Problemet:Deling av en begrenset ressurs

I nettverk av flere tilganger er kjerneproblemet hvordan du effektivt deler en begrenset båndbredde (kapasiteten til en kommunikasjonskanal) blant flere brukere som alle ønsker å overføre data samtidig.

Se for deg en enkelt vei med mange biler som prøver å kjøre på den samtidig. Hver bil vil bruke veien, men det er bare en vei. Uten et slags system vil kaos oppstå, og ingen vil komme noen vei.

Dette er analogt med problemet i flere tilgangsnettverk. Uten riktig kontroll vil forskjellige brukere overføring av data samtidig kollidere, skape interferens og Datakorrupsjon , gjengi kommunikasjonen ubrukelig.

Løsninger:Ulike tilnærminger til deling

Ulike flere tilgangsteknikker er utviklet for å administrere denne delte ressursen og unngå kollisjoner. Her er noen av de vanligste:

1. Frekvensdivisjon Multiple Access (FDMA):

- konsept: Hver bruker tildeles et spesifikt frekvensbånd (som en radiokanal) innenfor den totale båndbredden. Brukere overfører og mottar bare innenfor sitt tildelte band, og eliminerer interferens.

- Eksempel: Tradisjonelle analoge TV -sendinger og eldre mobiltelefonsystemer.

- PROS: Enkelt, bra for fast tildeling av båndbredde.

- ulemper: Ineffektive hvis noen brukere trenger mer båndbredde enn andre.

2. Time Division Multiple Access (TDMA):

- konsept: Tiden er delt inn i spor, og hver bruker får sporet til å overføre. Brukere tar svinger og bruker hele båndbredden i løpet av den tildelte tiden.

- Eksempel: GSM Cellular Networks.

- PROS: Mer effektiv enn FDMA Hvis brukere trenger forskjellige båndbredder, gir du dynamisk tildeling.

- ulemper: Krever presis synkronisering mellom brukere og nettverket.

3. Code Division Multiple Access (CDMA):

- konsept: Bruker unike spredningskoder for hver bruker, slik at de kan overføre samtidig uten forstyrrelser. Se for deg at alle snakker på et annet språk - selv om de snakker samtidig, forstyrrer de ikke hverandre.

- Eksempel: 3G og 4G Cellular Networks.

- PROS: Tilbyr bedre kapasitet, mer robust mot forstyrrelser.

- ulemper: Mer kompleks å implementere enn FDMA eller TDMA.

4. Ortogonal frekvensdivisjonsmultiplexing (OFDM):

- konsept: Deler den totale båndbredden i mange smale underbærere, som hver har en liten del av dataene. Dette gjør systemet mer motstandsdyktig mot falming og interferens, ettersom feil bare påvirker en liten del av dataene.

- Eksempel: Wi-Fi (802.11a/g/n), LTE cellulære nettverk.

- PROS: Høye datahastigheter, effektiv bruk av spekter, god ytelse i flerveismiljøer.

- ulemper: Kan være sammensatt å implementere.

5. Carrier Sense Multiple Access (CSMA):

- konsept: En bruker lytter til kanalen før den overfører. Hvis kanalen er opptatt, venter de. Hvis kanalen er gratis, overfører de.

- eksempel: Ethernet -nettverk.

- PROS: Enkel og relativt effektiv.

- ulemper: Kan være ineffektiv hvis flere brukere ønsker å overføre samtidig, noe som fører til kollisjoner og overføring.

6. Aloha:

- konsept: En bruker overfører når de har data, uten å se etter kanaltilgjengelighet. Kollisjoner blir behandlet av overføringer.

- PROS: Enkelt å implementere, ikke behov for koordinering.

- ulemper: Veldig ineffektive, høye kollisjonsrater, spesielt med høy trafikkbelastning.

Velge riktig løsning:

Den beste teknikken med flere tilganger avhenger av faktorer som:

- Krav til båndbredde: Hvor mye båndbredde trengs av enkeltbrukere?

- trafikkmønstre: Hvor mye data må overføres til enhver tid?

- Nettverksstørrelse og topologi: Hvor mange brukere er det, og hvordan er de koblet til?

- Kostnad og kompleksitet: Hva er avveiningene når det gjelder implementeringskompleksitet og kostnader?

Ved å vurdere disse faktorene nøye, kan nettverksdesignere velge den mest passende teknikken for flere tilganger for å maksimere effektiviteten og sikre pålitelig kommunikasjon i nettverkene sine.