6.3 Multiple access links and protocols

• Multiple access protocol

노드가 shared broadcast channel로의 전송을 조절하는 프로토콜

• Classification of multiple access protocols

- Channel partitioning protocols

- Random access protocols

- Taking-turns protocols

Channel partitioning protocols

• Time-division multiplexing (TDM)

- TDM은 시간을 여러 개의 시간 슬롯으로 나누고, 각 시간 슬롯은 송신자와 수신자 쌍에 할당됨

• Frequency-division multiplexing(FDM)

- FTM은 주파수를 여러 주파수로 나누고, 각 주파수는 송신자와 수신자 쌍에 할당

• Code division multiple access(CDMA)

- CDMA는 각각의 송신자와 수신자 쌍에 다른 코드를 할당

• Drawback of the channel partitioning protocols

노드는 패킷을 보낼 수 있는 유일한 노드인 경우에도 평균 R/Nbps 속도로 제한

  => R은 채널의 데이터 속도, N은 파티션 수

Random access protocols

• Slotted ALOHA(1970)

- 노드는 슬롯의 시작 부분에서만 프레임을 전송하기 시작

- 각 노드가 각 슬롯의 프레임을 확률 p로 전송한다고 가정

• Efficiency of the slotted ALOHA

• pure(or unslotted) ALOHA

- 프레임이 처음 도착하면 노드는 즉시 프레임 전체를 broadcast channel로 전송

- 전송된 프레임이 하나 이상의 다른 전송과 충돌하는 경우

   => 노드는 즉시 확률 p로 프레임을 재전송할 것이다.

   => 그렇지 않으면 노드는 프레임 전송 시간을 기다린다

- 이 대기 후에 그것은 p확률로 프레임을 전송하거나, 1-p 확률로 다른 프레임 시간을 기다린다.

• Carrier sense multiple access(CSMA)

- Listen before talk

: 전송하기 전에 , 각 노드는 캐리어 감지를 수행한다. 즉, 다른 노드가 정송 중인지 아닌지를 판단!!

- Collision

- Collision detection

• CSMA with collision detection (CSMA/CD)

- 노드는 충돌을 감지하는 즉시 전송 중지

- 노드가 정송 중에 다른 노드의 신호 에너지를 감지하면 전송을 중단한다

- 중단 후 노드는 임의의 시간을 기다린 다음 채널이 유휴 상태이면 프레임을 전송

 

• Binary exponential backoff algorithm

충돌 detect 후 기다림

 

- Ethernet에서 사용됨

- n회의 충돌이 이미 발생한 프레임을 전송할 때, 노드는 {0,1,2,...,2^(n-1)}로부터 K(wait time=K*512bits time)의 값을 무작위로 선택

 

• Efficiency of the CSMA/CD

Taking-turns protocols

• Polling protocol

- 노드 중 하나는 마스트 노드로 지정

- 마스터 노드는 Round-Robin방식으로 각 노드를 polling

- polling delay(노드에게 전송할 수 있음을 알리는 데 필요한 시간)을 도입

• Token-passing protocol

- 마스터 노드 없음

- 토큰으로 알려진 작은 특수 목적 프레임은 노드들 사이에서 고정된 순서로 교환된다.

- 노드가 토큰을 수신할 때 전송할 프레임이 있는 경우 최대 프레임 수를 전송한 후 다음 노드로 토큰을 전달