纯ALOHA与槽化ALOHA的区别


ALOHA协议允许多个站点在同一通信信道上同时发送数据帧。该协议是一种简单的通信方法,其中每个网络站点都具有相同的优先级并独立工作。

ALOHA是一种用于通过共享网络信道传输数据的介质访问控制(MAC)协议。使用此协议,来自多个节点的多个数据流通过多点传输信道传输。

ALOHA协议有两种类型:**纯ALOHA**和**槽化ALOHA**。

  • 纯ALOHA中,传输时间是连续的。只要站点有可用的帧,它就会发送该帧。如果发生冲突并且帧被破坏,发送方会在重新传输之前等待随机时间。

  • 槽化ALOHA中,时间被划分为称为时隙的离散时间间隔,对应于一个帧。

在本文中,我们将重点介绍纯ALOHA和槽化ALOHA之间的主要区别。

什么是纯ALOHA?

纯ALOHA是ALOHA争用机制的基本形式,其中来自众多VSAT的需求驱动数据帧通过共享信道发送到卫星。它于1970年在夏威夷大学首次使用,由诺曼·艾布拉姆森领导。

  • 在纯ALOHA中,传输时间是连续的。只要站点有可用的帧,它就会发送该帧。

  • 如果多个帧试图同时占用信道,则会发生冲突。如果发生冲突并且帧被破坏,发送方会在重新传输之前等待随机时间。

  • 发送帧后,站点会等待一段时间以接收确认。如果在此时间内未收到确认,则站点假定帧由于冲突而被破坏并重新发送帧。

由于网络内部流量的突发性质,使用纯ALOHA协议时数据帧发生冲突的可能性非常高。

没有任何站点关心其他站点是否正在传输。因此,当多个数据包通过同一信道广播时,它们会发生冲突。

什么是槽化ALOHA?

槽化ALOHA由Robert于1972年引入,是对纯ALOHA的改进。

  • 在槽化ALOHA中,只有当每个时隙一次只发送一个数据帧时,才能成功传输数据。这样做大大降低了冲突的可能性。

  • 这里,时间被划分为称为**时隙**的离散时间间隔,对应于一个帧。通信站点商定时隙边界。

  • 任何站点只能在每个时隙发送一个帧。此外,站点不能在任何时候只要有可用的帧就传输。它们应该等到下一个时隙开始。

  • 如果在任何时隙中没有发送数据包,它将保持空闲状态。需要注意的是,如果数据包在发生冲突后没有得到确认,则认为它丢失了,并在考虑了退避时间后在不同的时隙中重新传输。

但是,仍然可能发生冲突。如果多个帧在时隙开始时传输,则会发生冲突。

纯ALOHA与槽化ALOHA的区别

下表重点介绍了纯ALOHA和槽化ALOHA之间的重要区别。

关键纯ALOHA槽化ALOHA
时隙在纯ALOHA中,任何站点都可以在任何时间传输数据。在槽化ALOHA中,任何站点只能在时隙开始时传输数据。
时间在纯ALOHA中,时间是连续的,并且没有全局同步。在槽化ALOHA中,时间是离散的,并且是全局同步的。
易损时间纯ALOHA中的易损时间或敏感时间等于(2×Tt)。在槽化ALOHA中,易损时间等于(Tt)。
概率数据包成功传输的概率$S\:=\:G\:\times\:{e^{-2G}}$𝐺数据包成功传输的概率$S\:=\:G\:\times\:{e^{-G}}$
最大效率最大效率 = 18.4%。最大效率 = 36.8%。
冲突次数不会减少冲突次数。槽化ALOHA将冲突次数减少一半,从而使效率加倍。

结论

纯ALOHA和槽化ALOHA都是随机访问协议。槽化ALOHA是对纯ALOHA的改进,因为它减少了冲突次数并将纯ALOHA的容量加倍。

更新于: 2023年9月2日

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