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4.3.1纯ALOHA

4.3.1纯ALOHA

4.3.2 时隙ALOHA

纯ALOHA 工作原理

纯ALOHA 1 2
冲突
想发就发 规定时间内若收到应答，表示发送成功；否则重发。 若立即重发，则显然要再次冲突 等待一段随机的时间，然后重发；如再次冲突，则 再等待一段随机的时间，直到重发成功为止。
采用了附加的硬件装置，每个站点在使用信 道前，需检测信道是否已被其他站点占用
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坚持CSMA

监听到信道忙时，仍继续监听，直到信道空闲
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4.3.3 CSMA

4.3.3 CSMA

4.3.4 CSMA/CD
Station 1 Station 2 Station N-1 Station N
分散式控制

令牌环网 令牌总线 工作原理：传递令牌 闭合的环一点断多点瘫，不易检查断点

无冲突 数据链路层

……
Host
4.1信道共享总述 4.2 受控接入 z 4.3随机接入 z 4.4 信道复用
z z
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user … TDM frame a b b c c d a t ①
f1 DeMultiplexer Multiplexer f2 f3 f4
Bandwidth
Data1 Data2 Data3 Data4
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Data2
ab bc #2 c #3 a #4 d t
Analog channel
t ② t ③ ④ t TDM frame
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4.1信道共享总述 4.2 受控接入 z 4.3随机接入 z 4.4 信道复用
z z
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4.4 Static Channel Allocation

4.4.1 TDM时分复用
frame Data1 Byte1 Data2 Data3 Data4
Divide the medium into separate channels, and assign them to different users for exclusive use

Byte2 Byte3 Byte4
Data2 Data3
Digital channel
The time domain is divided into frames of fixed duration, and each frame is divided into a fixed number of time slots.
z z
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4.2 受控接入

4.2.1 轮询

4.2.1 轮询

受控接入分类

集中式控制

集中式控制 Host主机和Stations站

轮叫轮询

轮询

主机：进行接入的管理 站：参与数据传输 轮叫轮询 传递轮询
4.1信道共享总述 z 4.2 受控接入 z 4.3随机接入 z 4.4 信道复用
z
A
B
C
D
E

Collision


If two frames are transmitted simultaneously, they overlap in time and the resulting signal is garbled. A collided frame must be transmitted again later.
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分散式控制

无冲突 数据链路层

工作原理：每个站只能接收主机的信息，也 只能向主机发送信息 机制：主机从1站开始，逐个询问各站是否 有数据发送
Station 1 Station 2 Station N-1 Station N
令牌环网
……
Host
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Data3 Data4


Each user is assigned the same dedicated slot in every frame Each user gets all of the bandwidth periodically during its slots
#1
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4.4.1 TDM时分复用
Data1

Static Channel Allocation信道复用

TDM (Time-Division Multiplexing时分复用)

01010011 11000110 1100011001010000 0101000011110000 11110000 01010011

坚持CSMA

CSMA载波监听多点接入缺点

1-坚持CSMA

一听到信道空闲就立即发送数据(以概率1发送)

p-坚持CSMA

听到信道空闲时，以概率p发送数据，即以概率 1-p延迟一段时间后再发送
仍然存在冲突的可能 传播时延 在冲突发生时，站不知道是出现冲突，这 样，发送数据的站将一直把数据发出，但显 然这些数据是有错的，因此这段时puter Networks
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4.1信道共享总述

4.1信道共享总述

第四章 信道共享技术
信道共享技术的特点与要求

信道共享技术的分类

信号的迭加和碰撞 要求某一时刻只有唯一信息有效传递 要求平等对待用户 平等发送 平等接收
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计算机网络
COMPUTER NETWORKS
第四章 信道共享技术
杨巍
yangwei@
第四章 信道共享技术


4.1信道共享总述
Multiaccess Channels
Broadcast network
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4.3.4 CSMA/CD

4.3.4 CSMA/CD

4.3.4 CSMA/CD

CSMA/CD (载波监听多点接入/碰撞检测)

CSMA/CD (载波监听多点接入/碰撞检测) T
冲突
冲突检测的方法

比较接收到的信号电压的大小 检测曼彻斯特编码的过零点 发送的同时也接收，就可以比较接收到的信号与刚发出的 信号 检测到冲突后，发送人为干扰信号

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，载波监听 多点接入/碰撞检测) 工作原理

边发送边监听(冲突检测) 若监听到冲突，则冲突双方都立即停止发送。 信道很快空闲，从而提高效率。

“先听后发，边发边听”
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F在t=T- ε时刻向A发送帧
发生碰撞的时间的上限 距离最远主机之间的传输媒体长度S 帧在媒体上传输速度为0.7C(C为光速) T=S/0.7C+tPHY (tPHY为物理层延时)
若两个最远距离站点间的传输时间为T， 则网络的最大冲突检测时间为2T。
Slot time=2T=2S/0.7C+2tPHY
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4.4.1 TDM时分复用
Frequency

4.4.1 TDM时分复用
TDM(时分复用)
Data1
TDM A Time B C D
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4.4.2 FDM频分复用
Frequency
ABCDABCDABCDABCD
TDM frame TDM frame TDM frame TDM frame
从可维护性和控制的复杂度两方面考察 在计算机网中使用的信道共享技术

受控接入: 无冲突 数据链路层

集中式控制：轮询 分散式控制：令牌环网

实时反应


用户好像独享网络
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随机接入: 有冲突 数据链路层 信道复用: 物理层技术
4.1信道共享总述 4.2 受控接入 z 4.3随机接入 z 4.4 信道复用
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4.3.2 时隙ALOHA

4.3.3 CSMA

4.3.3 CSMA

时隙ALOHA 1 2
Host A
CSMA (Carrier Sense Multiple Access) 载波监听多点接入

CSMA (Carrier Sense Multiple Access)载波 监听多点接入
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