Różnica między czystym ALOHA i szczelinowym ALOHA

• 2019

Pure ALOHA i Slotted ALOHA to protokoły Random Access, które są implementowane w warstwie Medium Access Control (MAC), podwarstwę warstwy łącza danych. Celem protokołu ALOHA jest ustalenie, która konkurencyjna stacja musi uzyskać kolejną szansę dostępu do kanału wielodostępowego w warstwie MAC. Główną różnicą między Pure ALOHA i Slotted ALOHA jest to, że czas w Pure Aloha jest ciągły, podczas gdy czas w Slotted ALOHA jest dyskretny.

Omówmy inne różnice między Pure ALOHA i Slotted ALOHA w tabeli porównawczej.

Wykres porównania

Podstawa do porównania	Pure ALOHA	Z rowkiem ALOHA
Wprowadzony	Przedstawione przez Normana Abramsona i jego współpracowników na Uniwersytecie Hawajskim w 1970 roku.	Wprowadzony przez Roberts w 1972 roku.
Transmisja ramek	Użytkownik może przesłać ramkę danych, gdy stacja ma dane do przesłania.	Użytkownik musi poczekać do następnego uruchomienia przedziału czasowego, aby przesłać ramkę danych.
Czas	W Pure ALOHA czas jest ciągły.	W szczelinie ALOHA czas jest dyskretny.
Pomyślna transmisja	Prawdopodobieństwo pomyślnej transmisji ramki danych jest następujące: S = G * e ^ -2G	Prawdopodobieństwo pomyślnej transmisji ramki danych jest następujące: S = G * e ^ -G
Synchronizacja	Czas nie jest zsynchronizowany globalnie.	Czas tutaj jest globalnie zsynchronizowany.
Wydajność	Maksymalna przepustowość występuje przy G = 1/2, która wynosi 18%.	Maksymalna przepustowość występuje przy G = 1, która wynosi 37%.

Definicja czystego ALOHA

Pure ALOHA został wprowadzony przez Normana Abramsona i jego współpracowników na Uniwersytecie Hawajskim na początku 1970 roku. Pure ALOHA po prostu pozwala każdej stacji na przesyłanie danych, gdy tylko mają dane do wysłania. Kiedy każda stacja transmituje dane bez sprawdzania, czy kanał jest wolny, czy nie zawsze istnieje możliwość kolizji ramek danych. Jeśli potwierdzenie nadejdzie dla odebranej ramki, to jest ok, albo jeśli dwie ramki kolidują (Overlap), są uszkodzone.

Jeśli ramka jest uszkodzona, to stacje czekają na losową ilość typu i ponownie wysyłają ramkę do momentu pomyślnej transmisji. Czas oczekiwania każdej stacji musi być losowy i nie może być taki sam, aby uniknąć kolizji klatek raz za razem. Przepustowość Pure ALOHA jest zmaksymalizowana, gdy ramki mają jednakową długość. Wzór do obliczenia przepustowości czystego ALOHA to S- = G * e ^ -2G, przepustowość jest maksymalna, gdy G = 1/2, co stanowi 18% wszystkich przesyłanych ramek danych.

Definicja szczeliny ALOHA

Po czystym ALOHA w 1970 roku Roberts wprowadził kolejną metodę zwiększania wydajności Pure ALOHA, która nazywa się Slotted ALOHA. Zaproponował podział czasu na dyskretne interwały zwane przedziałami czasowymi. Każda szczelina czasowa odpowiada długości ramki. W przeciwieństwie do Pure ALOHA, szczelinowy ALOHA nie pozwala na przesyłanie danych, gdy stacja ma dane do wysłania. Rozcięty ALOHA powoduje, że stacja czeka, aż rozpocznie się następny przedział czasowy i pozwoli, aby każda ramka danych była transmitowana w nowym przedziale czasowym.

Synchronizacja może zostać osiągnięta w szczelinie ALOHA za pomocą specjalnej stacji, która emituje pip na początku każdej szczeliny czasowej, tak jak robi to zegar. Formuła do obliczania przepustowości szczelinowego ALOHA to S = G * e ^ -G, przepustowość jest maksymalna, gdy G = 1, co stanowi 37% wszystkich przesyłanych ramek danych. W szczelinie ALOHA 37% przedziału czasu jest puste, 37% sukcesów i 26% kolizji.

Kluczowe różnice między czystym ALOHA i szczelinowym ALOHA

1. Pure ALOHA został wprowadzony przez Normana i jego współpracowników na Uniwersytecie Hawajskim w 1970 roku. Z drugiej strony, Slotted ALOHA została wprowadzona przez Roberts w 1972 roku.
2. W czystym ALOHA, kiedy stacja ma dane do wysłania, przesyła ją bez czekania, podczas gdy w szczelinie ALOHA użytkownik czeka do następnego gniazda czasowego, aby przesłać dane.
3. W czystym ALOHA czas jest ciągły, podczas gdy w Slotted ALOHA czas jest dyskretny i podzielony na szczeliny.
4. W czystym ALOHA prawdopodobieństwo pomyślnej transmisji wynosi S = G * e ^ -2G. Z drugiej strony, w szczelinie ALOHA prawdopodobieństwo pomyślnej transmisji wynosi S = G * e ^ -G.
5. Czas nadajnika i odbiornika w czystym ALOHA nie jest globalnie zsynchronizowany, podczas gdy czas nadajnika i odbiornika w szczelinie ALOHA jest globalnie zsynchronizowany.
6. Maksymalna przepustowość występuje przy G = 1/2, która wynosi 18%, podczas gdy maksymalna przepustowość występuje przy G = 1, która wynosi 37%.

Wniosek:

Szczelinowy ALOHA jest nieco lepszy niż czysty ALOHA. Ponieważ prawdopodobieństwo kolizji jest mniejsze w przypadku szczelinowego ALOHA w porównaniu z czystym ALOHA, ponieważ stacja czeka na następną szczelinę czasową, która pozwala ramie w poprzednim przedziale czasowym przejść i unika kolizji między ramkami.