Гавайских островах (см. рис. 3.4). Периферийные узлы (ПУ) передают пакеты на
центральный узел (ЦУ) по общему каналу на несущей частоте f
0
. Неискаженная передача
пакета возможна только в том случае, если на радиосигнал, с помощью которого
передается рассматриваемый пакет, не накладываются радиосигналы других узлов. Если
интервалы передачи для двух или более узлов накладываются, происходит столкновение
при передаче и возникают искажения передаваемых пакетов. После передачи пакета
периферийный узел в течение определенного времени ждет
подтверждения от ЦУ. Если
ЦУ принял неискаженный пакет, он посылает подтверждение об этом на частоте f
1
. ПУ
повторяет передачу через случайный промежуток времени, если подтверждение от ЦУ
не приходит.
Варианты протокола Алоха
Рассмотрим два варианта протоколов Алоха. Сначала рассмотрим вариант,
называемый чистая Алоха (ЧА). Предположим, что N узлов используют общий канал для
передачи пакетов. Каждый узел передает пакеты с интенсивностью λ пакетов в секунду.
Пусть
пропускная способность канала без учета столкновений µ пакетов в секунду.
Тогда загрузка канала при N узлах равна ρ= N λ/µ. Величина t
п
=1/µ – это средняя
длительность передаваемого пакета. В результате столкновений интенсивность
поступления пакетов возрастает до величины λ
+
>λ.
Для протокола чистая Алоха столкновение двух пакетов возможно на промежутке
2t
п
. Это связано с тем, что передача пакета продолжается и после возникновения
столкновения. Если предположить, что поток пакетов является простейшим, вероятность
того, что на промежутке 2t
к
не произойдет столкновения, равна
exp(– N λ
+
× 2t
п
) = exp(– 2N λ
+
/ µ) = exp(– 2ρ
+
),
где ρ
+
= 2N λ
+
– коэффициент загрузки среды передачи с учетом столкновений.
Тогда вероятность того, что при наличии столкновений среда загружена передачей
неискаженных пакетов равна ρ
+
exp(– 2ρ
+
). Поскольку вероятность есть не что иное, как
полезная загрузка канала ρ, получаем соотношение
ρ
= ρ
+
exp(– 2ρ
+
). (3.5 )
Для протокола чистая Алоха − максимум пропускной способности и полезной загрузки
среды ρ
= 0,5e
-2×05
= 0,184 при ρ
+
=0,5 (см. рис. 3.5).
Вариант протокола, называемый тактированная Алоха (ТА), отличается от
протокола чистая Алоха тем, что работа всех узлов синхронизирована так, что начинать
передачу пакетов разрешается только в определенные моменты времени, разделенные
интервалами t
п
. Поскольку в этом случае столкновение пакетов возможно только на
промежутке t
п
, для полезной загрузки канала ρ получаем соотношение
ρ
= ρ
+
exp(– ρ
+
). (3.6 )
Для протокола тактированная Алоха максимум пропускной способности и полезной
загрузки среды ρ
= e
–1
= 0,368 достигается при ρ
+
=1 (см. рис. 3.5 ).