Problemet:Deling af en begrænset ressource

I flere adgangsuddannelsesnetværk er kerneproblemet, hvordan man effektivt deler en begrænset båndbredde (kapaciteten på en kommunikationskanal) Blandt flere brugere der alle ønsker at overføre data samtidigt.

Forestil dig en enkelt vej med mange biler, der prøver at køre på den på samme tid. Hver bil ønsker at bruge vejen, men der er kun en vej. Uden en slags system vil der opstå kaos, og ingen kommer nogen steder.

Dette er analogt med problemet i flere adgangsnetværk. Uden korrekt kontrol vil forskellige brugere, der transmitterer data på samme tid, kollidere, hvilket skaber interferens og datakorruption , hvilket gør kommunikationen ubrugelig.

Løsninger:Forskellige tilgange til deling

Der er udviklet forskellige flere adgangsteknikker til at styre denne delte ressource og undgå kollisioner. Her er nogle af de mest almindelige:

1. Frekvensafdeling Multiple Access (FDMA):

- koncept: Hver bruger tildeles et specifikt frekvensbånd (som en radiokanal) inden for den samlede båndbredde. Brugere transmitterer og modtager kun inden for deres tildelte bånd, hvilket eliminerer interferens.

- Eksempel: Traditionelle analoge tv -udsendelser og ældre mobiltelefonsystemer.

- Fordele: Enkel, god til fast fordeling af båndbredde.

- ulemper: Ineffektive hvis nogle brugere har brug for mere båndbredde end andre.

2. Time Division Multiple Access (TDMA):

- koncept: Tiden er opdelt i slots, og hver bruger får deres slot til at transmittere. Brugere skifter overføring ved hjælp af hele båndbredden i løbet af deres tildelte tid.

- Eksempel: GSM Cellular Networks.

- Fordele: Mere effektiv end FDMA, hvis brugere har brug for forskellige båndbredde, giver mulighed for dynamisk tildeling.

- ulemper: Kræver præcis synkronisering mellem brugere og netværket.

3. Code Division Multiple Access (CDMA):

- koncept: Bruger unikke spredningskoder til hver bruger, så de kan transmittere samtidig uden interferens. Forestil dig, at alle, der taler på et andet sprog - selvom de taler på samme tid, forstyrrer de ikke hinanden.

- Eksempel: 3G og 4G cellulære netværk.

- Fordele: Tilbyder bedre kapacitet, mere robust mod interferens.

- ulemper: Mere kompleks at implementere end FDMA eller TDMA.

4. Ortogonal frekvensafdeling multiplexing (OFDM):

- koncept: Opdeler den samlede båndbredde i mange smalle underbjørere, der hver bærer en lille del af dataene. Dette gør systemet mere modstandsdygtigt over for falmning og interferens, da fejl kun påvirker en lille del af dataene.

- Eksempel: Wi-Fi (802.11a/g/n), LTE-cellulære netværk.

- Fordele: Høje datahastigheder, effektiv brug af spektrum, god ydeevne i multipath -miljøer.

- ulemper: Kan være kompleks at implementere.

5. Carrier Sense Multiple Access (CSMA):

- koncept: En bruger lytter til kanalen inden transmission. Hvis kanalen er optaget, venter de. Hvis kanalen er gratis, transmitterer de.

- Eksempel: Ethernet -netværk.

- Fordele: Enkel og relativt effektiv.

- ulemper: Kan være ineffektiv, hvis flere brugere ønsker at transmittere på samme tid, hvilket fører til kollisioner og videresendelser.

6. Aloha:

- koncept: En bruger transmitterer, når de har data, uden at kontrollere for kanaltilgængelighed. Kollisioner behandles af videresendelser.

- Fordele: Enkelt at implementere, ikke behov for koordinering.

- ulemper: Meget ineffektive, høje kollisionshastigheder, især med høj trafikbelastning.

Valg af den rigtige løsning:

Den bedste multiple adgangsteknik afhænger af faktorer som:

- Båndbreddekrav: Hvor meget båndbredde er der brug for af de enkelte brugere?

- trafikmønstre: Hvor meget data skal overføres til enhver tid?

- netværksstørrelse og topologi: Hvor mange brugere er der, og hvordan er de forbundet?

- Omkostninger og kompleksitet: Hvad er afvejningerne med hensyn til implementeringskompleksitet og omkostninger?

Ved nøje at overveje disse faktorer kan netværksdesignere vælge den mest passende multiple adgangsteknik for at maksimere effektiviteten og sikre pålidelig kommunikation i deres netværk.