WLAN neden Çarpışma algılama değil Çarpışma Önleme kullanıyor?

18

Bu cevabı uzunca bir süredir arıyorum. LAN'da neden CSMA / CD var ancak WLAN'da CSMA / CA var?

Bulabildiğim en iyi açıklama "iletim ve alım gücündeki aşırı oran nedeniyle, aynı kanaldan veri iletmek çok pratik değildir. Bu nedenle çarpışmadan kaçınma kullanılır". Anlamını alamadım. Gönderme ve alma için iki ayrı kanal kullansanız bile, CSMA hangi düğümün kanalı kullanacağına karar vermek için kullanılır, bu nedenle CD'nin yerine CA'yı bırakmanın bir anlamı yoktur. Yani bu açıklama bir şekilde uygun görünmüyor.

Düşünebilmemin tek nedeni, düğüm sayısı düşükse, dolayısıyla çarpışma şansı düşükse, CD kullanmalıyız, çarpışma şansı yüksekse CA kullanmalıyız. Ancak LAN ve WLAN arasında kullanıcı sayısı farkı yoktur.
Birisi açıklayabilirse lütfen.

wireless protocol-theory

— vish213
kaynak

csma / cd WLAn'da etkin bir şekilde kullanılamaz çünkü WLAN'da hata oranı çok yüksektir ve çarpışmalara izin vermek verimde ciddi bir azalmaya yol açacaktır. Bakınız; AD Hoc Kablosuz Ağı, C.Siva Ram Murthy

— user63044

19

Kablolu bir CSMA / CD Ethernet ortamında, ayrı TX ve RX çiftleri olduğu için (10BaseT örneğini kullanarak) bir çarpışma tespit etmek mümkündür. Yarı çift yönlü 10BaseT NIC, TX çiftinde bir çerçeve gönderirse, ancak bu çerçevenin RX çiftinde bozuk olduğunu görürse, NIC bir çarpışma algıladı.

Bununla birlikte, bir 802.11 kablosuz cihazla, "iletken" yoktur, sadece eşzamanlı olarak iletmeyen ve almayan antenler vardır. Bir 802.11 cihazı iletim yaparken, pratik anlamda aynı anda aynı frekansta başka bir sinyal iletimini dinleyemez. Bunun nedeni, iletim sırasında RF sinyal gücünün çok hızlı bir şekilde düşmesidir.

Eşzamanlı olarak alıp iletebilen hayali bir WiFi cihazı inşa etsek bile, ancak diğer cihaz çok daha yüksek bir çıkış gücü kullanıyorsa (ham güç veya bir tür pasif / aktif kazanç yoluyla) aşağı akış çarpışmasını duyabilecektir. . Normalde kendi TX sinyali çok güçlü olur ve alınan diğer sinyalleri "boğar".

Bu nedenle, CSMA / CA'ya ihtiyaç duyulan başka bir işlem gerekliydi.

— YLearn
kaynak

1

10base-2 ve 10base-5 (ethernet'in ilk günlerinden itibaren) TX ve RX çiftlerine sahip değildir. 10 / 100base-T ile bile, ikiden fazla uç noktayı bağlayan hub'ın tüm portların RX'i için birden fazla TX eklemesi gerekir. Basit gerçek kablosuzdur çarpışmaları güvenilir bir şekilde algılayamaz çünkü tüm telsizler birbirlerini güvenilir bir şekilde duyamazlar.

— Ricky Beam

Orijinal yazım otobüs ağları nedeniyle TX ve RX çiftlerinden bahsetmedi, sadece TX ve RX iletkenleri olarak bıraktım. Veri yolu ağları, temel olarak tüm cihazların tek bir devrede bulunmasına izin vererek bulunur. Basit gerçek şu ki kablosuz, çarpışmaları algılayamaz çünkü bunu yapamaz.

— YLearn

18

Kaçınma, her radyonun ("istemci") birbirlerinin menzili içinde olmadığı çok basit bir gerçek için kullanılır. Böylece, kimin konuşabileceği AP koordinasyonu olmadan, uzak telsizler birbirinin üzerine basabilir, çünkü diğerinin yayıldığını bilemezler.

— Ricky Beam
kaynak

4

Bu doğru cevap. Kablosuz bir istemcinin iletişim kurabilmesi için, diğer AP istemcilerini değil, yalnızca AP'yi görmesi gerekir. Yani, birbirinden erişilemeyen iki müşteri konuşmaya başlarsa, AP'deki birbirlerinin sinyallerini sıkarlardı. Birbirlerini duyamadıkları için bunu asla bilemezlerdi. Temel olarak, CSMA / CD bir yayın alanında çalışır. Kablosuz ağda, yayın etki alanı fiziksel aygıtlarla tamamen çakışmaz. (Bunu bir venn şeması olarak düşünün, herhangi bir çakışma diğer alanın tamamını etkileyecektir.)

— JelmerS

1

@JelmerS, üzgünüm, bu ikincil bir cevap. Doğru olsa da, her zaman uygulanamaz. Gerçek nedeni, kablosuz bir cihaz TX iken RX için tasarlanmış olsa bile, bir çarpışmayı algılayamayacaktır, çünkü TX, duyabileceği diğer sinyallerden (aynı EIRP'ye dayanarak) FAR daha güçlü olacaktır ve "maske" bu RX yeteneği diğer sinyal. Pratik olarak, kablosuz bir cihaz hem TX hem de RX'i aynı anda yapamaz.

— YLearn

Hayır, bunu söylemenin farklı bir yolu. Bir radyo iletim sırasında alabilir (ve alır), ancak yalnızca bu gönderen için çalışır. (TX'i RX'ten çıkararak. her analog modemin 20 yıldan fazla bir süredir yaptığı bir şey.) Herkes çöp veya daha güçlü, daha yerel bir verici duyacaktır.

— Ricky Beam

1

@RickyBeam, kablosuz ile kablolu teknolojiyi karşılaştırmak yanlıştır. Çoğu RF yarı çift yönlüdür. Yarım dubleks olarak tasarlanmıştır çünkü daha ucuz / basittir ve aynı frekansta tam dubleks olmak pratik değildir. Cep telefonları biri TX, diğeri RX olmak üzere frekans çiftlerini kullanarak çalışır. Diğer çoğu RF yarı çift yönlüdür; vatandaş grubu, kısa dalga, FM, AM, birçok polis / yangın radyosu, birçok askeri uygulama, vs.

— YLearn

Yeniden okuma üzerine, CSMA / CA'nın AP'nin "kim konuşabilir" i yönetmek için kullandığı herhangi bir mekanizmadan bağımsız olarak uygulandığını da not etmeliyim. Gizli düğüm sorunu gibi sorunların CSMA / CA'ya ek olarak RTS / CTS uygulanmasını da gerektirmesinin nedeni budur.

— YLearn

4

EDIT (Ricky'nin düzeltmesine dayanarak):

Aşağıda http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.mac.html adresinden bir alıntı bulunmaktadır.

CSMA / CA, Ethernet'in tabanı olan CSMA / CD'den (Çarpışma Algılama) elde edilir. Temel fark çarpışmadan kaçınmaktır: tel üzerinde, telsiz iletim sırasında dinleme ve çarpışmaları tespit etme yeteneğine sahiptir (bir tel ile tüm iletimler yaklaşık aynı güce sahiptir). Ancak, bir radyo düğümü iletim sırasında kanalı dinleyebilse bile, kendi iletimlerinin gücü havadaki diğer tüm sinyalleri maskeleyecektir. Bu nedenle, protokol Ethernet gibi çarpışmaları doğrudan algılayamaz ve yalnızca bunlardan kaçınmaya çalışır.

Aşağıdaki bağlantı CSMA / CA'da iyi okunur ve ayrıca CSMA / CA'nın nasıl çalıştığını açıklar:

http://www2.cs.uidaho.edu/~oman/SC&CI/CSMA-CA-collisions_Bonaventure.pdf

— jrnetclueless
kaynak

1

Olumsuz. CSMA / CD aynı anda tx / rx gerektirmez. Tam çift yönlü ethernet bulunmadan önce UZUN olarak tasarlandı.

— Ricky Beam

@RickyBeam yakalamak için teşekkür ederiz. Aynı zamanda, istasyonu aynı iletim zamanında algılayamazsa, istasyonun iletimden nasıl geri çekileceğini açıklar mısınız?

— vish213

Ben sık sık Ricky katılıyorum, ama CSMA / CD hem RX izlemek mümkün ve TX sürecinde iken tam çift yönlü operasyon ile ilgisi yoktur. Ayrı TX ve RX iletkenlerine sahip olmaya dayanır ve bir cihaz TX üzerinde bir sinyal gönderirken aynı zamanda RX üzerinde bir sinyal alırken bir çakışma algılanır. Bir radyo TX ve RX teorisinde aynı anda "yapabilir" olsa da, bu pratik olarak mümkün değildir ... bu yüzden temel olarak kablosuz bir cihazın aynı anda TX ve RX'e ulaşması mümkün değildir.

— YLearn

@YLearn, söylediği bu değil. Ve her şeyi bükülmüş çift (veya optik) tek medyaymış gibi okuyorsunuz. CSMA / CD, 10base-2 - koaksiyel kablolama çağında tasarlandı. Çarpışmalar erken donanımda güncel izleme ile tespit edildi; daha sonra (daha gelişmiş) donanım, diğer sinyalleri dinlemek için TX'i hattan çıkarır, ancak bu yine de "aynı anda veri iletir ve almaz"

— Ricky Beam

@RickyBeam veri yolu ağı temelde tüm cihazların tek bir devrede yer aldığı bir ağdır. Aynı ilkeler geçerlidir. Akım hakkındaki yorumunuza gelince, eğer mevcutsa, erken donanımda, bir sinyal vardı. Asla RX üzerindeki sinyali kullanabileceğini söylemedim, bunun yerine TX sırasında böyle bir sinyal alındığında bu bir çarpışma tespitine izin verdi.

— YLearn

0

Kablolu bir veriyolunda sinyal kayıpları oldukça küçüktür ve bu nedenle çarpışmaları tespit etmek oldukça kolaydır. IIRC koaksiyel ethernet, hattaki DC seviyesine bakarak bunu yapar, ancak veri yolundaki sinyali iletmeye çalıştığınız sinyal ile karşılaştırarak da yapmak mümkün olacaktır.

Bu sadece radyo için işe yaramıyor. Verici ve alıcı arasındaki sinyal kaybı çok büyük, en azından onlarca DB. Güçlü giden sinyal karşısında, aynı frekans spektrumunda çalışan ve büyük ölçüde zayıf olan gelen sinyali tespit etmek pratik değildir. Bu temel olarak çarpışma algılamayı kablosuz sistemler için bir yaklaşım olarak dışlamaktadır.

PS Twisted pair ve fiber Ethenet her yön için ayrı veri kanalları kullanır, bu nedenle kabloda herhangi bir çarpışma olmaz. Bir "çarpışma" basitçe her iki kanaldaki aktiviteyi bir kerede tespit ederek tespit edilir.

— Peter Green
kaynak