Різниця між чистим ALOHA і щілиною ALOHA

• 2019

Чисті ALOHA і Slotted ALOHA обидва є протоколами випадкового доступу, які реалізовані на шарі управління доступом до середовища (MAC), підрівні шару Data Link Layer. Метою протоколу ALOHA є визначення того, яка конкуруюча станція повинна отримати наступний шанс доступу до каналу мульти-доступу на рівні MAC. Основна відмінність між Pure ALOHA і Slotted ALOHA полягає в тому, що час в чистому Алоха є безперервним, тоді як час в щілинній ALOHA є дискретним.

Давайте обговоримо інші відмінності між Pure ALOHA і Slotted ALOHA на діаграмі порівняння.

Діаграма порівняння

Основа для порівняння	Чистий ALOHA	Щілинні ALOHA
Введено	Введений Норманом Абрамсоном та його соратниками в Гавайському університеті в 1970 році.	Введений Робертсом в 1972 році.
Передача кадрів	Користувач може передавати кадр даних кожного разу, коли станція має дані, що підлягають передачі.	Користувач повинен почекати до наступного запуску часового інтервалу для передачі кадру даних.
Час	У Pure ALOHA час є безперервним.	У щілинній ALOHA час є дискретним.
Успішна передача	Імовірність успішної передачі кадру даних: S = G * e ^ -2G	Імовірність успішної передачі кадру даних: S = G * e ^ -G
Синхронізація	Час не глобально синхронізований.	Час тут глобально синхронізований.
Пропускна здатність	Максимальна пропускна здатність відбувається при G = 1/2, що становить 18%.	Максимальна пропускна здатність відбувається при G = 1, що становить 37%.

Визначення чистого Алоха

Чистий ALOHA введений Норманом Абрамсоном та його соратниками в Гавайському університеті на початку 1970-х років. Чистий ALOHA просто дозволяє кожній станції передавати дані, коли вони мають дані, які необхідно надіслати. Коли кожна станція передає дані, не перевіряючи, чи є канал вільним чи ні, завжди існує можливість зіткнення кадрів даних. Якщо підтвердження прибуло для отриманого кадру, то це нормально, інакше, якщо два кадри стикаються (перекриваються), вони пошкоджуються.

Якщо кадр пошкоджений, станції чекають на випадкове число типу і повторно передають кадр до успішної передачі. Час очікування кожної станції має бути випадковим і не повинен бути таким самим, щоб уникнути зіткнення кадрів знову і знову. Пропускна здатність Pure ALOHA максимізується, коли рами мають однакову довжину. Формула для обчислення пропускної здатності чистого ALOHA є S- = G * e ^ -2G, пропускна здатність максимальна при G = 1/2, що становить 18% від загальної кількості переданих кадрів даних.

Визначення щілинні ALOHA

Після чистого ALOHA в 1970 році Робертс представив інший метод для поліпшення потужності Pure ALOHA, який називається щілиною ALOHA. Він запропонував розділити час на дискретні інтервали, що називаються часовими інтервалами. Кожен часовий інтервал відповідає довжині кадру. На відміну від чистого ALOHA, щілинна ALOHA не дозволяє передавати дані всякий раз, коли станція має дані для відправки. Щілинна ALOHA змушує станцію чекати, поки не почнеться наступний часовий інтервал, і дозволить кожному кадру даних передати в новому часовому інтервалі.

Синхронізація може бути досягнута в Slotted ALOHA за допомогою спеціальної станції, яка випускає піп на початку кожного часового слота, як це робить годинник. Формула для обчислення пропускної здатності щілинної ALOHA є S = G * e ^ -G, пропускна здатність максимальна при G = 1, що становить 37% від загальної кількості переданих кадрів даних. В ALOHA з прорізами, 37% часового слота порожнє, 37% успіхів і 26% зіткнення.

Основні відмінності між чистим ALOHA і щілиною ALOHA

1. Pure ALOHA був введений Норманом і його соратниками в Гавайському університеті в 1970 році. З іншого боку, Slotted ALOHA був введений Робертсом в 1972 році.
2. У чистому ALOHA, коли станція має дані для відправки, вона передає її без очікування, тоді як в щілинному ALOHA користувач чекає наступного часу, щоб передати дані.
3. У чистому ALOHA час є безперервним, тоді як в прорізаному ALOHA час є дискретним і ділиться на слоти.
4. У чистому АЛОХі ймовірність успішної передачі S = G * e ^ -2G. З іншого боку, в прорізі ALOHA ймовірність успішної передачі S = G * e ^ -G.
5. Час відправника і приймача в чистому ALOHA не є глобально синхронізованим, тоді як час відправника і приймача в ALOHA з прорізами глобально синхронізовано.
6. Максимальна пропускна здатність відбувається при G = 1/2, що становить 18%, тоді як максимальна пропускна здатність при G = 1, що становить 37%.

Висновок:

Щілинна ALOHA дещо краще, ніж Pure ALOHA. Оскільки ймовірність зіткнення є меншою в слотовій ALOHA порівняно з чистим ALOHA, оскільки станція чекає наступного часового слота, який дозволить проходити кадр у попередньому часовому слоті і уникає зіткнення між кадрами.