Problemet:Dela en begränsad resurs
I flera åtkomstöverföringsnätverk är kärnproblemet hur man effektivt delar en begränsad bandbredd (kapaciteten för en kommunikationskanal) bland flera användare som alla vill överföra data samtidigt.
Föreställ dig en enda väg med många bilar som försöker köra på den samtidigt. Varje bil vill använda vägen, men det finns bara en väg. Utan något slags system kommer kaos att följa, och ingen kommer någonstans.
Detta är analogt med frågan i flera åtkomstnätverk. Utan korrekt kontroll kommer olika användare som överför data samtidigt kolliderar, vilket skapar interferens och datakorruption , vilket gör kommunikationen oanvändbar.
Lösningar:olika tillvägagångssätt för att dela
Olika flera åtkomsttekniker har utvecklats för att hantera denna delade resurs och undvika kollisioner. Här är några av de vanligaste:
1. Frequency Division Multiple Access (FDMA):
- koncept: Varje användare tilldelas ett specifikt frekvensband (som en radiokanal) inom den totala bandbredden. Användare sänder och tar emot endast inom sitt tilldelade band, vilket eliminerar störningar.
- Exempel: Traditionella analoga tv -sändningar och äldre mobiltelefonsystem.
- proffs: Enkelt, bra för fast fördelning av bandbredd.
- nackdelar: Ineffektiv om vissa användare behöver mer bandbredd än andra.
2. Time Division Multiple Access (TDMA):
- koncept: Tiden är uppdelad i kortplatser, och varje användare får sin plats att sända. Användare vänder sig över och använder hela bandbredden under sin tilldelade tid.
- Exempel: GSM -mobilnät.
- proffs: Effektivare än FDMA om användare behöver olika bandbredd, möjliggör dynamisk allokering.
- nackdelar: Kräver exakt synkronisering mellan användare och nätverk.
3. Code Division Multiple Access (CDMA):
- koncept: Använder unika spridningskoder för varje användare, vilket gör att de kan överföra samtidigt utan störningar. Föreställ dig att alla talar på ett annat språk - även om de talar samtidigt stör de inte varandra.
- Exempel: 3G- och 4G -mobilnät.
- proffs: Erbjuder bättre kapacitet, mer robust mot störningar.
- nackdelar: Mer komplex att implementera än FDMA eller TDMA.
4. Ortogonal frekvensdelning multiplexering (OFDM):
- koncept: Dela upp den totala bandbredden i många smala underbärare, var och en bär en liten del av uppgifterna. Detta gör systemet mer motståndskraftigt mot blekning och störningar, eftersom fel endast påverkar en liten del av uppgifterna.
- Exempel: Wi-Fi (802.11a/g/n), LTE Cellular Networks.
- proffs: Höga datahastigheter, effektiv användning av spektrum, bra prestanda i flervägsmiljöer.
- nackdelar: Kan vara komplex att implementera.
5. Carrier Sense Multiple Access (CSMA):
- koncept: En användare lyssnar på kanalen innan den sänds. Om kanalen är upptagen väntar de. Om kanalen är gratis sänder de.
- Exempel: Ethernet -nätverk.
- proffs: Enkel och relativt effektiv.
- nackdelar: Kan vara ineffektiva om flera användare vill överföra samtidigt, vilket leder till kollisioner och tillbakadragningar.
6. Aloha:
- koncept: En användare sänder när de har data utan att kontrollera för kanalens tillgänglighet. Kollisioner hanteras av vidarebefordringar.
- proffs: Enkelt att genomföra, inget behov av samordning.
- nackdelar: Mycket ineffektiva, höga kollisionsgrader, särskilt med hög trafikbelastning.
Att välja rätt lösning:
Den bästa tekniken för flera åtkomst beror på faktorer som:
- Bandbreddskrav: Hur mycket bandbredd behövs av enskilda användare?
- Trafikmönster: Hur mycket data måste överföras vid en viss tidpunkt?
- Nätverksstorlek och topologi: Hur många användare finns det och hur är de anslutna?
- Kostnad och komplexitet: Vilka är avvägningarna när det gäller implementeringskomplexitet och kostnad?
Genom att noggrant överväga dessa faktorer kan nätverksdesigners välja den mest lämpliga multipla åtkomsttekniken för att maximera effektiviteten och säkerställa tillförlitlig kommunikation i sina nätverk.
