Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 6. Методи доступу   /  Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу

Зміст:

6.2.2. Аналіз алгоритмів вирішення конфліктів

Проаналізувати співвідношення пропускної здатності чистої та синхронної Алохи можна з використанням моделі Пуассона (6.1.4). Очевидно, що ймовірність безконфліктної ситуації можна отримати, зафіксувавши певний інтервал 2τ, а також за умов, коли не з’являться інші повідомлення (n = 0)

(6.2.1)

Це ж значення ймовірності P0 можна отримати, якщо віднести λ — інтенсивність успішних заявок до λΣ — сумарної інтенсивності відмовлених та успішних:

(6.2.2)

Прирівнявши вирази для ймовірностей P0, одержимо:

(6.2.3)

Кількісно обсяг інформаційного обміну в даному мережному середовищі за інтервал τ визначається як

ρ = λτ, ρΣ = λΣτ.(6.2.4)

З урахуванням (6.2.3) отримуємо:

ρ = ρΣe–2ρΣ.(6.2.5)

На рис. 6.2.2 подано залежність (6.2.5), де по осі ординат відкладено нормоване значення обсягу інформаційного обміну, а по осі абсцис — значення повного цього обміну.

Рис. 6.2.2. Залежність пропускної здатності для протоколів синхронної та чистої Алохи

Із графіків (рис. 6.2.2) видно, що максимальний обсяг інформації, що демонструє коефіцієнт використання каналу, для протоколу S-Алоха вдвічі перевищує максимальне значення, отримане при використанні протоколу чистої Алохи.

Розрахунки показують, що ще ефективнішими є протоколи з запобіганням колізій, коли при доступі враховується специфіка мережного середовища (технологія класу множинного доступу з контролем носійної частоти з виявленням колізій (CSMA/CА). Тут можливо ще ефективніше використати ресурси каналу, одержавши зазначений коефіцієнт на рівні 0,53.

Протокол Алоха вдалось ще дещо поліпшити за рахунок додаткового резервування (reservation — Aloha — R-Aloha). У цьому протоколі зазвичай резервується часовий ресурс. Відбувається це таким чином. Цикл часу розбивається на М-інтервалів, які виділяються користувачам згідно з заявками. Часто один із часових інтервалів виділяється для передачі запит або іншої службової інформації. Такий протокол особливо ефективний при потоковому трафіку, оскільки в кожному з виділених часових інтервалів відсутні конфліктні колізії. З використанням протоколу R-Aлoхa вдається отримати завантаження каналу до величини 0,67. При пульсуючому трафіку протокол R-Aлoхa поступається протоколу S-Алоха тим, що виникають більші затримки, пов’язані з процесом резервування.

Ще ефективнішим є протокол обслуговування за принципом M/D/1 — «першим прийшов, перший і одержав ресурс». Цей протокол дає змогу досягти значень коефіцієнта використання до 0,9. Особливо вдалим є комбіноване використання цього протоколу з принципом резервування.