ID.
Superwurzel – Die Wurzel eines Netzwerk-Spanning-Tree. Mehrere, an ein Verteiler-LAN angeschlossene Zugriffspunkte können verhandeln, um zu bestimmen, welcher Knoten als die Superwurzel eines Netzwerks dienen soll. Die Superwurzel ist der Knoten mit der höchsten Superwurzel-Priorität. Die Superwurzel muss direkten Zugriff auf ein Verteiler-LAN haben. Die Superwurzel ist der primäre WDAP.
Zugriffwurzel – Die Wurzel eines Zugriff-Spanning-Tree. Eine Zugriffwurzel ist ein primärer oder verteilter WDAP.
Verteiler-LAN – Ein 802-LAN-Segment, das ein verdrahtetes Teilnetz mit dem OWL-Teilnetz über den primären WDAP und 0 oder mehr verteilte WDAPs verbindet.
Verteilte Wurzel – Die Gruppe von Knoten, die aus der Superwurzel und allen Zugriffwurzeln besteht. Bei einem einzelnen OWL-Knoten kann die verteilte Wurzel als die Superwurzel angesehen werden und der verteilte WDAP, der einen Zugriff für den Knoten auf das Verteiler-LAN zur Verfügung stellt.
Primärer WDAP (WDAPp) – Ein einzelner primärer WDAP dient als Superwurzel und stellt einen einzelnen Steuerpunkt für ein OWL-Teilnetz zur Verfügung. Der primäre WDAP hat direkten Zugriff auf das Verteiler-LAN. Der primäre WDAP lei tet 802-Rahmen vom Verteiler-LAN zum OWL-Teilnetz und vom OWL-Teilnetz an das Verteiler-LAN weiter.
Verteilter WDAP (WDAPd) – Ein verteilter WDAP stellt direkten physikalischen Zugriff auf das Verteiler-LAN zur Verfügung. Verteilte WDAPs existieren innerhalb der Domain des primären WDAP. Ein verteilter WDAP leitet 802-Rahmen vom Verteiler-LAN an das OWL-Teilnetz und vom OWL-Teilnetz an das Verteiler-LAN weiter.
Sekundärer WDAP (WDAPs) – Ein OWL-Teilnetz kann andere ferne verdrahtete Teilnetze als das Verteiler-LAN enthalten. Ein einzelner sekundärer WDAP dient als eine Brücke zwischen dem fernen verdrahteten Teilnetz und dem OWL-Teilnetz. 802-Rahmen werden von dem fernen verdrahteten Teilnetz an das Funkteilnetz und von dem Funkteilnetz an das ferne verdrahtete Teilnetz durch den sekundären WDAP weiter geleitet.
Station – Eine Entität in dem 802-LAN mit einer Unicast-802-Adresse.
OWL-Station – Eine Station in einem OWL-Funknetzwerk.
Ferne Station – Eine Station, die sich nicht in einem OWL-Funknetzwerk befindet.
Knoten-ID – In einem hierarchischen Netzwerk muss jeder OWL-Knoten von der Superwurzel eine in dem Netzwerk eindeutige Knoten-ID erhalten. Die miteinander verketteten Netz-ID und Knoten-ID identifizieren auf eindeutige Weise den Knoten innerhalb des Funknetzwerkes. Die Knoten-ID für einen Relaisknoten beinhaltet ein Port-ID-Feld, das verwendet wird, um jeden Port innerhalb eines Knotens auf eindeutige Weise zu definieren (d.h. falls ein Knoten mehr als einen Port pro physikalischen Link besitzt). Port-IDs werden intern von jedem Knoten definiert. Eine Port-ID mit nur Einsen ist als Broadcast-Port-ID reserviert. In einem ad hoc-Netzwerk werden Knoten-IDs auf zufällige Weise aus der Gruppe von Knoten-IDs generiert, von denen bekannt ist, dass sie nicht in Verwendung sind. Die Knoten-ID 1 ist reserviert für den Knoten, der das ad hoc-Netzwerk initiiert hat.
Verursacher – Derjenige Knoten, der ein Unicast- oder Multicast-Übermittlung auslöst.
Sink – Der Zielknoten für eine Unicast-Übermittlung.
Konversation – Eine Serie von Übermittlungen, die verwendet werden, um einen Rahmen von einem Verursacher zu einem Sink weiter zu leiten. Der Rahmen kann in mehrere Fragmente unterteilt werden.
MDPDU – eine MAC-D-Teilschicht-Protokolldateneinheit.
MRPDU – eine MAC-R-Teilschicht-Protokolldateneinheit.
MQPDU – eine MAC-Q-Teilschicht-Protokolldateneinheit.
MSPDU – eine MAC-S Teilschicht-Protokolldateneinheit.
MQPDUID – Die Verkettung der MQPDUID und der 802-Quell- und Zieladresse identifiziert auf eindeutige Weise eine MQPDU in einem OWL-Funknetzwerk.
einwärts gerichtet [inbound] – Knoten, die logisch näher am Wurzelknoten eines Spanning-Tree sind, werden als von Knoten, die sich weiter von der Wurzel befinden, "einwärts gerichtet" betrachtet. Ein DOWNSTREAM-Bit in einem MAC-R-Steuerfeld wird auf ON gesetzt, um anzudeuten, dass die Quelle einer MRPDU von dem Ziel der PDU kommend ist. Es wird angemerkt, dass Terminalknoten das DOWNSTREAM-Bit niemals auf ON setzen. Eine einwärts gerichtete PDU ist jegliche PDU, die sich zur Wurzel hin bewegt.
auswärts gerichtet [outbound] – Knoten, die logisch weiter vom Wurzelknoten eines Spanning-Tree entfernt sind, werden als von Knoten, die näher an der Wurzel sind, "auswärts gerichtet" betrachtet. Eine auswärts gerichtete PDU ist jegliche PDU, die sich von der Wurzel weg bewegt.

MAC-D Teilschicht.
Die MAC-D-Teilschicht steuert den Zugriff auf den Kanal und ist dafür zuständig, eine zuverlässige Übermittlung zwischen jeglichen zwei Vorrichtungen in dem Funknetzwerk zur Verfügung zu stellen. Ein Funknetzwerk kann sowohl verdrahtete als auch Funklinks beinhalten. Die MAC-D-Teilschicht ist spezifisch für den physikalischen Linktyp. Eine 802.3 MAC-D-Teilschicht wird für 802.3-Links verwendet, und eine Funk-MAC-D-Teilschicht wird für Funklinks verwendet.
MAC-D-Teilschicht für Funklinks.
Die Funk-MAC-D-Teilschicht stellt "bestätigte verbindungslose" Dienste für die MAC-R-Teilschicht zur Verfügung. Eine "Verbindung" ist nicht erforderlich, um eine MRPDU zu übermitteln; aber jede PDU wird an der MAC-D-Teilschicht bestätigt, und Fehler werden an die MAC-R-Teilschicht gemeldet. Bei einem Termninalknoten stellt ein MAC-D-Linkfehler eine Angabe dar, dass das Terminal gesprungen ist.
Funk-MAC-D-Protokolldateneinheiten.
Eine MDPDU wird entweder als ein Steuerrahmen oder ein Datenrahmen klassifiziert. Steuerrahmen erleichtern den Netzwerkzugriff und die Fehlerkorrektur für Unicast-Konversationen. Datenrahmen enthalten eine MRPDU. Ein einzelnes Bit in einem Feld vom Rahmentyp gibt an, ob ein Rahmen ein Steuerrahmen oder ein Datenrahmen ist. Ein gemeinsames Headerformat wird sowohl für Steuer- als auch Datenrahmen verwendet.
MAC-D-Headerformat.

Protokoll-ID
Netzwerk-ID
Zielknoten-ID
Quellknoten-ID
Steuerung
Reservierung

Steuerrahmen.
Steuerrahmenformat.

Präambel
SFD (Startrahmenbegrenzer)
<physikalische Schicht-Header>
MAC-D-Header
CRC

Es wird angemerkt, dass Steuerrahmen eine feste Länge besitzen.
Steuerrahmentypen.
Ein Steuerrahmen wird entweder als ein Anforderungsrahmen oder als ein Antwortrahmen klassifiziert. Ein einzelnes Bit im Typfeld zeigt an, ob ein Steuerrahmen eine Anforderung oder eine Antwort ist.
Typen von Steueranforderungsrahmen.

RFP – ein RFP-Rahmen wird verwendet, um das Netzwerk für eine Unicast-Konversation zu reservieren.
ENQ – ein ENQ-Rahmen wird von einem Verursacher verwendet, um den Status einer vorausgegangenen End-of-data-Fragment-Übermittlung zu bestimmen. Der Sink antwortet durch erneutes Übertragen seines letzten CLEAR. Falls der Sink-Knoten über keine eindeutige Statusinformation verfügt, antwortet er auf ein ENQ durch Übertragen eines REJECT. Es wird angemerkt, dass ein ENQ/POLL-Paar im Hinblick auf den Kanalzugriff einem RTS/POLL-Paar entspricht.
ABORT – ein ABORT kann von einem Verursacher verwendet werden, um eine aktive Konversation abzubrechen. Es wird angemerkt, dass eine Konversation jederzeit neu gestartet werden kann.

Typen von Steuerantwortrahmen.

POLL – ein POLL wird verwendet, um Zugriff auf das Netzwerk zu gewähren und die Übermittlung eines Unicast-Datenrahmenfragmentes anzuregen. Das Steuerbyte in einem POLL-Rahmen enthält die 1Bit-Sequenznummer des nächsten erwarteten Datenrahmenfragmentes.
CLEAR – ein CLEAR-Rahmen wird verwendet, um den Empfang des letzten Unicast-Datenrahmenfragmentes in einer Konversation zu bestätigen. Ein Last-in-chain (LIC)-Bit unterscheidet einen CLEAR-Rahmen von einem ACK-Rahmen.
REJECT – ein REJECT-Rahmen wird von einem Sink verwendet, um einen Verursacher darüber zu informieren, dass eine Unicast-Konversation durch den Sink abgebrochen wurde, oder dass der Sink keine ACK-Statusinformation für den Verursacher hat. Der Verursacher muss die Konversation erneut starten. Falls ein Sink einen Out-of-sequence-DATA-Rahmen empfängt, antwortet er mit einem REJECT-Rahmen und bricht die Konversation ab.
FRMR – ein FRMR-Rahmen kann von einem Sink verwendet werden, um anzuzeigen, dass ein nicht erkannter Rahmentyp empfangen wurde.

Datenrahmen.
Datenrahmen werden zum Senden von MAC-R-Daten verwendet. Das Steuerfeld in einem Datenrahmen enthält eine 1Bit-Sequenznummer, die verwendet wird, um die Fragmentierung und den Wiederaufbau von großen Unicast-Rahmen zu erleichtern. Alle Sende- und Multicast-Übermittlungen bestehen aus einem einzelnen DATA-Rahmen. Unicast-Rahmen können für die Übermittlung in mehrere DATA-Fragmente geteilt werden. Ein First-in-chain(FIC)-Bit wird in dem ersten DATA-Fragment eines Rahmens auf ON gesetzt. Der Sink setzt seinen Empfangssequenzstatus zurück, wenn ein FIC-DATA-Fragment empfangen wird. Ein Last-in-chain (LIC)-Bit wird in dem letzten DATA-Fragment eines Rahmens auf ON gesetzt. Es wird angemerkt, dass sowohl FIC als auch LIC in Einzelfragmentrahmen auf ON gesetzt werden. Ein EOD(End-of-data)-Fragment ist ein Datenfragment, bei dem das LIC-Bit auf ON gesetzt ist. Fragmentierung und Wiederaufbau an der MAC-D-Teilschicht ist für die MAC-R-Teilschicht transparent.
Datenrahmenformat.

Präambel
SFD
MAC-D-Header
MRPDU-Fragment
CRC

Rahmenübermittlung.
Ein MULTI-Bit im Steuerbyte wird verwendet, um anzuzeigen, ob eine Antwort für einen DATA-Anforderungsrahmen erforderlich ist. Das MULTI-Bit muss für alle Rahmen, die eine Broadcast- oder Multicast-Quell- oder -Ziel-ID enthalten, auf ON gesetzt werden. Das MULTI-Bit kann für Unicast-Übermittlungen auf ON gesetzt werden, wenn keine Bestätigung erforderlich ist.
Beispiel für Multicast-Übermittlung:
Beispiel für Unicast-Übermittlung ohne Fehler:
Wenn ein Sink einen RFP-Rahmen empfängt und der Kanal reserviert ist, muss der Sink den POLL-Rahmen zurückhalten. Der Verursacher muss eine zufällige Abwartezeit berechnen und später erneut versuchen.
Beispiel für Übermittlung mit Fehlern:
Funkkanalzugriff.
Der Kanalzugriff in einem OWL-Funknetzwerk wird durch das Vorhandensein von mehreren sich überlappenden Funkabdeckungsbereichen und verborgenen Knoten kompliziert. Von einem gegebenen ersten Funk-Transceiver sagt man, er sei von einem zweiten Transceiver verborgen, wenn sich der zweite Transceiver nicht in Reichweite des ersten befindet, jedoch Transceiver vorhanden sind, die sich in Reichweite von beiden befinden. In 6 stellen die großen Kreise den Funkabdeckungsbereich der Knoten A, B, C, and D dar. Von C wird beispielsweise angenommen, dass er von A verborgen ist, da er sich nicht im Abdeckungsbereich von A befindet, aber ein Knoten, B, sich im Abdeckungsbereich von beiden befindet.
Fig. 6.
Das Problem von verborgenen Knoten kann die Bandbreitennutzung in einem Funknetzwerk im Sinne eines einfachen Trägers empfindlich einschränken, wenn der Prozentanteil von verborgenen Knoten bedeutsam ist. Als Beispiel sei angenommen, dass Knoten A in 6 einen Rahmen an Knoten B überträgt. Wenn C zur gleichen Zeit den Kanal fühlt, erscheint er im Leerlauf zu sein, da C A nicht hören kann. Wenn C beginnt, an D zu übertragen, kollidiert die Übermittlung von A mit der Übermittlung von C an B und geht wahrscheinlich verloren. (Die Übermittlungen von A und C kollidieren nicht bei D.)
Die OWL MAC-D-Teilschicht verwendet ein Listen-before-talk(LBT)-Kollisionsvermeidungsprotokoll, um die Anzahl von Kollisionen, die von verborgenen Knoten verursacht werden, zu verringern. Knoten reservieren den Kanal für Unicast-Konversationen. Die Reservierung in Anforderungsrahmen reserviert den Kanal für darauf folgende Datenrahmen. Antwortrahmen echoen die Reservierung in dem vorherigen entsprechenden Anforderungsrahmen. Die Reservierung in einem Anforderungsrahmen braucht sich nicht über eine gesamte Konversation zu erstrecken, da die Reservierung in darauf folgende Datenrahmen erstreckt werden kann. (Kürzere Reservierungen verkürzen Totzeiten, wenn Rahmen verloren gehen.) Die Reservierung in einem Anforderungsrahmen beinhaltet implizit eine Reservierung für die erforderliche Antwort (einschließlich Durchlaufzeit).
Die Kanalreservierungsmethode schränkt allgemein die Konkurrenz beim Kanalzugriff auf RFP-Rahmen ein. In Abwesenheit von verlorenen Rahmen wird ein LBT-Algorithmus nur ein Mal pro MAC-D-Konversation ausgeführt. Ein Verursacher führt den LBT-Algorithmus aus und überträgt einen RFP-Rahmen, falls der Kanal frei ist. Der Verursacher besitzt den Kanal während der Dauer einer Konversation, sobald er vom Sink ein POLL empfängt. Nachfolgende DATA-Fragmente können ohne zusätzliche Kanalzugriff-Logik gesendet werden. Falls der Kanal nicht frei ist, wählt ein zufälliger Abwarte-Algorithmus eine Abwarteverzögerung in Abhängigkeit von der LBT-Schlitzzeit und der Anzahl von erneuten Versuchen. Ein LBT-Schlitz ist in Abhängigkeit von der der bestmöglichen und schlechtestmöglichen Belegtzustand-Erfassungszeit ("best/worst busy-sense time") definiert. Die bestmögliche Belegtzustand-Erfassungszeit ist gleich der Zeitmenge ab dem Zeitpunkt, an dem ein Knoten vor dem Übertragen erfasst hat, dass sich der Kanal im Leerlauf befindet, bis ein anderer Knoten erfassen kann, dass die Übermittlung gerade stattfindet. Die schlechtestmögliche Belegtzustand-Erfassungszeit ist gleich der Zeit, die der Verursacher benötigt, um zu erfassen, dass sich der Kanal im Leerlauf befindet, und einen RFP-Rahmen zu senden, plus die Zeit, die ein Sink benötigt, das Senden eines POLL-Rahmens zu starten. 7 zeigt eine Zeitlinie für eine Unicast-Konversation zwischen zwei Knoten A und B. Falls der Verursacher A erfasst, dass sich der Kanal zum Zeitpunkt 0 im Leerlauf befindet, beträgt die schlechtestmögliche Belegtzustand-Erfassungszeit t_WS.
Fig. 7.
Jeder Knoten in dem Netzwerk muss RESERVE_TIME und RESERVE_NODE-Kanalreservierungsvariable und einen Lokaltakt beibehalten. Der Kanal ist reserviert, wenn der Wert von RESERVE_TIME größer als die gegenwärtige Zeit ist. Die RESERVE_TIME-Variable wird aktualisiert, wenn eine Reservierung empfangen wird und 1) der Kanal gegenwärtig nicht reserviert ist, oder 2) der Sender eines Anforderungsrahmens der RESERVE_NODE-Knoten ist, oder 3) das Ziel eines Antwortrahmens der RESERVE_NODE_Knoten ist, oder 4) das Reservierungsfeld in einem Unicast-Rahmen den Kanal für eine längere Zeit als die gegenwärtige RESERVE_TIME-Zeitdauer reserviert. Die RESERVE_TIME wird immer dann auf 0 gesetzt, wenn eine Reservierung von 0 beobachtet wird, und der RESERVE_NODE-Knoten das Ziel eines Antwortrahmens ist. Die RESERVE_TIME wird immer dann auf 0 gesetzt, wenn der lokale Knoten das Ziel einer Unicast-Übermittlung vom RESERVE_NODE ist.
Der RESERVE_NODE wird immer dann auf die verketteten Netz-ID und Knoten-ID des Knotens gesetzt, der den Kanal reserviert (d.h. die Quellknoten-ID und Netz-ID in einem Anforderungsrahmen oder die Zielknoten-ID und Netz-ID in einem Antwortrahmen), wenn die RESERVE_TIME aktualisiert wird.
Der Kanal wird als belegt angesehen, wenn er als belegt erfasst wird oder wenn er reserviert ist. Wenn der Kanal reserviert ist, wird die von dem zufälligen Abwarte-Algorithmus gewählte Zufallsverzögerung zu der Reservierungszeit addiert. Nach Ablauf der Verzögerungsdauer wiederholt der Verursacher den LBT-Algorithmus.
Ein Basic Service Set (BSS) weist einen WMAP und dessen Kinder auf. Bei einem Frequenzsprung-Netzwerk ist jeder BSS zumeist durch Kanalfrequenztrennung von seinen Nachbarn isoliert, aber BSS-Frequenzen können sich gelegentlich überlappen. Reservierungen können übersehen werden, wenn sich BSS-Frequenzen für den Teil einer Konversation überlappen. Wenn eine Frequenzsprungzeit mit einem Synchronisierungsrahmen beginnt, kann der Synchronisierungsrahmen eine Angabe enthalten, dass der Kanal belegt ist.
Ein schlafender Knoten ist jeglicher Knoten, der dem Netzwerkverkehr nicht aktiv zugehört hat. Ein schlafender Knoten kann eine RFP/POLL-Sequenz versäumen. Das OWL Funk-MAC-D Protokoll verwendet eine Belegt-Impuls-Methode, um schlafende Terminals zu unterstützen. POLL-Rahmen liefern periodische Impulse, um anzuzeigen, dass der Quellknoten belegt ist. Von einem schlafenden Terminal wird verlangt, dass es den Kanal für eine Belegt-Impuls-Periode abhört, bevor es auf den Kanal zugreift. Wenn eine Konversation im Gange ist, ist dann garantiert, dass das Terminal entweder den Verursacher oder den Sink innerhalb der Belegt-Impuls-Periode hört. In 7 beträgt die Belegt-Impuls-Periode t_bp. Die Belegt-Impuls-Periode ist gut definiert, wenn die maximale Fragment- und Durchlaufzeit festgelegt sind. Die kombinierten OWL-Reservierung. und Belegt-Impuls-Protokolle stellen eine Kanalzugriffslösung zur Verfügung, die zu einem Belegtton-Kanalzugriffsprotokoll analog ist.
Terminalknoten sollen die gesamte Wiederholungszeit an der MAC-D-Teilschicht begrenzen, damit Springen leicht erfasst und schnell ein neuer Pfad in dem Spanning-Tree erstellt werden kann. Relaisknoten sollen die Anzahl von erneuten Versuchen infolge von verlorenen Rahmen verringern, wenn der Sink ein Terminalknoten ist, da der verlorene Rahmen durch Springen verursacht sein kann. Die Wiederholungsbegrenzung sollte viel höher sein, falls sowohl der Verursacher als auch der Sink Relaisknoten sind.
802.3 MAC-D-Teilschicht.
Die 802.3 MAC-D-Teilschicht wird zum Weiterleiten von MAC-R PDUs über 802.3-Links verwendet. Alle 802.3-MAC-D-Rahmen verwenden eine gemeinsame reservierte 802-Multicast-Adresse und eine gemeinsame LLC SNAP-Zugriffspunkt-Identifizierung im 802.3- bzw. LLC-Header. Die OWL MAC-D PDU ist in der LLC-PDU enthalten. Die 802.3-MAC-D-Teilschicht wird verwendet, wenn zwei (oder mehr) Knoten in dem OWL-Netzwerk-Spanning-Tree physikalisch durch einen 802.3-Link verbunden sind. Es wird angemerkt, dass der gleiche physikalische Link sowohl als ein Verteiler-LAN als auch als der einem Pfad im Netzwerk-Spanning-Tree zugeordnete physikalische Link dienen kann. Es ist wichtig, die folgende Unterscheidung zu verstehen. Wenn ein WDAP einen Rahmen auf ein Verteiler-LAN überbrückt, dann ist der Rahmen nicht mehr auf einem Ast in dem OWL-Netzwerk-Spanning-Tree, auch wenn die 802-Zieladresse zu einem Knoten in dem OWL-Teilnetz gehört; wenn jedoch ein WMAP eine MRPDU zu einem anderen WMAP routet, dann wird die PDU auf einem Ast in dem Spanning-Tree weiter geleitet, selbst wenn der zum Weiterleiten der PDU verwendete physikalische Link auch als der Verteiler-LAN dient.
Die 802.3 MAC-D PDU-Felder sind nachstehend gezeigt. Alle 802.3 MAC-D-Übermittlungen bestehen aus einer einzigen Daten-PDU. Es sind keine Steuerrahmen definiert. Eine 802.3 MAC-D-Teilschicht fragmentiert keine MAC-R-PDUs.
802.3 MAC-D-Headerformat.

Protokoll-ID
Netzwerk-ID
Zielknoten-ID
Quellknoten-ID
Steuerung
Reservierung

802.3 MAC-D-Datenrahmenformat.

802.3-Header
LLC-Header mit SNAP-Zugriffspunkten
MAC-D-Header
MRPDU
CRC

MAC-R-Teilschicht.
Die MAC-R-Teilschicht ist zuständig für das korrekte Routen von PDUs höherer Schichten durch das OWL-Teilnetz. OWL-Knoten sind in einen Netzwerk-Spanning- Tree organisiert, und PDUs werden entlang von Ästen des Spanning-Tree geroutet. Die MAC-R-Teilschicht stellt auch Unterstützung für schlafende Terminals zur Verfügung und verteilt Netzwerkknoten-IDs. Die MAC-R-Teilschicht stellt unbestätigt verbindungslos Dienste zur Verfügung.
MAC-R-Protokolldateneinheiten
MAC-R-Headerformat

Länge
Typ
Steuerung
802-Zieladresse
802-Quelladresse
<typenspezifische Felder und optionale Parameter>

MRPDU-Typen.

REGISTRIERUNG – Ein Knoten sendet eine REGISTRATION-Anforderung an die Superwurzel, um eine OWL-Netzwerkknoten-ID zu erhalten. Die Registrierungs-PDU enthält die 802-Adresse des Knotens. Die Superwurzel verzeichnet die 802-Adresse und sendet eine Knoten-ID in einer REGISTRATION-Antwort-PDU zurück. Eine REGISTRATION-Anforderung kann ein Knoten-Alias enthalten. Das Alias ist der permanente Name eines Knotens in dem OWL-Funknetzwerk. Eine REGISTRATION-Anforderung kann auch einen global einzigartigen Netzwerk-Zugriffscode enthalten. Der Zugriffscode kann verwendet werden, um den Netzwerkzugriff beispielsweise auf diejenigen Knoten zu beschränken, die zu einer einzelnen Organisation gehören.
ATTACH – Ein Knoten sendet eine ATTACH-Anforderung an einen Parent-Knoten, um sich an das OWL-Teilnetz anzuschließen. Die ATTACH-Anforderung wird an die verteilte Wurzel weitergeleitet, um die volle Verbindungsfähigkeit in dem OWL-Teilnetz herzustellen. Die verteilte Wurzel sendet ein ATTACH-Antwortpaket zurück, um die ATTACH-Anforderung zu bestätigen. Ein Anschlussanzeige(ATTI)-Bit im Steuerfeld der ATTACH-Anforderung zeigt an, ob sich der Pfad zu dem Knoten, der die ATTACH-Anforderung erzeugt hat, geändert hat. Die MAC-R-Entität in einer Zugriffwurzel setzt ein DISTRIBUTED-Bit auf ON im Steuerfeld einer ATTACH-Anforderung, bevor sie die Anforderung an die Superwurzel weiterleitet. Die Superwurzel verzeichnet das DISTRIBUTED-Bit in seiner Routingtabelle und leitet keine Rahmen von der Verteiler-LAN an den Anschluss suchenden Knoten weiter, wenn das DISTRIBUTED-Bit ON ist.
HELLO – Jeder Relaisknoten in einem hierarchischen OWL-Funknetzwerk sendet periodisch HELLO-Antwort-PDUs aus, um sein Vorhandensein bekannt zu geben. Anstehende Nachrichten für schlafende Terminals und ausgesendete Nachrichten können HELLO-PDUs zugeordnet sein. Ein Knoten kann eine HELLO-Anforderung-PDU senden, um (nicht eingeplante) HELLO-Antwort-PDUs von angeschlossenen Relaisknoten abzurufen. Jede HELLO-Antwort-PDU enthält die 802-Adresse der Superwurzel und eine Superwurzel-Sequenznummer. Die Superwurzeladresse und -Sequenznummer werden verwendet, um das Vorliegen eines OWL-Netzwerkes auf eindeutige Weise zu identifizieren. Des Weiteren kann jeder Knoten in dem Netzwerk die 802-Adresse der Superwurzel lernen.
DATA – DATA-Anforderung-MRPDUs werden verwendet, um Daten höherer Schichten zu transportieren.
R-DATA – DATA-Antwort-MRPDUs werden verwendet, um nicht zugestellte DATA-Anforderung-MRPDUs erneut zu routen, nachdem sich eine Route geändert hat.
ALERT – Ein Relaisknoten sendet eine einwärts gerichtete ALERT-Anforderung, wenn er nicht in der Lage ist, eine PDU an ein Kind zu liefern. Die ALERT-Anforderung wird verwendet, um zu bestimmen, ob der Pfad zu dem Kind noch gültig ist, und wird optional verwendet, um das Kind zu warnen, dass es eine PDU versäumt hat und sich erneut anschließen sollte.
DETACH – Ein Relaisknoten sendet einen DETACH-Antwortknoten, um einen Pfad zu einem auswärts gerichteten Knoten zu löschen.

OWL-Netzwerk-Spanning-Tree.
Knoten in einem OWL-Funknetzwerk sind in einen Netzwerk-Spanning-Tree organisiert. Ein primärer WDAP dient als (Super-) Wurzel des Spanning-Tree. PDUs wer den entlang von Ästen des Spanning-Tree geroutet. 8 zeigt physikalische Vorrichtungen und Links in einem beispielhaften OWL-Netzwerk. 9 zeigt das gleiche Netzwerk, das als ein logischer Netzwerk-Spanning-Tree organisiert ist.
Fig. 8.
Fig. 9.
Der Spanning-Tree beseitigt Schleifen in der physikalischen Topologie. In 9 ist der mit "sr" bezeichnete Knoten die Superwurzel, und der mit "ar" bezeichnete Knoten eine Zugriffwurzel. Die parallelen Linien stellen das Verteiler-LAN dar, das nicht Teil des Spanning-Tree ist. Sowohl die Superwurzel als auch die Zugriffwurzel haben Zugriff auf das Verteiler-LAN; der mit 4 bezeichnete WMAP kann nicht direkt auf das Verteiler-LAN zugreifen. Der WMAP 4 leitet für das Verteiler-LAN bestimmte PDUs durch die Superwurzel (d.h. mit einer 802.3-MAC-D-Teilschicht) weiter. Die mit 1 bezeichnete Fernstation auf dem Verteiler-LAN ist nicht Teil des Netzwerk-Spanning-Tree; das sekundäre 802-LAN und die mit 11 bezeichnete Fernstation können jedoch als Teil des Spanning-Tree angesehen werden (wie durch die gestrichelte Kante angezeigt ist).
Aufbau des Spanning Tree.
Knoten im Funknetzwerk werden generell in (an den Netzwerk-Spanning-Tree) angeschlossen oder nicht angeschlossen eingeteilt. Anfänglich ist nur die Superwurzel angeschlossen. Es kann ein einzelner WDAP bestimmt werden, um den Wurzelknoten zu enthalten, oder mehrere mögliche Wurzeln können verhandeln, um zu bestimmen, welcher Knoten den Superwurzelstatus annimmt. Die Wurzel und andere angeschlossene Relaisknoten senden HELLO-Antwort-PDUs in berechneten Abständen aus. Die HELLO-Antwort-PDUs versetzen nicht angeschlossene Knoten in die Lage, den optimalen Pfad zur Superwurzel zu erfahren, bevor sie sich an das Netzwerk anschließen. Die HELLO-Antwort-PDUs umfassen: 1) die Quellknoten-ID und 802-Adresse; 2) eine Sende-Zielknoten-ID und 802-Adresse; 3) die "Kosten" bis zur Superwurzel; 4) einen "Seed"-Wert, der verwendet wird, um den Zeitpunkt der nächsten HELLO-Antwort-PDU zu berechnen; 5) eine Hallo-Verschiebungszeit; 6) die Priorität des Superwurzelknotens (oder des Wurzelkandidaten); 7) die 802-Adresse der Superwurzel (oder des Wurzelkandidaten); und 8) eine Superwurzel-Sequenznummer, die verwendet wird, um zwischen mehreren Vorkommnissen des Netzwerk-Spanning-Tree mit der gleichen Superwurzel zu unterscheiden.
Das HELLO-"Kosten"-Feld gibt den gesamten "Abstand" von der Superwurzel an und ist gleich der Summe der Kosten eines jeden Funkfeldes auf dem Pfad zur Wurzel. (Es wird angemerkt, dass die Superwurzel HELLO-PDUs aussendet, bei denen das Kostenfeld auf Null gesetzt ist.) Die inkrementellen Kosten des Funkfeldes zwischen einem Knoten und seinem Parent hängt in erster Linie von dem physikalischen Linktyp ab (d.h. Ethernet oder Funk). Die Kostenkomponente soll die Pfadwahl auf Verbindungen mit einer höheren Geschwindigkeit (d.h. verdrahtete) hin vorspannen. Auf Funklinks wird der Spanning-Tree-Anschluss auf den Link mit der besten Signalstärke hin vorgespannt. Die Signalstärke ist kein Faktor bei den kumulativen Pfadkosten. Das HELLO-"Verschiebungs"-Feld gibt die Verschiebung der tatsächlichen Hello-Zeit von der berechneten Hello-Zeit an oder zeigt an, dass die Hello-Zeit nicht eingeplant war. Ein allgemein bekannter Randomisierungsalgorithmus wird verwendet, um die nächste Hello-Zeit zu berechnen. Das HELLO-"Seed"-Feld wird als Anfangsparameter für die Berechnung verwendet. Die "Wurzel-802-Adresse" und "Wurzelsequenz"-Felder werden verwendet, um ein einzelnes Auftreten des Funknetzwerkes zu definieren. Angeschlossene Knoten müssen immer dann ihre Knoten-ID vergessen und zu dem nicht angeschlossenen Zustand zurückkehren, wenn eine HELLO-Antwort-PDU mit einer neuen Wurzel-802-Adresse oder Wurzel-Sequenznummer empfangen wird. HELLO-Antwortpakete können andere optionale Parameter (wie etwa einen verteilten Takt oder eine Liste mit anstehenden Nachrichten) enthalten.
Knoten ohne einen Parent in dem Spanning-Tree befinden sich in einem nicht angeschlossenen Zustand. In dem nicht angeschlossenen Zustand erfährt ein Knoten, welcher angeschlossene Relaisknoten sich am nächsten zur Superwurzel befindet, indem er auf HELLO-Antwort-PDUs hört. (Falls keine HELLO-Antwort-PDUs empfangen werden, kann der Knoten warten (d.h. schlafen) und später erneut versuchen.) Nach Ablauf der Lernperiode sendet ein nicht angeschlossener Knoten ein ATTACH-Anforderungspaket an den angeschlossen Relaisknoten mit den niedrigsten Kosten zur Superwurzel. Die ATTACH-Anforderung enthält eine ATTACH ID, bei der es sich um eine Sequenznummer handelt, die immer dann inkrementiert wird, wenn eine ATTACH-Anforderung erzeugt wird. (Knoten ohne Knoten-ID müssen zuerst ein REGISTRATION-Anforderungspaket an die Wurzel senden, um eine OWL-Knoten-ID zu erhalten.) Der angeschlossene Relaisknoten leitet das ATTACH-Anforderungspaket an die Superwurzel weiter. Die End-to-End ATTACH-Anforderun dient als Entdeckungspaket und ermöglicht es Relaisknoten entlang des Pfades zur Superwurzel, den Pfad zum Quellknoten schnell zu erfahren. Die Superwurzel sendet die Anforderung als End-to-end ATTACH-Antwort-PDU zurück. Der Knoten, von dem eine ATTACH-Anforderung stammt, ist dafür zuständig, die Anfrage erneut zu versuchen bis eine passende Antwort empfangen wird, um sicher zu stellen, dass er vollständig angeschlossen ist. Wenn der nicht angeschlossene Knoten die ATTACH-Antwort-PDU empfängt, geht er in einen angeschlossenen Zustand über und stellt die internen Wurzelport- und Parent-Variablen ein. Der Wurzelport ist der physikalische Port, an dem die Antwort-PDU angekommen ist, und die Parent-Variable enthält die Knoten-ID und 802-Adresse des Parent-Knotens. Ein Kind-Knoten akzeptiert nur auswärts gerichtete Unicast-MRPDUs von seinem Parent. Falls der neu angeschlossene Knoten ein Relaisknoten ist, berechnet er seine Kosten bis zur Superwurzel, indem er seine Wurzelport-Linkkosten zu den HELLO-Kosten seines neuen Parent addiert, und beginnt HELLO-Antwort-PDUs auszusenden.
ATTACH-Anforderungen werden immer an die Superwurzel weitergeleitet. Einwärts gerichtete ATTACH-Anforderungen erstellen einen neuen Pfad von der Superwurzel zum Quellknoten. Wenn eine ATTACH-Anforderung an der Superwurzel eintrifft, und es existiert ein verteilter WDAP, der sich auf dem alten Pfad zum Quellknoten befindet, aber sich nicht auf dem neuen Pfad befindet, dann muss die Superwurzel die ATTACH-Anforderung als eine auswärts gerichtete PDU an den verteilten WDAP weiterleiten. Wenn der verteilte WDAP die ATTACH-Anforderung empfängt, liest er Filter- und Weiterleitungs-Sequenznummern aus der Anforderung aus und gibt seine Filter- und Weiterleitungs-Sequenznummern für den Quellknoten in die Anforderung ein. Die ATTACH-Anforderung wird als eine einwärts gerichtete ATTACH-Antwort an die Superwurzel zurück gesendet. Der verteilte WDAP löscht seinen Routingtabellen-Eintrag für den Knoten, von dem die ATTACH-Anforderung stammte. Eine Weiterleitungs-Sequenznummer Null in einer ATTACH-Anforderung wird verwendet, um die Filter-Sequenznummer in einem WDAP zurück zu setzen. Eine Weiterleitungs-Sequenznummer Null in einer ATTACH-Antwort wird verwendet, um die Filter-Sequenznummer in einem Terminal zurück zu setzen.
Eine Anschlussanzeige (ATTI)-Bit wird in einer ATTACH-Anforderung-PDU immer dann auf ON gesetzt, wenn sich der Pfad zur Quelle der ATTACH-Anforderung ändert, um die verteilte Wurzel zu benachrichtigen, dass der Quellknoten sich eben an das Netzwerk angeschlossen hat. Wenn ein verteilter WDAP eine ATTACH-Anforderung empfängt und das ATTI-Bit ON ist, überträgt er jegliche nicht zugestellten PDUs erneut als R-DATA PDUs, bei denen ein RETRY-Bit auf ON gesetzt ist. Eine nicht zugestellte PDU ist jegliche DATA-PDU mit einer Sequenznummer, die neuer als die Filter-Sequenznummer in der ATTACH-Anforderung ist.
Nicht angeschlossene Terminalknoten können optional eine globale HELLO-Anforderung-PDU mit einer Multicast-Relaisknoten-ID aussenden und 802-Zieladressen aussenden, um nicht eingeplante HELLO-Antwort-PDUs von angeschlossenen Relaisknoten abzurufen. Unter dem Strich kann dadurch der nicht angeschlossene Zustand (optional) verkürzt werden. (Es wird angemerkt, dass nur angeschlossene Relaisknoten auf Anforderungs-PDUs antworten.) Die HELLO-Anforderungseinrich tung ist für nicht angeschlossene Terminals gedacht, bei denen Transaktionen eben ablaufen.
Jeder angeschlossene Knoten muss eine ATTACH-Anforderung-PDU mindestens einmal pro ATTACH_TIMEOUT-Zeitperiode übertragen, um seinen Pfad in dem Funknetzwerk beizubehalten. Wenn ein Relaisknoten nicht in der Lage ist, eine PDU an einen Kind-Knoten zu liefern, addiert der Relaisknoten die Knoten-ID eines Kind-Knoten zu seiner Warnungs-Knotenliste und erzeugt optional eine Warnungs-PDU, die alle Äste des Spanning-Tree hinunter gesendet wird.
Jeder Knoten (mit Ausnahme der Superwurzel) sollte eine Bereichsliste führen, welche die Knoten-ID und 802-Adresse von potentiellen alternativen Parent-Knoten enthält. Wenn ein Kind seinen Parent verliert (d.h. aufgrund eines MAC-D-Linkfehlers) oder einen besseren Pfad entdeckt, dann kann das Kind seinen Pfad in dem Spanning-Tree ändern, indem es den besten Kandidaten aus der Bereichsliste auswählt und sich an den neuen Parent anschließt. Relaisknoten müssen sporadische Pfadänderungen vermeiden. Wenn ein Kind seinen Parent verliert und die Bereichsliste leer ist, muss es in einem stillen Lernzustand verbleiben, bis ein potentieller Parent entdeckt wird.
Anschluss durch einen sekundären WDAP.
Ein fernes verdrahtetes 802-Teilnetz ist an ein OWL-Teilnetz durch einen sekundären WDAP angeschlossen. Ein sekundärer WDAP ist dafür zuständig, sein verdrahtetes Teilnetz/seine verdrahteten Teilnetze an das Funknetzwerk anzuschließen. Der sekundäre WDAP muss ATTACH-Anforderung-PDUs für jede Fernstation auf seinen verdrahteten Teilnetzen erzeugen, damit MAC-R-Entitäten auf dem Pfad zu dem WDAP die Route zu diesen Fernstationen lernen können. Ein sekundäres WDAP-Verhandlungsprotokoll wird verwendet, um einen einzigen designierten sekundären WDAP auszuwählen, wenn mehr als ein sekundärer WDAP mit einem fernen verdrahteten Segment verbunden ist. Der designierte WDAP ist alleinig verantwortlich für das Überbrücken zwischen seinem verdrahteten Teilnetz und dem Funknetzwerk. Jeglicher andere sekundäre WDAP auf dem gleichen Segment würde als jede andere Fernstation auf dem Segment arbeiten.
MAC-R-Routing.
Alle PDUs werden entlang von Ästen des Spanning-Tree geroutet. Relaisknoten "erfahren" den Pfad zu auswärts gerichteten Knoten durch das Überwachen von einwärts gerichtetem (d.h. auf die Wurzel hin gerichtetem) Verkehr. Immer wenn ein Relaisknoten eine einwärts gerichtete REGISTRATION-, ATTACH- oder DATA-Anforderung-PDU von einem auswärts gerichteten Knoten empfängt, erzeugt oder aktualisiert er einen Eintrag für den Quellknoten in seiner Routingtabelle. Der Eintrag beinhaltet die 802-Adresse des Quellknotens und die Knoten-ID des Knotens, der die PDU (d.h. die Funkfeldquelle-ID) gesendet hat. Wenn ein Relaisknoten eine PDU von einem einwärts gerichteten Knoten empfängt, wird die PDU an das auswärts gerichtete Funkfeld weiter geleitet, der in dem Routing-Eintrag für das 802-Ziel angegeben ist. Die PDU wird verworfen, wenn kein Routing-Eintrag existiert.
Als Beispiel ist in der nachstehenden 10 die Routingtabelle für den Relaisknoten 4 in 9 gezeigt. Das Zielfeld enthält die 802-Adresse eines Knotens in dem Teilbaum mit einer Wurzel bei 4. Das erste Funkfeld-Feld enthält die Knoten-ID des ersten Funkfeldes auf dem Pfad zum Ziel. (In diesem Beispiel werden die Knotenetiketten aus 9 an Stelle von 802-Adressen und Knoten-IDs verwendet.) Das Kind-Feld gibt an, ob das Ziel ein Kind ist. Das Anschluss-ID-Feld wird verwendet, um ATTACH- und DETACH-Anforderungen und -Antworten zuzuordnen. Das Portfeld gibt den physikalischen Port an, der verwendet wird, um mit dem ersten Funkfeld zu kommunizieren. Das Typfeld kann RELAY oder TERMINAL sein. Das Statusfeld wird verwendet, um jeden Eintrag als ATTACHED oder UNATTACHED zu markieren. Die Superwurzel muss auch jeden Eintrag, der einen Pfad durch einen verteilten WDAP angibt, als DISTRIBUTED markieren. Das Altersfeld gibt das letzte Mal an, wann das Ziel aktiv war, und wird verwendet, um zu alte Tabelleneinträge hinaus zu "altern". Es sei angenommen, dass das Relais 4 eine ATTACH-Anforderung vom Knoten 11 durch das Relais 9 empfangen hat. Das Relais 4 fügt einen Eintrag für das Ziel 11 hinzu, wobei das erste Funkfeld auf 9, das Alter auf 0, und der Status auf ATTACHED gesetzt ist.
Fig. 10.
PDUs von dem auswärts gerichteten Knoten werden einfach zu dem nächsten einwärts gerichteten Knoten (d.h. dem Parent) in dem Ast des Spanning-Tree weiter geleitet. Kein explizites Routen ist für einen einwärts gerichteten Verkehr erforderlich, weil die Route durch die Struktur des Spanning-Tree definiert ist. Eine PDU bewegt sich einwärts, bis ein Knoten erreicht wird, der in seiner Routingtabelle einen Eintrag für die 802-Zieladresse hat. Die PDU wird dann explizit auswärts gerichtet geroutet, bis sie ihr Ziel erreicht. Somit werden Kommunikationen zwischen jeglichen zwei Knoten hergestellt durch Routen des gesamten Verkehrs durch den nächsten gemeinsamen Vorfahren sowohl der Quelle als auch des Zielknotens. Wenn eine PDU einen primären oder verteilten WDAP erreicht und kein Eintrag für das 802-Ziel in der Routingtabelle des WDAP vorhanden ist, kann die PDU nicht auswärts geroutet werden (d.h. es gibt keinen gemeinsamen Vorfahren). In diesem Fall kann der WDAP die PDU als einen 802-Rahmen auf das Verteiler-LAN "überbrücken". Es wird angemerkt, dass eine PDU, die von einem verteilten WDAP auf das Verteiler-LAN überbrückt wird, wieder zurück in das OWL-Teilnetz überbrückt wird (d.h. von einem zweiten WDAP), falls sich das 802-Ziel in dem OWL-Teilnetz befindet.
Wenn beispielsweise in 9 eine PDU von dem Terminal 10 zu dem Terminal 5 gesendet wird, wird sie folgendermaßen geroutet: Terminal 10 sendet die PDU zu seinem Parent, WMAP 7. Da WMAP 7 in seiner Routingtabelle keinen Eintrag für Terminal 5 hat, leitet er die PDU einwärts gerichtet weiter an seinen Parent, WDAP 2. Die MAC-R-Entität in WDAP 2 hat keinen Eintrag in ihrer Routingtabelle, deshalb leitet sie die PDU weiter an ihre überbrückende Entität, und die PDU wird als ein 802-Rahmen auf das Verteiler-LAN überbrückt. Die Überbrückungsentität in WDAP 3, die Superwurzel, leitet den Rahmen weiter an ihre MAC-R-Entität, weil sie in ihrer Weiterleitungs-Datenbank einen Eintrag hat, der das Funknetzwerk als das Teilnetz für Terminal 5 angibt. Die MAC-R-Entität in WDAP 3 hat einen Eintrag in ihrer Routingtabelle für Terminal 5 und leitet die PDU über den verdrahteten Link (d.h. mit einer 802.3-MAC-D-Teilschicht) weiter zu dem ersten auswärts gerichteten Funkfeld, WDAP 4. WDAP 4 liefert dann die PDU an Terminal 5.
Als ein zweites Beispiel, wenn die Fernstation 11 in 9 eine PDU an die Fernstation 1 sendet, wird sie folgendermaßen geroutet: Die Überbrückungsentität in dem sekundären WDAP 9 bestimmt, dass die Station 1 nicht auf ihrem lokalen 802.3-Teilnetz liegt (d.h. durch Abfragen ihrer Weiterleitungs-Datenbank) und überbrückt die PDU in das Funknetzwerk (d.h. durch Weitergeben des Rahmens an ihre MAC-R-Entität). Die MAC-R-Entität in WDAP 9 leitet die PDU einwärts weiter zu dem WMAP 4, da sie in ihrer Routingtabelle keinen Eintrag für die Station 1 hat. Der WMAP 4 leitet die PDU weiter zu dem WDAP 3. Die MAC-R-Entität in WDAP 3 hat keinen Eintrag für Station 1 und gibt die PDU weiter zu ihrer Überbrückungsentität. Die Überbrückungsentität leitet die PDU auf den Verteiler-LAN weiter als einen an die Station 1 adressierten 802-Rahmen.
Dynamische Routing-Änderungen und PDU-Neuübermittlung.
Pfade im Spanning-Tree ändern sich oftmals, wenn Terminals springen. PDU-Übermittlungsfehler aufgrund von Springen fallen unter einen von zwei möglichen Fällen:

1) ein Terminalknoten ist nicht in der Lage, eine PDU an ihre Parent zu liefern, oder
2) ein Relaisknoten ist nicht in der Lage, eine PDU an ein Kind-Terminal zu liefern.

In dem ersteren Fall kann das Terminal einfach einen neuen Parent auswählen und sich erneut an das Netzwerk anschließen, indem es eine ATTACH-Anforderung sendet. Eine Anschlussanzeige wird immer dann erzeugt, wenn sich der Pfad zu einem Terminalknoten ändert. Die MAC-R-Entität in einem Relaisknoten aktualisiert ihren Routingtabellen-Eintrag für einen auswärts gerichteten Quellknoten, wenn eine einwärts gerichtete ATTACH- (oder REGISTRATION-) Anforderung-PDU von dem Knoten empfangen wird und die Funkfeldquelle nicht die gleiche wie das erste Funkfeld in dem Tabelleneintrag für den Knoten ist. Das erste Funkfeld-Feld in dem Routingtabellen-Eintrag wird durch die Funkfeldquelle der PDU überlegt, und auswärts gerichtet PDUs werden nun entlang des neuen Pfades geroutet. (Es wird angemerkt, dass ein altes, nicht angeschlossenes Pfadfragment noch in dem Spanning-Tree vorhanden sein kann, nachdem ein neuer Pfad erstellt wurde.) ATTACH-Anforderungen werden immer an die Superwurzel weiter geleitet und werden an den WDAP weiter geleitet, der den einzigen Eintrittspunkt in das Verteiler-LAN für das Terminal zur Verfügung gestellt hat, falls das ATTI-Bit ON ist. Falls eine ATTI ATTACH-Anforderung von einem Terminal durch einen WDAP empfangen wird, der den Verteiler-LAN Eintrittspunkt für die Quelle besitzt, dann löscht der WDAP jeglichen alten Routingtabellen-Eintrag für den Quellknoten und gibt seine MAC-Q-Entität mit einer Anschlussanzeige an.
Ein Relaisknoten kann nicht in der Lage sein, eine DATA PDU an ein Kind zu liefern, und zwar aus mehreren Gründen: 1) das Kind kann schlafen; 2) der Kanal kann im Abdeckungsbereich des Kindes reserviert sein; 3) die PDU kann aufgrund übermäßiger Fehler verloren gegangen sein; oder 4) das Kind kann einen neuen Parent gewählt haben (d.h. aufgrund von Springen). Es wird angenommen, dass die meisten nicht zugestellten PDUs verloren gehen, weil Kind-Knoten springen. Wenn ein Parent-Relaisknoten eine PDU nicht an einen Kind-Knoten liefern kann, dann (falls der Routingtabellen-Eintrag für das Kind nicht aktualisiert wurde) wird der Parent-Knoten 1) den Routingtabellen-Eintrag für das Kind als UNATTACHED markieren, 2) eine Warnungsaufzeichnung für den Kind-Knoten zu seiner internen Warnungsliste hinzu fügen, und 3) eine ALERT-Anforderung an die Superwurzel senden. Die ALERT-PDU enthält die ATTACH ID aus dem Routingtabellen-Eintrag für den Kind-Knoten. Wenn ein Relaisknoten auf dem Pfad zu der Superwurzel eine einwärts gerichtete ALERT-Anforderung empfängt, bestimmt er a) ob die Warnung ATTACH ID mit der ATTACH ID in seiner Routingtabelle übereinstimmt und b) ob die Funkfeldquelle in der ALERT-Anforderung die gleiche wie das erste Funkfeld-Feld in dem Routingtabellen-Eintrag für das Warnungsziel ist. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird der Relaisknoten 1) seinen Routingtabellen-Eintrag für das verlorene Kind als UNATTACHED markieren, 2) optional die zugeordnete Warnungsaufzeichnung zu seiner internen Warnungsliste hinzu fügen, 3) die ALERT-Anforderung an das nächste Funkfeld auf dem Pfad zu der Superwurzel weiter leiten, und 4) optional die ALERT-Anforderung an jedem von seinen auswärts gerichteten Ästen hinunter weiter leiten, außer dem einen, an dem sie angekommen ist. Wenn keine der Bedingungen erfüllt ist, sendet der Relaisknoten statt dessen eine auswärts gerichtete DETACH-Antwort auf dem UNATTACHED-Pfad, auf dem die ALERT-Anforderung angekommen ist. Die DETACH-ID in der DETACH-Antwort ist die gleiche wie die ID in der ALERT-Anforderung, und das Ziel ist die 802-Adresse des verlorenen Kindes. Wenn ein Relaisknoten auf dem alten Pfad einen UNATTACHED-Routingtabellen-Eintrag für das Ziel hat, mit einer ATTACH ID, die mit der DETACH-ID in der DETACH-Antwort überein stimmt, wird der Relaisknoten die DETACH-Antwort auswärts gerichtet weiter leiten und den UNATTACHED-Eintrag löschen. Die DETACH-Antwort wird weiter geleitet, bis sie den Relaisknoten erreicht, der der alte Parent des verlorenen Kindes war.
Ein Relaisknoten kann auch eine DETACH-Antwort verwenden, um einen alten Pfad zu einem auswärts gerichteten Knoten zu löschen, wenn eine ATTACH-Anforderung empfangen wird, die den auswärts gerichteten Pfad ändert. Der Mechanismus ist der gleiche wie der oben beschriebene.
Auswärts gerichtete ALERT-Anforderungen werden verwendet, um ein verlorenes Kind schnell zu benachrichtigen, dass es sich wieder an das Netzwerk anschließen soll. Wenn ein Relaisknoten eine auswärts gerichtete ALERT-Anforderung (d.h. von seinem Parent) empfängt, überprüft er zuerst, ob er einen Routingtabellen-Eintrag für das verlorene Kind mit einer "neueren" ATTACH ID hat. Falls ja, wird die ALERT-Anforderung einfach verworfen. Andernfalls leitet ein Relaisknoten, der eine auswärts gerichtet ALERT-Anforderung empfängt, die ALERT-Anforderung an jeden Kind-Knoten weiter, der ein Relaisknoten ist, und sendet die ALERT-Anforderung als Multicast (d.h. mit einer Multicast-MAC-D-Zieladresse) einmal auf jedem seiner Funkports. Jeder Relaisknoten fügt die ALERT-ID in der Anforderung zu seiner internen Warnungsliste hinzu.
Aufzeichnungen in einer internen Warnungsliste eines Relaisknotens in jedem Relaisknoten werden in HELLO-Antwort-PDUs für MAX_HELLO_LOST + 1 eingeplante Hello-Zeiten kopiert, um Knoten zu benachrichtigen, dass sie sich wieder anschließen sollen, wobei MAX_HELLO_LOST die maximale Anzahl von HELLO PDUs ist, die von einem Kind versäumt werden kann, bevor sich das Kind wieder anschließt. Eine Warnungsaufzeichnung enthält eine Zielknoten-ID, eine Quellknoten-ID, und eine ALERT ID (die gleich einer ATTACH ID ist). Die verketteten Quellknoten-ID und ALERT ID werden verwendet, um das Auftreten jeder Warnung auf eindeutige Weise zu identifizieren. Ein Zielknoten kann jegliche Duplikat-Warnungsaufzeichnung ignorieren, die innerhalb von MAX_HELLO_LOST + 5 HELLO-Perioden empfangen wird.
Eine ALERT-Anforderung kann die Superwurzel erreichen, bevor sich der betreffende Kind-Knoten wieder anschließt. In diesem Fall werden auswärts gerichtete PDUs für den Kind-Knoten vorübergehend unter Verwendung des UNATTACHED-Routingtabellen-Eintrags geroutet, bis sich der Kind-Knoten wieder anschließt. Ein UNATTACHED-Routingtabellen-Eintrag wird zu ATTACHED geändert, wenn eine einwärts gerichtete PDU von dem Knoten empfangen wird, der dem Tabelleneintrag-Ziel zugeordnet ist. Wenn sich der Knoten wieder an einen verschiedenen Ast des Spanning-Tree anschließt, werden UNATTACHED-Einträge für den Knoten auf seinem alten Pfadfragment schließlich gelöscht oder gealtert und verworfen. UNATTACHED-Routingtabelleneinträge werden schneller gealtert und verworfen als ATTACHED-Einträge.
Ein Terminalknoten muss das Anschlussanzeige (ATTI)-Bit im MAC-R-Header einer ATTACH-Anforderung auf ON setzen, wenn er sich das erste Mal an einen neuen Parent anschließt. Das ATTI-Bit zeigt an, dass sich der Pfad zu dem ATTACH-Anforderung-Quellknoten geändert hat. Die ATTACH-Anforderung wird an die verteilte Wurzel weiter geleitet. Die MAC-R-Entität in dem WDAP, der den Zugriff auf das Verteiler-LAN für den Quellknoten zur Verfügung gestellt hat, zeigt der MAC-Q-Teilschicht einen Anschlussanzeigefehler an, wenn er die ATTACH-Anforderung-PDU empfängt, während das ATTI-Bit auf ON gesetzt ist. Die MAC-R-Teilschicht in einem Terminalknoten zeigt der MAC-Q-Teilschicht einen Anschlussanzeigefehler an, wenn sie die entsprechende ATTACH-Antwort empfängt, während das ATTI-Bit auf ON gesetzt ist. Eine Anschlussanzeige ist eine positive Anzeige, dass sich ein Knoten eben an das Netzwerk angeschlossen hat, und kann dazu verwendet werden, eine sofortige (Neu-)Übermittlung auszulösen. Die Anschlussanzeige beinhaltet die 802-Quelladresse und Empfangsequenznummer für den Quellknoten der ATTACH-Anforderung. Wenn die MAC-Q-Entität jegliche nicht zugestellte DATA PDUs für den Knoten hat, kann sie antworten, indem sie die nicht zugestellten PDUs als R-DATA-PDUs erneut übermittelt. Die R-DATA PDUs werden verworfen, wenn sie Duplikate sind oder außerhalb der Sequenz ankommen. Die R-DATA PDUs werden automatisch entlang des neuen Pfades geroutet.
Die MAC-R-Schicht in einem Terminalknoten ist zuständig für das Wiederholen einer DATA PDU-Übermittlung, wenn die MAC-D-Schicht nicht in der Lage ist, die DATA PDU an ihren Parent zu liefern. Die MAC-D-Schicht gibt den Erfolg oder Misserfolg einer Übermittlung an. Gelegentlich ist die MAC-D-Entität nicht in der Lage, Erfolg oder Misserfolg eindeutig zu bestimmen (d.h. wenn CLEAR-Rahmen in einer MAC-D-Konversation versäumt werden). Wenn die MAC-D-Schicht eindeutig einen Misserfolg angibt, kann die MAC-R-Schicht einen (möglicherweise neuen) Parent wählen, sich erneut anschließen, und die DATA PDU erneut übertragen; andernfalls muss die MAC-R-Schicht die PDU verwerfen. Die MAC-Q kann die DATA-PDU als R-DATA-PDU erneut übertragen, wenn eine Anschlussanzeige empfangen wird (d.h. wenn eine ATTACH-Antwort empfangen wird, während das ATTI-Bit auf ON gesetzt ist).
Registrierung.
Ein Knoten befindet sich anfänglich in einem unregistrierten Zustand und kehrt unter bestimmten Fehlerbedingungen in den unregistrierten Zustand zurück. Jeder unregistrierte Knoten in dem Netzwerk muss eine REGISTRATION-Anforderung an die Superwurzel senden, bevor er sich anschließen kann. Die REGISTRATION-Anforderung wird verwendet, um eine Netzwerkknoten-ID zu erhalten, und wird verwendet, um den Zugriff auf das Netzwerk zu validieren. Die REGISTRATION-Anforderung wird von der Superwurzel als REGISTRATION-Antwort zurück gesendet. Der Knoten, von dem die Anfrage stammte, ist zuständig für das erneute Versuchen der Anforderung, bis eine passende Antwort erhalten wird.
Die Registrierungslogik ist ähnlich der Anschlusslogik, mit einigen grundsätzlichen Unterschieden. Die REGISTRATION-Anforderungen können nur zur Superwurzel gesendet werden, wenn keine andere einwärts gerichtet PDU für den Quellknoten in dem Netzwerk vorliegt. Im unregistrierten Zustand können keine anderen PDU-Typen gesendet werden. Ein Knoten geht in den registrierten Zustand über, wenn eine passende Registrierungsantwort von seinem Parent empfangen wird.
Die Registrierung des Knotens A ist so lange gültig, wie er aktiv an das Netzwerk angeschlossen ist. Ein Knoten kehrt in den unregistrierten Zustand zurück, wenn er nicht innerhalb einer MAX_ADDRESS_LIFETIME-Zeitperiode eine ATTACH-Antwort erhält oder wenn er erfasst, dass sich die Superwurzel geändert hat.
Broadcast-Routing.
PDUs mit Broadcast (oder Multicast) 802-Zieladressen werden (optional) entlang aller Äste des Netzwerk-Spanning-Tree geroutet. Broadcast-Nachrichten werden sofort auf Funklinks an Terminals übertragen und werden auch HELLO PDUs zugeordnet. Ein ausgesendeter Parameter in einer HELLO-Antwort-PDU zeigt an, dass Terminals für ausgesendete Nachrichten, die unmittelbar auf die HELLO-PDU folgen, wach bleiben sollten. Ein sekundärer WDAP leitet ausgesendete Nachrichten auf seine angeschlossenen verdrahteten Teilnetze weiter. Wenn eine ausgesendete Nach richt von dem Verteiler-LAN stammt, ist jeder primäre oder verteilte WDAP dafür zuständig, sie auf den OWL-Teilbaum zu überbrücken, für die er die Zugriffwurzel ist. Ausgesendete Nachrichten, die von innerhalb eines OWL-Teilnetzes stammen, werden auf jedem Ast des Netzwerk-Spanning-Tree weiter geleitet, mit Ausnahme des Astes, auf dem die Nachricht angekommen ist. Die Zugriffwurzel des Teilbaums, aus dem die ausgesendete Nachricht stammt, ist dafür zuständig, die Nachricht auf das Verteiler-LAN zu überbrücken. Die Nachricht wird von jeder anderen Zugriffwurzel zurück in das Funknetzwerk überbrückt.
Unterstützung für schlafende Terminals.
Die MAC-R-Teilschicht stellt mehrere Einrichtungen zur Verfügung, um schlafende Terminals zu unterstützen. Ein schlafender Knoten "synchronisiert" sich anfänglich an einer HELLO-Antwort-PDU von seinem Parent. Der Knoten kann die Zeit der nächsten erwarteten HELLO-Antwort-PDU von seinem Parent berechnen und kann die Leistung mit einem aktiven Timer-Interrupt zurückfahren, der so eingestellt ist, dass er genau vor der Übertragung der nächsten HELLO-Antwort-PDU geweckt wird. Die MAC-R-Entität in einem Parent-Knoten kann eine Nachricht für einen schlafenden Knoten speichern, bis der Knoten die Nachricht "anfordert", indem er seinen Parent in Kenntnis setzt, dass er wach ist. Ein Terminal lernt, dass es nicht abgerufene gespeicherte Nachrichten anfordern muss, indem es ein Liste von anstehenden Nachrichten in der HELLO-Antwort-PDU überprüft. Diese Ausführungsweise aktiviert Nachrichten. ATTACH- und DATA-Anforderung-PDUs können mehrere MAC-R-Parameter enthalten, die verwendet werden, um anstehende Nachrichten zu aktivieren. Ein "Lieferdiensttyp"-Parameter zeigt an, dass ein Terminal (d.h. dasjenige, das die Anforderung gesendet hat) schläft. Ein "Wachzeitfenster"-Parameter wird verwendet, um eine Wachperiode anzugeben. Ein "Wachzeit-Offset"-Parameter wird verwendet, um den Beginn des Wachzeitfensters anzugeben. (Das Wachzeitfenster ist sofort effektiv, wenn kein Wachzeit-Offset angegeben ist.) Ein "Selbstwach"-Lieferdiensttyp kann verwendet werden, um implizit jedes Mal ein Wachzeitfenster einzustellen, wenn der Parent-Knoten eine Nachricht von dem schlafenden Terminal empfängt. Ein "maximal gespeicherte Nachrichten-Zählwert"-Feld gibt die maximale Anzahl von Malen von HELLO an, dass eine Nachricht in dem Parent-Relaisknoten gespeichert werden soll. Die MAC-R-Entität in einem Parent-Knoten speichert anstehende Nachrichten, bis 1) die Nachricht zugestellt wird, oder 2) "maximal gespeicherte Nachrichten-Zählwert" Hello-Zeiten abgelaufen sind.
Ausgesendete Nachrichten sind HELLO PDUs zugeordnet, so dass schlafende Terminals erwachen, wenn die ausgesendete Nachricht übertragen wird.
WDAP-Überbrückung.
Ein WDAP führt eine Weiterleitungs-Datenbank mit einem Eintrag für jeden bekannten Netzwerkknoten. Jeder Eintrag enthält eine 802-Zieladresse und eine zugeordnete Teilnetz-Identifizierung. Wenn eine PDU an der Überbrückungsentität in einem WDAP ankommt, wird die Weiterleitungs-Datenbank durchsucht, um das Teilnetz des 802-Ziels zu bestimmen. Wenn das Ziel gefunden ist und das Ziel auf einem anderen Teilnetz liegt (d.h. einem anderen als dem, auf dem die PDU angekommen ist), wird die PDU auf das Teilnetz des Zieles überbrückt. Wenn das Ziel nicht gefunden wird, hängt die Aktion, die von der Überbrückungsentität unternommen wird, von der Konfiguration des WDAP ab. 1) Die PDU kann an jedes Teilnetz weiter geleitet werden mit Ausnahme des Teilnetzes, auf dem sie angekommen ist (d.h. Fluten), oder 2) die PDU kann verworfen werden. Jedes Teilnetz kann unabhängig konfiguriert werden. Beispielsweise kann das Teilnetz, das dem Verteiler-LAN zugeordnet ist, so konfiguriert werden, dass es Fluten zulässt, und gleichzeitig kann das OWL-Teilnetz so konfiguriert werden, dass es Fluten nicht zulässt. In diesem Fall würden PDUs auf das Verteiler-LAN "geflutet", aber nicht in das OWL-Teilnetz geflutet werden. Wenn das OWL-Teilnetz so konfiguriert ist, dass es Fluten zulässt, dann sind zwei Arten des Flutens möglich: 1) Die PDU kann durch den gesamten OWL-Netzwerk-Spanning-Tree einschließlich aller sekundären 802-LANs geflutet werden, oder 2) die PDU kann zu sekundären LANs geroutet werden, wo sie durch einen sekundären WDAP auf das sekundäre LAN weiter geleitet wird.
Typischerweise ist ein primärer oder verteilter WDAP so konfiguriert, dass er nur Unicast-Rahmen vom Verteiler-LAN zu dem OWL-Teilnetz weiter leitet, wenn in seiner MAC-R-Routingtabelle ein Eintrag für das 802-Ziel vorhanden ist. Dies setzt voraus, dass die MAC-R-Entität die Überbrückungsentität benachrichtigen muss, dass ein Ziel in dem Funkteilnetz vorhanden ist, wenn ein MAC-R Routingtabellen-Eintrag erzeugt wird, so dass die Überbrückungsentität ihre Weiterleitungs-Datenbank aktualisieren kann. Ebenso muss die Überbrückungsentität benachrichtigt werden, wenn ein Routingtabellen-Eintrag gelöscht wird. Die Weiterleitungs-Datenbank in einem verteilten WDAP enthält Einträge für jeden Knoten in seinem Zugriff- Spanning-Tree. Die Weiterleitungs-Datenbank in dem primären WDAP enthält Einträge für alle Knoten in dem OWL-Teilnetz, die sich nicht in einem Zugriff-Teilbaum befinden, dessen Wurzel ein verteilter WDAP ist.
Optimierungs-Überlegungen.
Wenn ein primärer oder verteilter WDAP zwei Teilnetze – ein Verteiler-LAN und das OWL-Teilnetz – aufweist, und der WDAP so konfiguriert ist, dass er Fluten auf das Verteiler-LAN zulässt und kein Fluten auf das OWL-Teilnetz zulässt, dann entspricht jeder Eintrag in seiner Weiterleitungs-Datenbank einem Eintrag in seine MAC-R-Routingtabelle. Alle Rahmen, die an die Überbrückungsentität von der MAC-R-Entität (d.h. von dem OWL-Teilnetz) weiter gegeben werden, werden an das Verteiler-LAN weiter geleitet. Rahmen werden nur dann von dem Verteiler-LAN an das OWL-Teilnetz weiter geleitet, wenn ein Eintrag in der MAC-R-Routingtabelle vorhanden ist. Bei einer jeglichen Konfiguration entsprechen Einträge in der Weiterleitungs-Datenbank, die dem OWL-Teilnetz zugeordnet sind, Einträgen in der MAC-R-Routingtabelle. Eine Datenstruktur mit einer gemeinsam genutzten Weiterleitungs-Datenbank/MAC-R-Routingtabelle könnte verwendet werden, um den Lernprozess zu optimieren, der für das Überbrücken erforderlich ist, und um zweifaches Nachschlagen (d.h. ein Nachschlagen in der Weiterleitungs-Datenbank und in der MAC-R-Routingtabelle) jedes Mal zu vermeiden, wenn eine PDU von dem Verteiler-LAN in das OWL-Teilnetz weiter geleitet wird.
MAC-Q-Teilschicht.
Die (optionale) MAC-Q kann als eine End-to-end Zuverlässigkeitsschicht zwischen Eintrittspunkten in das Funknetzwerk angesehen werden. Die MAC-Q-Teilschicht ist zuständig für das Zustellen von empfangenen PDUs in die nächst höhere Schicht in der Reihenfolge, in der die PDUs in das Funknetzwerk eingetreten sind. Die MAC-Q-Teilschicht überträgt auch verlorene MQPDUs erneut, und filtert jegliche daraus resultierenden Duplikat- oder Out-of-Sequence MQPDUs aus. Die MAC-Q-Teilschicht ist dazu vorgesehen, die Anzahl von PDUs bedeutsam zu verringern, die aufgrund von "springenden" Terminals verloren wurden, ohne Duplikat- oder Out-of-Sequence PDUs einzuführen. Sie ist kein Garant dafür, dass PDUs niemals verloren gehen. MAC-Q-Entitäten sind an Eintrittspunkten in das Funknetzwerk vorhanden.
Die MAC-Q-Entität in einem WDAP stellt eine Proxy-MAC-Q-Schicht für Knoten in dem OWL-Netzwerk zur Verfügung, die sich nicht im Funknetzwerk befinden.
MQPDUs enthalten ein MQPDUID im MQPDU-Header. Die Verkettung der MQPDUID und 802-Quell- und Zieladressen identifiziert auf eindeutige Weise eine MQPDU in einem OWL-Funknetzwerk. Die MQPDUID wird von der MAC-Q-Entität in einem WDAP oder Terminal erzeugt, wenn ein Rahmen das erste Mal in das OWL-Funknetzwerk eintritt.
Ein primärer oder verteilter WDAP führt eine "MQPDU-Tabelle" mit Einträgen für jeden auswärts gerichtet Knoten. Jeder Eintrag enthält die 802-Adresse eines auswärts gerichtet Knotens und einer zugeordneten Weiterleitungs-MQPDUID und Filter-MQPDUID. Weiterleitungs-MQPDUIDs werden erzeugt, um eine MQPDU während ihrer Lebenszeit in dem OWL-Netzwerk eindeutig zu identifizieren. Filter-MQPDUIDs werden verwendet, um Duplikat- und Out-of-Sequence PDUs zu erfassen. Bevor ein primärer oder verteilter WDAP einen 802-Rahmen von einem verdrahteten Backbone in das OWL-Funknetzwerk weiter leitet, inkrementiert er die der 802-Zieladresse zugeordnete Weiterleitungs-MQPDUID, und trägt sie in den MQPDU-Header ein. Die MQPDU wird dann an die MAC-R-Teilschicht zur Übermittlung weiter gegeben. Es wird angemerkt, dass diese Vorgehensweise voraus setzt, dass Fernstationen sich nicht schnell von Teilnetz zu Teilnetz bewegen. Wenn ein Knoten physikalisch an zwei Teilnetze angeschlossen ist. sollte für jedes Teilnetz eine eindeutige 802-Adresse verwendet werden.
Terminalknoten führen eine MQPDU-Tabelle mit einem Eintrag für jeden aktiven fernen MAC-Q Netzwerk-Eintrittspunkt: Jeder Eintrag enthält eine Filter-MQPDUID, eine Teilnetz Identifizierung, und eine 802-Adresse. Teilnetz 0 ist immer das Funknetzwerk, und Teilnetz 1 das Verteiler-LAN. Andere Teilnetz-Identifizierungen können einem sekundären WDAP zugeordnet werden. Die 802-Adresse für Teilnetze 1 und höher ist leer. Es wird angemerkt, dass es mehrfache Einträge für Teilnetz 0, aber nur 1 Eintrag für jedes weitere Teilnetz geben kann. Ein Terminal behält auch ein einzelne Weiterleitungs-MQPDUID-Variable bei und speichert bis zu eine MQPDU für eine mögliche Neuübermittlung. Der Wert der Weiterleitungsvariablen wird immer dann inkrementiert und in den MQPDU-Header eingegeben, wenn ein Terminal eine neue PDU für die Übermittlung vorbereitet. Die Terminal-MAC-Q-Entität überträgt eine MQPDU immer dann erneut, wenn die MAC-R-Schicht einen Übertragungsfehler zurück sendet (bis ein maximaler Wiederholungszählwert überschritten ist).
Die Filter-MQPDUID in einer MQPDU-Tabelle ist die ID der letzten von der zugeordneten 802-Adresse empfangenen MQPDU. Duplikat-MQPDUs werden verworfen. Eine MQPDU wird von einem Sink akzeptiert, wenn 1) ein Wiederhol-Bit in dem MAC-Q-Header auf OFF gesetzt ist, oder wenn 2) die MQPDUID in der PDU sich nicht in einem "Duplikatbereich" befindet, der von dem Filter-MQPDUID in der Tabelle definiert ist. Wenn für eine 802-Quelladresse kein MQPDU-Tabellen-Filtereintrag vorhanden ist, sollten Daten-PDUs von der Quelle verworfen werden, wenn das Wiederhol-Bit auf ON gesetzt ist. Die Einträge in der MQPDU-Tabelle müssen so gealtert werden, dass eine Filter-MQPDUID (und gespeicherte MQPDU) niemals älter als die "Rollover"-Zeit einer MQPDUID ist.
Ein Eintrag in einer MQPDU-Tabelle in einem verteilten WDAP kann an einen anderen primären oder verteilten WDAP übertragen werden, wenn ein Terminal "springt". Wenn sich ein Terminal bewegt und sein neuer Pfad zur Superwurzel durch einen anderen WDAP verläuft, müssen die Weiterleitungs- und Filter-MQPDUIDs für das Terminal von dem alten WDAP auf den neuen WDAP übertragen werden. Die Superwurzel erhält die Information (falls sie vorhanden ist) von dem alten WDAP und leitet sie an den neuen WDAP weiter. Es wird angemerkt, dass der neue WDAP MQPDUs mit einem auf OFF gesetzten Wiederhol-Bit akzeptieren kann, während er darauf wartet, dass ein MQPDU-Tabelleneintrag übertragen wird.
Idealerweise sollte jede MAC-Q-Entität in dem Funknetzwerk benachrichtigt werden, wenn der einem Eintrag in seiner Weiterleitungsliste zugeordnete Terminalknoten gesprungen ist und sich neu angeschlossen hat. Wenn eine MAC-Q-Entität eine nicht zugestellte PDU aufweist, die für das neu angeschlossene Terminal bestimmt ist, kann die PDU entlang des neuen Pfades zu dem Terminal erneut übertragen werden. Eine praktischere Vorgehensweise wäre es, jede MAC-Q-Entität zu benachrichtigen, die kürzlich eine PDU erneut an das Terminal übertragen hat. Wenn man annimmt, dass der meiste Verkehr nicht in dem Funknetzwerk enthalten ist, sondern eher zu oder von dem Verteiler-LAN gerichtet ist, dann könnte es praktikabel sein, einfache die MAC-Q-Entitäten in primären oder verteilten WDAPs auf dem alten Pfad zu dem Terminal zu benachrichtigen.
MAC-S-Teilschicht.
Die (optionale) MAC-S-Teilschicht stellt Datenkomprimierung und Sicherheitsdienste zur Verfügung.
Netzverwaltungs-Tools können verwendet werden, um Sicherheitszuordnungen zwischen jeglichen zwei Stationen in einem 802-LAN zu erzeugen, das ein OWL-Teilnetz enthält. MAC-S-Entitäten sind in WDAP's vorhanden. Eine MAC-S-Entität kann einen Rahmen verschlüsseln, wenn er in das Funknetzwerk eintritt, falls eine Sicherheitszuordnung zwischen der Quell- und Zielstation am Eintritts-WDAP vorhanden ist. Eine MAC-S-Entität in einem Austritts-WDAP kann einen Rahmen korrekt entschlüsseln, während er das Funknetzwerk verlässt, wenn er eine entsprechende Sicherheitszuordnung enthält. Der Netzverwaltungszugriff auf eine MAC-S-Entität in einem verteilten WDAP findet immer durch einen primären WDAP statt. Der primäre WDAP (d.h. die Superwurzel) "kennt" den Pfad zu allen auswärts gerichteten Knoten. Eine MAC-S-Entität in einem primären oder sekundären WDAP stellt eine "Proxy"-MAC-S-Schicht für Sicherheitszuordnungen zur Verfügung, die Fernstationen auf verdrahteten Teilnetzen umfasst.
Eine globale Sicherheitszuordnung kann verwendet werden, um jeden Rahmen konsequent zu ver- und entschlüsseln, wenn er in das Funknetzwerk eintritt bzw. aus ihm austritt. Eine globale Zuordnung muss an der MAC-S-Entität in jedem primären, sekundären und Terminalknoten in dem OWL-Teilnetz ermöglicht werden.
Eine einfache Komprimierung (d.h. unabhängig von jeglicher Sicherheitsverschlüsselung) wird durch ein einzelnes Komprimierungs-Bit im MAC-S-Header ermöglicht.
ANHANG B
SSTE-NETZWERK-RAHMENFORMATE
Allgemeines Format.
Allgemeine Felddefinitionen für eine Daten-PDU.
16Bit-Netzwerkadressenformat.

Hexadezimal 2000 ist die allgemein bekannte 16Bit-Adresse des Wurzelknotens.
Hexadezimal DFFF ist die Multicast-Adresse eines Terminalknotens.
Hexadezimal BFFF ist die Multicast-Adresse eines Zugriffspunktes.
Hexadezimal FFFF ist die Broadcast-Adresse für alle Knoten.

MAC-D-Steuerbyte (8 Bit).*
Bits 7–4 im MAC-D-Steuerbyte werden verwendet, um den Rahmentyp anzugeben. Eine MAC-D-PDU wird je nach dem Zustand des R/P-Bit entweder als ein Anforderungs- oder Poll-Rahmen klassifiziert. Poll-Rahmen sind immer Rahmen. Eine Anforderungs-MAC-D-PDU kann je nach dem Zustand des CONTROL-Bit entweder ein Steuer- oder Datenrahmen sein.
Datenrahmen.
Datenanforderung-Steuerbyte.
Das START-Bit in dem ersten Rahmenfragment in einer Serie von Fragmenten, die einer einzelnen MAC-D PDU zugeordnet sind, ist auf ON gesetzt.
Das STOP-Bit in dem letzten Rahmenfragment in einer Serie von Fragmenten, die einer einzelnen MAC-D PDU zugeordnet sind, ist auf ON gesetzt.
Steuerrahmen.
Anforderung-Steuerbyte.
Poll-Steuerbyte.
MAC-R-Steuerbytes (16 Bit).
MAC-R-PDU-Typen.
Optionale Bridge Parameters – allgemeines Format.
Optionale Parameter.

* Zustelldienst und Wachzeit-Parameter (OC, OD, OE und OF) werden für alle Unicast-Nachrichten verarbeitet.

MAC-R-Anforderung-Paketformate.
Daten (Typ 000).
Warnung-(Type 100).
Hello (Type 010).
Anschluss (Typ 011).
Adressenauflösung (Typ 101).

* Alle Alias-Felder sind optional. Wenn das Nachschlagen einer 802-Adresse oder eines Alias fehlschlägt, wird die 16Bit-Adresse in der Antwort-PDU auf nur Einsen gesetzt. Wenn das Nachschlagen einer 16Bit-Adresse fehlschlägt, wird die 802-Adresse in der Antwort-PDU auf nur Einsen gesetzt.

Registrierung (Typ 110).
Das 802-Adressfeld enthält die 802-Adresse des Knotens, der die REGISTRATION-Anforderung initiiert hat. Die Netzwerkadresse muss auf die Multicast-Adresse für den Knotentyp (d.h. BFFF oder 9FFF) gesetzt werden. Das optionale Alias-Feld kann einen 1 bis 16Byte-Knotennamen enthalten. Das optionale Vorrichtung-ID-Feld kann eine 2Byte-Vorrichtungsidentifizierung enthalten. Der Adressserver setzt in der Antwort-PDU das Netzwerk-Adressfeld auf den nächsten verfügbaren Block von Adressen für den Knotentyp. Wenn kein Adressblock verfügbar ist, wird das Feld auf nur Einsen gesetzt. Zugriffpunkten wird ein Block von 8 sequentiellen Adressen zugewiesen, die an der zurück gesendeten Adresse beginnen. Terminals wird eine einzige Adresse zugewiesen. Es wird angemerkt, dass die MAC-D-Quelladresse die Multicast-Adresse für den Knotentyp (d.h. BFFF oder 9FFF) ist.
Brückenantwort-Paketformate.
R-Daten (Typ 000).
Abkoppeln (Typ 100).
Hello (Typ 010).
Anschluss (Typ 011).
Adressauflösung (Type 101).*

* Wenn das Nachschlagen einer 802-Adresse oder eines Alias fehlschlägt, wird die 16Bit-Adresse in der Antwort-PDU auf nur Einsen gesetzt. Wenn das Nachschlagen einer 16Bit-Adresse fehlschlägt, wird die 862-Adresse in der Antwort-PDU auf nur Einsen gesetzt. Die Alias- und Vorrichtung-ID werden als optionale Parameter zurück gesendet.

Registrierung (Typ 110).*
Die 802-Adresse-, optionale Alias-, und optionale Vorrichtung-ID-Felder sind die gleichen wie in der zugeordneten Registrierungs-Anforderung. Das Netzwerk-Adressfeld enthält eine 16Bit-Adresse für den Knotentyp, wenn der Grundcode 0 ist; ansonsten wird das Feld auf nur Einsen gesetzt. Zugriffspunkten wird ein Block von 8 sequentiellen Adressen zugewiesen, die an der zurück gesendeten Adresse beginnen. Es wird angemerkt, dass die MAC-D Zieladresse die Multicast-Adresse für den Knotentyp (d.h. BFFF oder 9FFF) ist.
MAC-Q-Steuerbyte (8 Bit).
MAC-Q-Paketformat.

Claims

Kommunikationsnetzwerk, welches aufweist: ein erstes verdrahtetes Teilnetz (265); einen ersten verdrahteten Zugriffspunkt (267), der mit dem ersten verdrahteten Teilnetz verbunden ist; gekennzeichnet durch: ein zweites verdrahtetes Teilnetz (287); einen zweiten verdrahteten Zugriffspunkt (271), der mit dem zweiten verdrahteten Teilnetz verbunden ist; und eine Mehrzahl von dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkten (269, 275, 279), welche einen drahtlosen Kommunikationspfad zwischen dem ersten und dem zweiten verdrahteten Zugriffspunkt zur Verfügung stellen, wobei der erste und der zweite verdrahtete Zugriffspunkt und die dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkte dazu ausgelegt sind, einen Spanning-Tree (261) zu bilden, der das erste und das zweite verdrahtete Teilnetz (265, 287, 289) kommunikationsmäßig miteinander verbindet.
Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 1, welches eine Mehrzahl von Terminalknoten aufweist, die dazu ausgelegt sind, den ersten und den zweiten verdrahteten Zugriffspunkt und die dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkte für eine Netzwerkkommunikation zu benutzen.
Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, welches aufweist: eine erste Station (264, 285), die an das erste verdrahtete Teilnetz (265) angeschlossen ist; und eine zweite Station (286), die an das zweite verdrahtete Teilnetz (287) angeschlossen ist, wobei der erste und der zweite verdrahtete Zugriffspunkt und die dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkte dazu ausgelegt sind, die Kommunikations-Verbindungsmöglichkeit zwischen der ersten und der zweiten Station aufrecht zu erhalten.
Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 3, mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (283), die dazu ausgelegt ist, den ersten und den zweiten verdrahteten Zugriffspunkt (267, 271) und die Mehrzahl von dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkten (269, 275, 279) zu benutzen, um mit der ersten und der zweiten Station zu kommunizieren.
Kommunikationsnetzwerk gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem dritten verdrahteten Teilnetz (289) und mit einem dritten verdrahteten Zugriffspunkt (273), der mit dem dritten verdrahteten Teilnetz verbunden ist, wobei das dritte verdrahtete Teilnetz (289) über den ersten, den zweiten und den dritten verdrahteten Zugriffspunkt sowie bestimmte der Mehrzahl von dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkten kommunikationsmäßig mit dem ersten und dem zweiten verdrahteten Teilnetz verbunden ist.
Kommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch 5, mit einer Mehrzahl von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen (283, 284), die dazu ausgelegt sind, den ersten, den zweiten und den dritten verdrahteten Zugriffspunkt und die dazwischenliegenden drahtlosen Zugriffspunkte zu benutzen, um mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten verdrahteten Teilnetz zu kommunizieren.