802.11e определяет серию улучшений Quality of Service для LAN приложений к существующему стандарту 802.11 WiFi. Стандарт заботится о чувствительных к задержкам приложениях, таких как Voice over Wireless IP и Streaming Multimedia. Протокол улучшает IEEE 802.11 Media Access Control (MAC) уровень.

Оригинальный 802.11 MAC

DCF

Базовый 802.11 MAC уровень использует Distributed Coordination Function (DCF), чтобы разделить эфир между множеством станций. DCF основывается на CSMA/CA и опционально на 802.11 RTS/CTS, чтобы разделить эфир между станциями. Это создает несколько ограничений:

• при одновременном взаимодействии большого количества станций происходит множество коллизий, которые снижают общую доступную ширину канала (также как в Ethernet, который использует CSMA/CD).
• нет разделения на трафик по приоритету.
• если станция «выигрывает» доступ к эфиру, она может занимать его столько, сколько ей нужно. И если эта станция имеет низкую пропускную способность (например, 1 Mbit/s), то ей понадобится продолжительное время для передачи данных, и все остальные станции будут страдать от этого.
• и самое важное — это отсутствие гарантий QoS.

PCF

Оригинальный 802.11 MAC определяет также другую функцию координации, названную Point Coordination Function (PCF), она доступна только в режиме «инфраструктуры», в котором станции соединены с сетью через Точку Доступа (Access Point — AP). Этот режим опционален и очень немногие AP и WiFi адаптеры реализуют его. AP посылает «сигнальные» фреймы через постоянные промежутки времени (обычно 0.1 секунды). Между этими фреймами, PCF определяет два периода: Contention Free Period (CFP) и Contention Period (CP). В CP просто используется DCF. А в CFP AP посылает Contention Free — Poll (CF-Poll) пакеты каждой станции по одному за раз, чтобы дать им право посылать пакеты. AP является координатором. Это позволяет лучше управлять QoS. К несчастью PCF имеет ограниченную поддержку и некоторые ограничения (например, она не определяет классы трафика).

802.11e MAC Protocol Operation

802.11e расширяет DCF и PCF, двумя новыми функциями координации: Enhanced DCF (EDCF) и Hybrid Coordination Function (HCF) (HCF может быть названа Enhanced PCF). И EDCF, и HCF определяют Traffic Classes (TC, Классы Трафика). Например, электронные письма могут быть отнесены к трафику с низким приоритетом, а Voice over Wireless IP (VoWIP) к высокому.

EDCF

С EDCF трафик с высоким приоритетом имеет больший шанс быть отправленным, чем трафик с более низким. В среднем, станция с трафиком более высокого приоритета ждет немного меньше перед отправкой пакета, чем станция с трафиком меньшего приоритета. Реальных гарантий нет, но это наилучший получившийся вариант QoS. В силу легкого применения и настройки, множество людей выбрало эту функцию координации.

HCF

HCF работает во многом схоже с PCF: интервалы между сигнальными фреймами делятся на два периода, CFP и CP. Во время CFP, Hybrid Coordinator (HC, обычно AP) контролирует доступ в эфир. А во время CP, все станции функционируют по EDCF. Главное различие от PCF заключается в том, что присутствуют Traffic Classes (TC). Также HC может координировать трафик любым выбранным им способом (а не только циклически). Кроме того станции дают информацию о длине их очередей для каждого TC. HC может использовать эту информацию для того, чтобы дать одной станции больший приоритет. Другое отличие заключается в том, что станциям дается Transmit Opportunity (TXOP): они могут посылать несколько пакетов друг за другом, в выделенный им период времени выбранный HC. Во время CP, HC может оставить себе контроль над доступом в эфир, посылая CF-Poll пакеты станциям. Вкратце, HCF это наиболее продвинутая (и сложная) функция координации. С HCF, QoS может быть настроен очень точно: такие вещи, как контроль пропускной способности, справедливость среди станций, классы трафика, дрожание, и многие другие могут быть сконфигурированы в HC.

Любая AP совместимая с 802.11e, должна поддерживать ECDF и HCF. Различие между 802.11e AP-ми будет заключаться в QoS для разных TC: некоторые например, могут поддерживать только базовые возможность настройки контроля пропускной способности, в то время как другие могут пойти дальше и дать возможность контролировать дрожание.