Trong hệ thống ALOHA, mỗi ng−ời sử dụng gửi khung dữ liệu bất cứ khi nào có dữ liệu để gửi. Một ng−ời sử dụng gửi dữ liệu theo các gói. Sau khi gửi một gói, ng−ời sử dụng đợi một khoảng thời gian bằng độ trẽ khứ hồi của tín hiệu báo nhận (ACK_Acknowledgment) của gói từ phía thu. Nếu không nhận đ−ợc tín hiệu báo nhận, gói đ−ợc xem nh− bị mất trong xung đột, và nó đ−ợc phát lại với một độ trễ đ−ợc lựa chọn ngẫu nhiên để tránh các xung đột lặp lại.
Khi hai khung cố gắng chiếm kênh trong cùng lúc, sẽ có một va trạm và cả hai đều bị rối. Nếu bit đầu của một khung phủ trên đúng bit cuối của một khung gần hết, cả hai khung sẽ bị huỷ toàn bộ, và phải đ−ợc truyền lại. Checksum sẽ không phân biệt giữa một khung mất mát toàn bộ với khung gần mất. Hình 4.3 minh hoạ việc phát các gói trong một hệ thống ALOHA thuần tuý.
Hiệu suất cảu các kỹ thuật tranh chấp có thể đ−ợc đánh giá theo thông l−ợng (T) đ−ợc tính bằng số bản tin trung bình đ−ợc phát thành công trên một đơn vị thời gian, và độ trễ trung bình (D) đ−ợc đánh giá theo một cụm bản tin chuẩn.
Để xác định thông l−ợng, tr−ớc hết ta xác định kgoảng thời gian không đ−ợc bảo vệ, Vp đ−ợc định nghĩa là khoảng thời gian mà các gói dẽ bị xung đột bởi các truyền dẫn từ những ng−ời sử dụng khác nhau. Hình 4.4 cho thấy kgoảng thời gian không đ−ợc bảo vệ đối với các gói sử dụng ALOHA thuần tuý.
Gói A sẽ gây xung đột nếu các đầu cuối khác phát các gói trong khoảng chu kỳ từ t1 đến t1+2τ.
Giả hiết tất cả các gói đ−ợc gửi bởi mỗi ng−ời sử dụng có chiều dài gói cố định và tốc độ dữ liệu của kênh cố định, và tất cả những ng−ời sử dụng khác có thể phát các gói mới tại các khoảng thời gian ngẫu nhiên. hơn nữa, giả thiết rằng các truyền dẫn gói xảy ra với một sự phân bố Posson có tốc độ trung bình sóng λ gói/giây. Nếu truyền τ là khoảng thời gian của gói, thì độ chiếm dụng dy l−u l−ợng R của kênh truyền là:
R=λτ
R là l−u l−ợng kênh đ−ợc chuẩn hoá và là một đại l−ợng quan hệ về tình hình sử dụng kênh: Nếu R<1, thì các gói đ−ợc phát bởi những ng−ời sử dụng vựot quá tốc độ truyền dẫn tối đa của một kênh. Nh− vậy, đẻ đạt đ−ợc thông l−ợng mong muốn trong khoảng 0<R<1. Theo các điều kiện tải binhg th−ờng. Thông th−ờng T giống nh− toàn bộ tải đ−ợc đ−a ra, L. Tải L là tổng của tất cả của
Ng−ời sử dụng A B C D E Thời gian
Hình 4.3: Trong ALOHA thuần tuý, các khung đ−ợc truyền tại những khoảng thời gian tuỳ ý
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 53
các gói mới đ−ợc phát và đ−ợc phát lại mà phải chịu các xng đột trong các truyền dẫn tr−ớc. Thông th−ờng đ−ợc chuẩn hoá luôn ≤ 1 và có thể đ−ợc nh− hệ số thời gian của một kênh hữu ích.
Thông l−ợng đ−ợc chuẩn hoá là toàn bộ số lần tải đ−ợc đ−a ra mà xác xuất truyền dẫn thành công.
T=RPr[không xung đột]=λ Pr[không xung đột]
Trong đó, Pr[không xung đột] là xác xuất một ng−ời sử dụng tạo ra một truyền dẫn gói thành công. Xác xuất mà n gói đ−ợc phát trong khoảng thời gian một gói đ−ợc đ−a ra đ−ợc phân bố Posson và đ−ợc tính:
r
P (n)=Rne−R/n!
Giả thiết một gói đ−ợc phát thành công nếu không có gói nào đ−ợc phát trong khoảng thời gian gói đ−ợc đ−a ra. Xác xuất mà 0 gói đ−ợc phát (tức là không xung đột) trong khoảng thời gian này là:
r
P (0)= R
e−
Dựa trên loại truyền dẫn, các giao thức tranh cgấp đ−ợc phân chia thành truy nhập ngẫu nhiên, truy nhập theo thứ tự và truy nhập lại. Trong truy nhập ngẫu nhiên, không có sự phối hợp giữa ng−ời sử dụng và các bản tin đ−ợc phát từ ng−ời sử dụng theo nhu cầu. Truy nhập theo thứ tự đ−ợc dựa trên một truy nhập mạng phối hợp, và những ng−ời sử dụngửi phát bản tin trong các khe thời gian đ−ợc phân bổ hoặc trong các khoảng thời gian. Truy nhập lại là sự phối hợp giữa truy nhập ngẫu nhiên và truy nhập theo thứ tự.
Đối với các giao thức ALOHA, chu kỳ không đ−ợc bảo vệ là khoảng thời gian của hai gói. Nh− vậy, xác xuất không có xung đột trong khoảng thời gian 2τ đ−ợc tính bằng cách đánh giá:
! ) 2 ( ) ( 2 n e R n P R n r −
= tại nhiễu=0. Có thể đánh giá giá trị của biểu thức trên để xác định số gói trung bình đ−ợc truy nhập trong khoảng 2τ. Xác xuất không có xung đột dẽ thấy là R
e−2 . Thông l−ợng của giao thức ALOHA đ−ợc tìm thấy sử dụng biểu thức: T=R R
e−2 Gói B Gói C Gói A Thời gian một gói (τ) Máy phát Máy phát
Khoảng thời gian không đ−ợc bảo vệ
t1 t1+2τ
Thời
Gói A xung đột với các gói B và
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 54