Acceso múltiple por detección de portadora (CSMA)

Este método se desarrolló para reducir la posibilidad de colisiones cuando dos o más estaciones comienzan a enviar sus señales a través de la capa de enlace de datos. El acceso múltiple de Carrier Sense requiere que cada estación primero verifique el estado del medio antes de enviar.

Prerequisite - Multiple Access Protocols

Tiempo vulnerable:

 Vulnerable time = Propagation time (Tp)

Los métodos de persistencia se pueden implementar para ayudar a la estación a tomar medidas cuando el canal está ocupado/inactivo.

1. Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD):

En este método, una estación monitorea el medio después de enviar una trama para ver si la transmisión fue exitosa. Si tiene éxito, la transmisión se completa, si no, la trama se envía de nuevo.

En el diagrama, empieza enviando la primera parte de su trama en t1 y como C ve el canal inactivo en t2, comienza a enviar su trama en t2. C detecta la trama de A en t3 y asume la transmisión. A detecta la trama de C en t4 y termina su transmisión. El tiempo de transmisión para el cuadro C es por lo tanto t3-t2 y el cuadro A es t4-t1

Así que está el el tiempo de transmisión de la trama (Tfr) debe ser al menos el doble del tiempo máximo de propagación (Tp). Esto se puede lograr cuando las dos estaciones involucradas en una colisión están separadas por una distancia máxima.

Proceso: Todo el proceso de detección de colisiones se puede explicar de la siguiente manera:

Rendimiento y eficiencia: El rendimiento de CSMA/CD es mucho mayor que el de ALOHA puro o ranurado.

  • Para el método de 1 supervivencia, el rendimiento es del 50 % cuando G=1.
  • Para el modo no persistente, el rendimiento puede alcanzar hasta el 90 %.

2. Acceso múltiple con detección de portadora para evitar colisiones (CSMA/CA) –

La idea básica detrás de CSMA/CA es que la estación debería poder recibir cuando transmite para detectar una colisión de diferentes estaciones. En las redes cableadas, si se ha producido una colisión, la energía de la señal recibida casi se duplica y la estación puede detectar la posibilidad de una colisión. En el caso de las redes inalámbricas, la mayor parte de la energía se utiliza para la transmisión, y la energía de la señal recibida solo aumenta entre un 5 y un 10 % si se produce una colisión. La estación no puede usarlo para detectar una colisión. Por lo tanto CSMA/CA está especialmente diseñado para redes inalámbricas.

Aquí hay tres tipos de estrategia:

  1. Espacio entre cuadros (IFS): Cuando una estación encuentra el canal ocupado, detecta el canal nuevamente, cuando la estación encuentra un canal inactivo, espera un período de tiempo llamado tiempo IFS. IFS también se puede utilizar para definir la prioridad de la estación o trama. Cuanto mayor sea el IFS menor será la prioridad.
  2. Ventana de descanso: Es la cantidad de tiempo que se divide en franjas horarias. Una estación lista para enviar tramas elige un número aleatorio de ranuras como tiempo de espera.
  3. Gracias: Los reconocimientos positivos y el tiempo de espera pueden ayudar a garantizar la transmisión exitosa de la trama.

Proceso: Todo el proceso de prevención de colisiones se puede explicar de la siguiente manera:

Tipos de métodos de acceso a CSMA:

Hay 4 tipos de métodos de acceso disponibles en el CSMA. También se conoce como 4 tipos diferentes de protocolos CSMA que determinan el tiempo para enviar datos a través de un medio compartido.

  1. 1- Permanente: Primero detecta el canal compartido y entrega los datos inmediatamente si el canal está inactivo. Si no, debe esperar y continuo Rastree el canal para que quede inactivo y luego transmita el marco incondicionalmente tan pronto como lo haga. Es un algoritmo de transmisión agresivo.
  2. Inestable: Primero evalúa el canal antes de transmitir datos; si el canal está inactivo, el nodo transmite datos inmediatamente. De lo contrario, la estación debe esperar una cantidad de tiempo arbitraria (no continuamente), y cuando encuentra que el canal está vacío, envía las tramas.
  3. P- Permanente: Consiste en los modos 1-Persistente y No-Persistente combinados. Cada nodo observa el canal en el modo P-Persistente, y si el canal está inactivo, envía una trama con probabilidad P. Si los datos no se transfieren, la trama se reanudará con el siguiente intervalo de tiempo después de esperar un tiempo aleatorio ( q = probabilidad 1-p).
  4. O-Constante: Un nodo supervisor da un comando de transmisión a todos los nodos. Los nodos esperan su intervalo de tiempo de acuerdo con su secuencia de transmisión asignada cuando el medio de transmisión está inactivo.
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