通信网理论基础第4章3.ppt

4.2.4 多址接入系统业务分析 一、随机多址接入技术 二、纯阿罗华( P-ALOHA）系统 三、时隙ALOHA（S-ALOHA）系统 四、载波监听多址接入（CSMA和CSMA/CD）系统 随机多址接入方式与排队论 随机多址接入方式是一种竞争访问信道技术。 在该方式中，用户可以根据自己的意愿随机地发送信息。 当两个或两个以上用户同时向同一信道发送信息时，就产生冲突（Collision），又称为碰撞，使得数据发送失败。故双方都需重发。 这与排队系统中被拒绝的情况相似，只是被拒绝或被破坏的已不止一个信息。多址接入系统可以看作是M/M/1系统。 发展历史 较早的随机接入系统称阿罗华（ALOHA）系统，于70年代产生于夏威夷大学。 通过无线信道来使用中心计算机，无线信道相当一个公用媒体，一个站或用户送出的信息可以被许多站同时接收，而每个站都是随机发送的。 技术的发展： 纯ALOHA (P-ALOHA) 技术 时隙ALOHA (S-ALOHA) 技术 载波监听多址访问（CSMA——Carrier Sense Multiple Access）技术 带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD——CSMA with Collision Detection）技术 目前，CSMA/CD现已成为局域网标准接入协议。 应用：主要应用于无线信道和总线型局域网中。 1．总线型局域网 （1）总线型结构：所有的站都通过总线连接，无交换设备和中继器，各站通过收发器与总线连接，并通过总线发送或接收数据，一站发送其他的站都能收到，而每个站发送信息是随机的。 （2）媒质访问技术：传统的局域网技术是建立在“共享媒质”的基础上的，局域网中所有的用户终端共享单一的传输媒质，并以某种控制方式访问传输媒质，以便在两个指定的终端之间传送信息。所用的控制方式称为媒质访问技术。 高速局域网?将“共享媒质方式”改为“交换方式”?“交换式局域网”技术?以太网交换机 媒质访问控制方法：共享（随机，受控）与交换 典型的传统媒质访问控制方法是：CSMA/CD、Token Ring、Token Bus。 总线型结构的媒质访问方式主要有两种： ① 带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD）方式。 ② 令牌总线（Token Bus）方式。 实例： 工作于半双工方式下的以太网（Ethernet）采用CSMA/CD协议机制（IEEE802.3标准），全双工的以太网不采用CSMA/CD协议机制 无线局域网（WLAN）采用CSMA/CA（CSMA / Collision Avoidance）协议机制。 2．CSMA/CD的发展过程 ① 纯ALOHA (P-ALOHA) 技术 ② 时隙ALOHA (S-ALOHA) 技术 ③ 载波监听多址访问（CSMA——Carrier Sense Multiple Access）技术 ④ 带有冲突检测的载波监听多址访问（CSMA/CD——CSMA with Collision Detection）技术 3．性能标准 多址通信系统的主要性能参数是：平均通过量、平均分组 时延和稳定性。 （1）平均通过量 定义：在每个发送周期T0 时间内，成功发送的平均分组数（即数据帧数）。 或更准确地，应定义成：在很长时间间隔内，成功发送分组数与信道上连续传输的最大发送分组数之比。可见平均通过量是一种长时间接入信道能力的百分比量度。 在稳定状态下，一平均通过量 等于网络负荷 （全部呼叫量 ）与分组成功发送概率 的乘积，即 4.2.4 多址接入系统业务分析 一、随机多址接入技术 二、纯阿罗华( P-ALOHA）系统 三、时隙ALOHA（S-ALOHA）系统 四、载波监听多址接入（CSMA和CSMA/CD）系统 例4.16 假定许多异步终端通过多点线路连到主机，线路的数据率为4800bit/s，设每份报文有60个字符。而用户用键盘输入一份报文需2分钟。每个字符用10bit进行编码，则每个终端的平均数据率仅有5bit/s[（60×10bit）/(2×60s)=5bit/s]。试问：如采用纯ALOHA方式，取 = 0.1，该系统一共可容纳多少交互式用户？ 4.2.4 多址接入系统业务分析 一、随机多址接入技术 二、纯阿罗华( P-ALOHA）系统 三、 时隙ALOHA