PSDU

Eine PSDU ist der Datenblock, den die physikalische Schicht eines Wireless-Senders in Funkwellen umwandelt. Der Begriff stammt aus dem OSI-Modell, in dem die physikalische Schicht die unterste Ebene ist und direkt mit dem Medium (Luft, Kupfer, Glasfaser) arbeitet, nicht mit Logik oder Protokollen. Wenn eine höhere Schicht der physikalischen Schicht eine Nachricht mit dem Inhalt "sende dies" übergibt, empfängt die physikalische Schicht eine PSDU. Sie fügt dann ihre eigene Rahmung, einen Preamble und eine Modulation hinzu, um diese Bits in elektromagnetische Impulse umzuwandeln.

Bei Wi-Fi (802.11) kann eine PSDU je nach Standard und Datenrate zwischen 1 und 11454 Oktetten lang sein. Die MAC-Schicht erstellt einen Frame und gibt ihn weiter; die physikalische Schicht umhüllt ihn mit einem Preamble (zur Synchronisierung), einem Header (mit Übertragungsrate und Längenvorgaben) und Fehlerkorrekturcodes. Das gesamte zusammengesetzte Paket mit all dem physikalischen Overhead ist das, was tatsächlich über die Luft geht. Verschiedene Wireless-Standards von Bluetooth bis 5G NR verwenden alle PSDUs, wobei sich Größe und Struktur unterscheiden.

Die Terminologie aufgeschlüsselt: Service Data Unit (SDU) ist die Information, die von einer Schicht zur nächsten im OSI-Stack weitergegeben wird. Wenn die MAC-Schicht Daten hinunterreicht, werden sie aus Sicht der MAC-Schicht zu einer SDU. Wenn die physikalische Schicht sie empfängt, heißt dieselbe Information jetzt PSDU und verdeutlicht damit, dass sie die Arbeitseinheit der physikalischen Schicht ist. Diese Nomenklatur ist in IEEE-Spezifikationen standardisiert und hilft Ingenieuren, genau zu kommunizieren, welche Abstraktionsebene sie diskutieren.

Die PSDU-Dauer ist in echten Systemen kritisch. Bei 6 Mbps in 802.11b dauert die Übertragung einer 1500-Oktett-PSDU etwa 2,4 Millisekunden. Bei 54 Mbps in 802.11g dauert dieselbe Datenmenge etwa 275 Mikrosekunden. Längere PSDUs sind effizienter (weniger Overhead pro Bit), aber risikanter in verrauschten Kanälen: ein einzelner Bitfehler beschädigt die gesamte Einheit und erzwingt eine Neusendung. Ingenieure stimmen die PSDU-Länge gegen Kanalqualität und Latenzanforderungen ab.

In der Praxis passiert die Modulation auf der PSDU-Ebene. Die Bits werden mit BPSK, QPSK, QAM oder OFDM kodiert, je nach Standard und angestrebter Datenrate. In diesem Stadium beeinflussen Burst-Fehler, Phasenrauschen und Mehrwegeausbreitung, ob der Empfänger die Bits korrekt dekodiert. Der FEC-Code (Forward Error Correction) der physikalischen Schicht wird vor der Modulation auf die PSDU angewendet und ermöglicht dem Empfänger, einige Fehler ohne Neusendung zu korrigieren. Die PSDU ist also die Grenze zwischen der Welt der Bits und der Welt der Wellen.