Абонентские сети доступа

Методы доступа к среде передачи

Как уже было отмечено, все станции одной локальной сети имеют общую среду передачи (например, кабель). При этом могут возникнуть попытки доступа к среде более чем одной станции, когда две и более станции пытаются послать данные в одно и то же время. В результате возможен конфликт (collision). Чтобы избежать этой ситуации, используются методы управления доступом к среде (Medium Access Control). Эти методы определяют процедуры, которым должны следовать станции при передаче информации, и тем самым гарантируют, что конфликты между станциями не возникнут.

Методы доступа к среде разделяются на две категории:

• методы случайного доступа ;
• методы управляемого доступа.

Методы управляемого доступа разделяются на фиксированный и по требованию.

Методы случайного доступа

При случайных методах (иногда их называют методы состязаний) станции не имеют приоритетов. При каждой попытке передачи данных станция использует протокол, который позволяет определить состояние среды (свободно или занято), чтобы принять решение, посылать информацию или нет.

Имеется две процедуры. Первая управляет временем предоставления станциям возможности передачи. Это расписание предоставляет время передачи по случайному закону. Поэтому эти методы называются методами случайного доступа ;.

Вторая группа методов не определяет, какая станция будет передавать данные в следующий момент времени. Станции сами определяют доступ к сети. Эти методы называются методами состязания.

При методах случайного доступа станция не управляет другими станциями. Однако если две и более станции пытаются послать информацию, то возникает конфликт и передаваемый кадр может быть нарушен или искажена полезная информация. Чтобы избежать конфликта или выйти из него, когда это случится, каждая станция должна использовать процедуру, которая должна дать ответы на следующие вопросы:

• Когда станция имеет доступ к среде?
• Что должна делать станция, если среда занята?
• Как должна станция определить успешное прохождение информации или ошибку при передаче?
• Что должна делать станция, если возник конфликт?

Ниже приведены методы случайного многостанционного доступа (Multiple Access - MA).

ALOHA

ALOHA^{1Метод предложен в начале 1970х годов сотрудником Гавайского Университета (США) Б. Абрамсоном. Название метода происходит от гавайского приветствия при встрече — "Aloha!".} - это протокол случайного многостанционного доступа, т.е. такого, когда ресурс каналов доступен каждой станции. Он имеет следующие свойства:

• Многостанционный доступ. Среда доступна любой станции.
• Отсутствие контроля состояния среды. Станции не проверяют состояние канала (свободен или занят), а передают информацию в любые случайные моменты времени.
• Отсутствие проверки конфликта. Станции не проверяют наличие конфликта, а при его возникновении, когда две или более станций передают пакет в одно и то же время (или перекрывающиеся интервалы), приемник неспособен правильно принять номер.
• Необходимость подтверждения правильного приема. Передатчик не получает подтверждение явного или неявного (например, ответного) сигнала и осуществляет повторную передачу информации через случайный интервал времени.

Различают два метода такого доступа: чистая (несегментированная) и сегментированная ALOHA.

Чистая ALOHA (Pure ALOHA)

Она работает по перечисленным выше принципам, но повторная передача информации осуществляется через случайное время , которое определяется по формуле (экспоненциальный закон)

Формула означает, что вероятность времени повторения превысит заранее заданную величину с вероятностью .

- расчетный параметр, определяющий среднюю задержку между повторными передачами.

Ожидание повторной передачи снижает пропускную способность общего ресурса среды передачи. Она не превышает 18,4 %

увеличить изображение
Рис. 1.4. Критическое время при использовании протокола "чистая ALOHA"

На рис. 1.4 показано критическое время, в течение которого может возникнуть конфликт.

На этом рисунке станция посылает кадр в момент времени . Представим, что станция уже послала кадр в момент времени между Ясно, что возникнет конфликт между кадром станции и кадром станции . Конец кадра будет "состязаться" с началом кадра . С другой стороны, представим себе, что станция послала кадр в момент времени между и . Ясно, что здесь также имеет место конфликт между станцией и . Начало кадра будет конфликтовать с концом кадра . рис. 1.4 показывает, что критическое время, в которое может возникнуть конфликт, равно двум временам передачи: