Чому WLAN використовує функцію запобігання зіткненням, а не виявлення Collison?

18

Я шукаю цю відповідь вже досить давно. Чому в локальній мережі є CSMA / CD, а CSMA / CA у WLAN?

Найкраще пояснення, яке я міг би знайти, - "через надзвичайне співвідношення в передачі та прийманні потужності, дуже недоцільно передавати дані на одному каналі. Тому застосовується уникнення зіткнень". Не могло отримати значення. Навіть якщо ви використовуєте два окремі канали для передачі та прийому, CSMA використовується для того, щоб визначити, який вузол буде використовувати канал, тому немає сенсу скидати компакт-диск замість CA. Тож це пояснення якось не здається придатним.

Єдиною причиною, про яку я міг би подумати, є те, що якщо кількість вузлів низька, отже, ймовірність зіткнення низька, нам слід використовувати CD, якщо шанси на зіткнення високі, ми повинні використовувати CA. Але немає різниці в кількості користувачів між локальною та локальною мережею.
Якщо хтось міг би пояснити, будь ласка.

wireless protocol-theory

— vish213
джерело

csma / cd не можна ефективно використовувати в WLAn, оскільки частота помилок у WLAN дуже висока, і якщо зіткнення призведе до різкого зниження пропускної здатності. звертайтесь; AD Hoc Wireless Network, C.Siva Ram

— Murthy

19

У дротовому середовищі Ethernet CSMA / CD можна виявити зіткнення, оскільки існують окремі пари TX і RX (на прикладі 10BaseT). Якщо напівдуплексний 10BaseT NIC надсилає кадр на TX-пару, але бачить, що кадр пошкоджений для пари RX, NIC виявив зіткнення.

Однак у бездротовому пристрої 802.11 немає "провідників", а лише антени, які не передають і приймають одночасно. Коли пристрій 802.11 передає, він практично не може слухати інший сигнал, що передає одночасно на одній частоті. Причиною цього є те, що при передачі потужність радіочастотного сигналу дуже швидко падає.

Навіть якщо ми побудували уявний WiFi-пристрій, який міг би одночасно приймати та передавати, він зможе почути зіткнення вниз за течією, лише якщо інший пристрій використовує набагато більшу вихідну потужність (або сильну потужність, або за допомогою пасивного / активного посилення якогось) . Зазвичай власний сигнал TX буде занадто сильним і "заглушить" будь-який інший прийнятий сигнал.

Отже, був необхідний інший процес, в результаті чого виникло необхідність у CSMA / CA.

— YLearn
джерело

1

10base-2 і 10base-5 (з перших днів ethernet) не мають пар TX і RX. Навіть з 10 / 100base-T, концентратору, що з'єднує більше двох кінцевих точок, доведеться додати більше одного TX для RX всіх портів. Проста правда - бездротовий зв'язок не може надійно виявити зіткнення, оскільки всі радіостанції не можуть надійно чути один одного.

— Ricky Beam

У моєму первісному пості не було згадок про пари TX і RX через автобусні мережі, я просто залишив його як провідники TX і RX. Автобусні мережі існують, в основному дозволяючи всім пристроям перебувати в одному ланцюзі. Проста правда полягає в тому, що бездротовий не може виявити зіткнення, тому що не може цього зробити.

— YLearn

18

Уникання використовується для дуже простого факту, що кожне радіо ("клієнт") не обов'язково знаходиться в межах один одного. Таким чином, без координації AP, хто може говорити, віддалені радіо можуть наступати один на одного, оскільки вони не можуть знати, що інша передає.

— Рікі Бім
джерело

4

Це правильна відповідь. Щоб бездротовий клієнт міг спілкуватися, йому потрібно бачити лише точку доступу, а не обов'язково будь-які інші клієнти. Отже, якщо двоє клієнтів, які перебувають поза досяжністю один від одного, починають розмову, вони заклинають сигнали один одного в AP. Вони ніколи про це не дізнаються, оскільки не чують один одного. В основному, CSMA / CD працює в домені широкомовної інформації. У бездротовому зв’язку домен широкомовного зв'язку повністю не перетинається з фізичними пристроями. (Подумайте про це як за схемою venn, будь-яке перекриття буде заважати всьому іншому домену.)

— JelmerS

1

@JelmerS, вибач, це відповідь другорядна. Хоча це правда, вона не завжди застосовна. Справжня причина полягає в тому, що навіть якщо бездротовий пристрій розрахований на RX, поки він TX, він не зможе виявити зіткнення, оскільки його TX був би Далі сильнішим за будь-який інший сигнал, який він міг почути (на основі того ж EIRP) і "маска" - це здатність RX іншого сигналу. На практиці бездротовий пристрій не може одночасно використовувати і TX, і RX.

— YLearn

Ні, це просто інший спосіб сказати це. Хоча радіо може (і отримує) прийом під час передачі, він працює лише для цього відправника. (віднімаючи TX від RX. щось, що робив кожен аналоговий модем протягом 20+ років.) Усі інші почують сміття або більш потужний, локальний передавач.

— Рікі Бім

1

@ RickyBeam, порівнювати бездротовий з дротовою технологією - це помилка. Більшість РФ - напівдуплексні. Він розроблений як напівдуплексний, оскільки це дешевше / простіше це зробити, а бути дуплексним на одній частоті не є практичним. Стільникові телефони працюють за допомогою частотних пар, одна для TX і одна для RX. Більшість інших РФ є напівдуплексними; громадянська група, короткохвильова хвиля, FM, AM, багато поліцейських / пожежних радіо, багато військових додатків тощо

— YLearn

Після повторного читання я також повинен зазначити, що CSMA / CA реалізується незалежно від будь-якого механізму, який AP використовує для управління "хто вміє говорити". Ось чому такі проблеми, як проблема прихованого вузла, також можуть вимагати впровадження RTS / CTS на додаток до CSMA / CA.

— YLearn

4

EDIT (на основі виправлення Рікі):

Нижче наведено уривок з http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.mac.html

CSMA / CA походить від CSMA / CD (Collision Detection), що є базою Ethernet. Основна відмінність - уникнення зіткнення: на дроті трансивер має можливість прослуховувати під час передачі і так виявляти зіткнення (з проводом всі передачі мають приблизно однакову силу). Але, навіть якби радіовузол міг слухати на каналі під час передачі, сила його власних передач маскувала б усі інші сигнали в ефірі. Отже, протокол не може безпосередньо виявляти зіткнення, як з Ethernet, і лише намагається їх уникнути.

Посилання нижче добре читається на CSMA / CA, а також пояснює, як працює CSMA / CA:

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

— jrnetclueless
джерело

1

Негативний. CSMA / CD не вимагає одночасного tx / rx. Він був розроблений LONG до того, як існував повнодуплексний Ethernet.

— Рікі Бім

Дякую за вилов @RickyBeam. Чи можете ви також пояснити, як станція відключиться від передачі, якщо станція не може відчути одночасно передачу?

— vish213

Я часто погоджуюся з Ricky, але CSMA / CD може одночасно контролювати RX, і в той час як TX не має нічого спільного з функцією дуплексу. Він заснований на наявності окремих провідників TX і RX і зіткнення виявляється, коли пристрій посилає сигнал на TX, а також приймає сигнал на RX. Хоча радіо "теоретично" одночасно може "TX" і "RX", це практично неможливо ... саме тому в базовому плані бездротовий пристрій не може одночасно переносити TX і RX.

— YLearn

@YLearn, це не те, що він сказав. І ти все читаєш так, ніби вита пара (або оптичний) були єдиним носієм інформації. CSMA / CD був розроблений в епоху 10base-2 - коаксиального кабелю. Зіткнення були виявлені поточним моніторингом раннього обладнання; пізніше (більш вдосконалене) апаратне забезпечення віднімає TX з рядка для прослуховування інших сигналів, але це все ще не "одночасно передавати та приймати дані"

— Ricky Beam

@RickyBeam автобусна мережа - це в основному мережа, де всі пристрої беруть участь в одному ланцюзі. Діють ті самі принципи. Що стосується Вашого коментаря до поточного, так, у ранніх апаратних засобах, якщо вони були поточними, був сигнал. Я ніколи не сказав, що він може реально використовувати сигнал на RX, а коли коли такий сигнал був отриманий під час TX, це дозволило виявити зіткнення.

— YLearn

0

На проводовій шині втрати сигналу досить невеликі, тому виявити зіткнення досить легко. Coax Ethernet IIRC робить це, дивлячись на рівень постійного струму на лінії, але це було б однаково можливо, порівнюючи сигнал на шині з сигналом, який ви намагаєтеся передати.

Це просто не працює для радіо. Втрати сигналу між передавачем і приймачем величезні, щонайменше десятки БД. На тлі сильного вихідного сигналу недоцільно виявляти вхідний сигнал, який працює в тому ж частотному спектрі і значно слабкіший. Це в основному виключає виявлення зіткнень як підхід для бездротових систем.

PS Кручена пара і волокно Ethenet використовує окремі канали даних для кожного напрямку, тому жодних зіткнень на дроті немає. "Зіткнення" виявляється просто шляхом виявлення активності на обох каналах одночасно.

— Пітер Грін
джерело