7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 1/16

Πολλαπλή Πρόσβαση 

4η ΟΣΣ 

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 2/16

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 3/16

 

•

  Χωρισμός φάσματος στη συχνότητα σε κανάλια  • Κάθε χρήστης χρησιμοποιεί ένα η περισσότερα κανάλια  

• Είναι δυνατή στατική και δυναμική κατανομή καναλιών 

• Στατική κατανομή: μη αποδοτική για bursty & client-server traffic• Πρόβλημα: Ανάγκη για guard bands

FDMA

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 4/16

 

•

  Χωρισμός φάσματος σε χρονικές σχισμές (slots)• Κάθε χρήστης χρησιμοποιεί ένα η περισσότερα slots

•με αποτέλεσμα να μπορεί να μεταδώσει δεδομένα σε ρυθμό πολλαπλάσιο τουελάχιστου ρυθμού πολυπλεξίας 

• Μια σειρά από σχισμές αποτελούν ένα πλαίσιο (frame). Για τηναποφυγή παρεμβολών μεταξύ καναλιών χρησιμοποιούνταιδιαστήματα φρουράς στο χρόνο (guard times) 

•

 Είναι δυνατή στατική και δυναμική κατανομή slots•  Ένα σύστημα TDMA μπορεί να είτε να χρησιμοποιεί ως ένα κανάλιολόκληρο το διαθέσιμο εύρος ζώνης, είτε να χωρίζει αυτό σε κανάλιαμε FDΜ 

TDMA

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 5/16

FDD-TDMA

Τ DD-TDMA

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 6/16

 

•  Ανάθεση n-bit sequence si σε κάθε σταθμό i 

• Για εκπομπή δυαδικού 1 ο σταθμός εκπέμπει si 

•

 Για εκπομπή δυαδικού 0 ο σταθμός εκπέμπει το συμπλήρωμα ωςπρος ένα του si 

• Για κάθε i, j, si , s j ορθογώνια (τα αντίστοιχα διανύσματα εσωτ. γινόμενο 0)

• Για n-bit sequences, bandwidth efficiency 1/n (Κάθε bitδεδομένων απαιτεί αποστολή n bits από PHY layer)

• Διευρυμένο φάσμα σε σχέση με narrowband εκπομπή 

•  Απαιτεί προσεκτικό power control (near-far problem)

Διαμόρφωση ευρέως φάσματος-DSSS

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 7/16

 Διαμόρφωση ευρέως φάσματος-DSSS

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 8/16

•Το εύρος ζώνης χωρίζεται σε N  υποκανάλια  

•Με βάση secret randomsequence, o πομπός μεταπηδάεικάθε χρονικό διάστημα t σεδιαφορετικό υποκανάλι 

•  Αν t < symbol transmission time τοσύστημα ονομάζεται fast frequencyhopping

•  Αν t   symbol transmission time τοσύστημα ονομάζεται slow frequencyhopping

•1/ N  bandwidth efficiency

•Ορθογώνιες sequences=> δεσυμβαίνουν hop collisions=>συνύπαρξη > 1 συστημάτων 

Διαμόρφωση ευρέως φάσματος-FHSS

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 9/16

Διαμοιράζει στατιστικά το διαθέσιμο εύρος ζώνης σε ένα πλήθος

υποκανάλια εύρους Β το καθένα, ώστε Β<< 1 / Τd , όπου Τd  η επέκταση καθυστέρησης του καναλιού 

 Έτσι κάθε υποκανάλι δεν επηρεάζεται από διασυμβολικές παρεμβολές 

Για  n διαθέσιμα υποκανάλια, το ρεύμα bit του χρήστηαντιστοιχίζεται σε διαδοχικά μπλοκς n συμβόλων το καθένα, ταοποία μεταδίδονται παράλληλα πάνω από τα n υποκανάλια  

ΟFDM

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 10/16

Δίκτυα τυχαίας πρόσβασης  Στα δίκτυα τυχαίας πρόσβασης, οι σταθμοί του δικτύου

ανταγωνίζονται μεταξύ τους για την κατοχή τουκαναλιού 

Τα πρωτόκολλα που διευθετούν την πρόσβαση στο

κοινό μέσο ανήκουν στο επίπεδο «ελέγχου πρόσβασηςστο μέσο» (Medium Access Control, MAC)

Μεταξύ άλλων, τα MAC πρωτόκολλα προβλέπουν καιεπιλύουν συγκρούσεις (αν το πρωτόκολλο τιςεπιτρέπει) μεταξύ πακέτων που έχουν μεταδοθεί σχεδόνταυτόχρονα από ανταγωνιζόμενους σταθμούς 

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 11/16

Aloha

Κάθε σταθμός μπορεί να στείλει δεδομένα οποιαδήποτεστιγμή 

Ο δέκτης στέλνει ACK όταν λάβει ένα πλαίσιο 

Μετά από σύγκρουση, ο αποστολέας ξαναστέλνει τα

δεδομένα μετά από τυχαίο χρονικό διάστημα (randombackoff)

Ρυθμαπόδοση (throughput): ποσοστό πακέτων πουπαραδίδονται χωρίς να υποστούν σύγκρουση 

Μέγιστη ρυθμαπόδοση = 18%

 Έκδοση ‘Slotted Aloha’: ο χρόνος εκπομπής διαιρείταισε χρονικά παράθυρα (slots) και κάθε κόμβος έχει τοδικαίωμα να εκπέμπει μόνο στην αρχή ενός slot

Μέγιστη ρυθμαπόδοση = 36%

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 12/16

Ρυθμαπόδοση Aloha

Ρυθμαπόδοση δικτύων Aloha ως συνάρτηση της δικτυακής

κίνησης 

Όταν η προσφερόμενη κίνηση ξεπεράσει ένα

συγκεκριμένο όριο, το ποσοστό χρήσης του καναλιούμειώνεται αντί να αυξάνεται (λόγω συγκρούσεων) 

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 13/16

 

•  Όταν σταθμός έχει πακέτο προς εκπομπή ελέγχει το μέσο

μετάδοσης. Αν μέσο είναι ελεύθερο τότε εκπέμπει 

•  Αν μέσο είναι απασχολημένο, αναβολή μετάδοσης και 

• p-επίμονο (p-persistent) CSMA. Ο σταθμός παρακολουθεί το μέσο έως ότου

η τρέχουσα μετάδοση ολοκληρωθεί και στη συνέχεια εκπέμπει με πιθανότητα p. Αν δεν εκπέμψει στο slot αυτό, επαναλαμβάνει την ίδια διαδικασία εως ότουεκπέμψει ή το μέσο καταστεί απασχολημένο 

• Η περίπτωση p=1 είναι γνωστή ως 1-επίμονο CSMA 

•  Μη-επίμονο ( non-persistent) CSMA. Ο σταθμός περιμένει ένα τυχαίο χρονικόδιάστημα και επανακροάται το μέσο 

CSMA

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 14/16

CSMA/CD

Πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται στα δημοφιλή δίκτυα Ethernet CSMA/CD

CD = collision detection (εντοπισμός συγκρούσεων) 

Παύω την αποστολή δεδομένων όταν εντοπίσω κάποια σύγκρουση 

Μεταδίδω ένα σήμα σύγκρουσης ( jam signal)

Προσπαθώ να επανα -μεταδώσω αργότερα (ακολουθώντας μιαστρατηγική οπισθοχώρησης (backoff).

Backoff: οι κόμβοι που τα πακέτα τους συγκρούστηκαν επιλέγουν έναντυχαίο ακέραιο n στο διάστημα που ορίζεται από το παράθυροσύγκρουσης CW  ([0, CW -1]) και μεταδίδουν μετά από n θυρίδες (slots)  Αν συμβεί νέα σύγκρουση, τότε το παράθυρο σύγκρουσης διπλασιάζεται 

 Τυπικά: CW min = 32 και CW max = 1024

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 15/16

CSMA/CA

• Η ανίχνευση σύγκρουσης δε μπορεί να εφαρμοστεί σεασύρματα δίκτυα για δυο λόγους: •  Απαιτείται η ύπαρξη full-duplex πομποδέκτη σε κάθε

τερματικό του δικτύου, κάτι που αυξάνει πολύ το κόστος 

• Σε ένα ασύρματο δίκτυο η τοπολογία δεν είναι πλήρως

συνδεδεμένη και η απουσία σήματος στον αποστολέα δεσημαίνει απαραίτητα ότι μπορεί να γίνει μετάδοση, δηλαδή δεσημαίνει ότι το μέσο μετάδοσης στον αποδέκτη είναι ελεύθερο 

•Για το λόγο αυτό στα ασύρματα δίκτυα χρησιμοποιείταιCSMA/CA

7/25/2019 4- ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Multiple Access

http://slidepdf.com/reader/full/4-50-4-multiple-access 16/16

CSMA/CA-ΙΕΕΕ 802.11 DCF Αποστολέας 

1.  Αν το κανάλι είναι διαθέσιμο (idle) για διάστημα  DIFS τότε  εκπέμπεις όλο το frame( χωρίς ανίχνευση σύγκρουσης)

2. Αν το κανάλι είναι κατειλημμένο τότε Περίμενε μεχρι  να ελευθερωθει 

Περίμενε για χρόνο DIFS

Περίμενε τυχαίο χρόνο (random backoff time)

Εκπέμπεις όταν ο χρόνος εκλείψει (μετράς μόνο όταν το κανάλι είναι ελεύθερο) 

 Αν δε λάβεις ACK, περίμενε επιπλέον τυχαίο χρονικό διάστημα και επανέλαβε το βήμα  2

Παραλήπτης 

-  Αν το frame έχει ληφθεί OK επέστρεψε ACK μετά από  χρόνο SIFS