Различные подходы к управлению ресурсами канала (статические, динамические).

Варианты статического распределения ресурсов канала:

• TDM Time Division Multiplexing (временные слоты)
• FDM Frequency Division Multiplexing (частотные поддиапазоны), WDM
• CDMA Code Division Multiple Access (кодовое разделение в системах с множественным доступом)

Статическое распределение ресурсов канала

Пример - частотное разделение (FDM), которое хорошо работает в условиях, когда число пользователей фиксировано и каждый порождает плотную загрузку канала.

Дан канал со скоростью С бит/с и нужно оценить среднее время задержки Т в сек/кадр.

Средняя скорость поступления кадров равна k кадр/сек и средняя длина кадра имеет экспоненциальное распределение со средним 1/v бит/кадр. Тогда vC – скорость прохождения кадров в канале 31.03.2009 ВГУ, ФКН, ИС, Коваль А.С. 5

(кадр/сек), а среднее время задержки T = 1/(vC-k)

Теперь разделим канал на N подканалов, каждый со скоростью C/N бит/с. Скорость поступления кадров в каждом из подканалов будет теперь k/N. Т.о. задержка получится: TFDM = 1/(v(C/N)-(k/N)) = N/(vC-k) = NT

Т.о. при частотном разделении задержка увеличивается в N раз, по сравнению со случаем распределения кадров из единой очереди.

Динамическое распределение ресурсов канала

Термины и используемые предположения:

Станции. Модель состоит из N независимых узлов. Каждый генерирует кадры с вероятностью появления в интервале [t1, t2] v(t2-t1), где v константа. Предполагается, что если кадр сгенерирован, то новый не появится, пока не будет передан первый.

Единственность канала. Канал один и доступен всем станциям, которые равноправны.

Коллизии. Если две станции передают кадры одновременно, то сигналы накладываются и данные получить из сигналов невозможно (возникает «коллизия»). Любая станция может обнаружить коллизию. Кадры, участвующие в коллизии, должны быть посланы повторно позднее. Кроме коллизий других ошибок передачи нет.

Непрерывное время. Передача кадра может начаться в любой момент.

Дискретное время. Время разбивается на дискретные интервалы - слоты. Кадр начинает передаваться только в начале слота. Слот может соответствовать нескольким кадрам, если это слот ожидания, он может содержать коллизию, либо успешную передачу. Есть единые часы в системе, которые разбивают время на слоты.

Обнаружение несущей. Станция всегда определяет занят ли канал прежде, чем использовать его. Если он занят, то ни одна станция не начинает передачу.

Отсутствие несущей. Станция не определяет состояние канала пока не начнет передавать. Она сразу начинает передачу и лишь позднее обнаруживает коллизию.

Варианты динамического распределения ресурсов канала

• Бесконфликтные протоколы

ü станции делают заявки на владение каналом. Если станция опоздала с заявкой на передачу, то ожидается следующий период состязаний, по окончании передач, заявленных на предыдущем периоде состязаний. Такие протоколы, когда заявки на передачу откладываются и могут быть сделаны лишь в определенные периоды времени называются протоколами с резервированием.

• Конфликтные протоколы

ü Протоколы множественного доступа:

ALOHA

Обнаружив конфликт узел ожидает случайный отрезок времени после чего повторяет попытку

ü Протоколы множественного доступа с прослушиванием несущей - (Carrier Sense Multiple Access, CSMA).

o Настойчивый или 1-настойчивый CSMA

начинается передача с вероятностью 1, как только обнаруживается, что канал свободен.

o Ненастойчивый CSMA

готовая к передаче станция не опрашивает постоянно готовность канала, а делает это через случайные отрезки времени

o CSMA с обнаружением коллизий (CSMA/CD - CSMA with Collision Detection)

Станции определяют коллизии как можно раньше, не по окончании отправки кадра. Обнаружив коллизию, станция сразу прекращает передачу на случайный интервал времени, после чего все начинается сначала.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: