Канальный уровень. Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры данных, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня. На этом уровне работают коммутаторы, мост.

На физическом уровне просто пересылаются биты. При этом не учитывается, что в тех сетях, в которых линии связи используются (разделяются) попеременно несколькими парами взаимодействующих компьютеров, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня (Data Link layer) является проверка доступности среды передачи. Другая задача канального уровня — реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом, и добавляет контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров.  Необходимо отметить, что функция исправления ошибок для канального уровня не является обязательной, поэтому в некоторых протоколах этого уровня она отсутствует, например в Ethernet и frame relay.

Задачи  физического уровня:

1.                 1.          передача битов по физическим каналам;

       2.   формирование электрических сигналов;

       3.   кодирование информации;

       4.   синхронизация;

       5.   модуляция.

       6.   устранение интерференции.

Модуляция - для переноса сигнала на известную несущую частоту, для дальнейшей передачи его по радиоканалу. При выборе вида модуляции, будем исходить из минимального диапазона используемых частот.

Синхронизация: символьная, битовая . Для организации битовой синхронизации будет использоваться система ФАПЧ. Для тактовой синхронизации будет из приёмника извлекаться таймерный сигнал .Тактовая синхронизация - это процесс формирования таймерного сигнала в приемнике, который определяет моменты стробирования демодулированного сигнала.

Кодирование - требуется для обнаружения и исправления ошибок, возникающих при передаче, путем добавления избыточности в информационную последовательность. Здесь будем использовать свёрточное кодирование. Суть свёрточного кодирования заключается в том, что к последовательности передаваемых битов добавляются служебные биты, значения которых зависят от нескольких предыдущих переданных битов. Использование свёрточного кодирования в сочетании с алгоритмом Витерби позволяет не только обнаруживать, но и в подавляющем большинстве случаев исправлять ошибки передачи на приёмной стороне.

Формирование пакетов- для этого будет блок формирования пакетов, где осуществляется накопление битов в блоки.

В данной системе будет использоваться перемежитель.  Перемежитель (Интерлевер от англ. Interleaver) — блок, реализующий перемежение - один из способов борьбы с ошибками. Предназначен для борьбы с пакетированием ошибок путём их разнесения во времени. Использует перемешивание (перемежение) символов передаваемой последовательности на передаче и восстановление её исходной структуры на приёме.

 Устранение интерференции. Для этого будем использовать эквалайзер. Эквалайзер представляет собой адаптивный фильтр, подстраивающийся таким образом, чтобы компенсировать АЧХ канала.

 Структура физического уровня представлена на рисунке 2: 

                                                                                      Рис 2.  Структура физического уровня.

Остальные уровни: сеансовый, представительский и прикладной будут реализоваться на программном уровне вне
разрабатываемой системы.

1.5. Определение и краткая характеристика возможных режимов работы абонентского терминала, отражающих решения выполненных ранее п.1.1-1.3. Построение целостной диаграммы состояний терминала, отражающей функциональные связи режимов работы.

Рассмотрим сценарий взаимодействия терминала с точкой доступа (ТД):

Включённый только что терминал сканирует доступные сети.Он хочет зарегистрироваться в своей родной сети ТД(в ИС терминала есть название сети,и ID- точки доступа).  В это время ТД передаёт по широковещательному каналу свой идентификатор и параметры синхронизации.  После того, как терминал понял, что это его родная ТД, осуществляется запрос на регистрацию. У ТД есть своя ИС (в которой содержится список обслуживаемых терминалов) . Сравая ID терминала, который делает запрос с имеющимися, находя его в списке,она отправляет ему ответ о регистрации в сети. Терминалу выдается временный идентификатор. Терминал ввойдя в сеть, начинает работать в пассивном режиме.

                                                                                          Рис 3. Процесс вхождения терминала в сеть.

Терминал может работать в активном и пассивном режимах; перед передачей осуществляется борьба за канал и после приема данных с ТД формируется отчет о состоянии передаваемой информации (принята она или нет). Так же можно выделить прием и передачу, как отдельные режимы.

                                                         Рис 4. Диаграмма состояний терминала при передачи данных на ТД.

Если пользователю требуется передать данные, терминал формирует запрос для ТД на предмет передачи. Таким образом, переходя в активный режим. Перед осуществлением передачи терминал борется за КС. Победивший терминал занимает общий канала на время передачи. Терминал до конца передачи не знает принималось ли его сообщение. После передачи ТД формирует отчет о состоянии переданной информации. Если передача прошла успешно, терминал переходит в пассивный режим. Если данные не были приняты, необходима повторная передача. Проверятся занятость канала. Если канал уже занят, терминал ожидает некоторое время и  далее борется за канал.

Рассмотрим следующие сценарии взаимодействия терминала (Т) и точки доступа (ТД):

1.  Регистрация терминала :  

                                                                              Рис 5. Сценарий регистрации  

Терминал осуществляет поиск сети. Точка доступа по широковещательному каналу транслирует информацию о себе (свой идентификатор и параметры синхронизации). Далее следует сравнение ID терминала со списком терминалов в  ИС  ТД. Точка доступа предоставляет доступ к сети и выделяет временный код доступа.