Mengapa WLAN menggunakan Collision Avoidance dan bukan Collison detection?

18

Saya mencari jawaban ini untuk beberapa waktu sekarang. Mengapa ada CSMA / CD di LAN tetapi CSMA / CA di WLAN?

Penjelasan terbaik yang bisa saya temukan adalah "karena rasio ekstrim dalam mentransmisikan dan menerima daya, sangat tidak praktis untuk mengirimkan data pada saluran yang sama. Oleh karena itu digunakan penghindaran tabrakan". Tidak bisa mendapatkan artinya. Bahkan jika Anda menggunakan dua saluran terpisah untuk mengirim dan menerima, CSMA digunakan untuk memutuskan simpul mana yang akan menggunakan saluran, jadi tidak ada gunanya menjatuhkan CD di tempat CA. Jadi penjelasan ini sepertinya tidak cocok.

Satu-satunya alasan yang bisa saya pikirkan adalah bahwa jika jumlah node rendah, maka kemungkinan tabrakan rendah, kita harus menggunakan CD, jika kemungkinan tabrakan tinggi, kita harus menggunakan CA. Tetapi tidak ada perbedaan jumlah pengguna antara LAN dan WLAN.
Jika seseorang bisa tolong jelaskan.

wireless protocol-theory vish213
sumber
csma / cd tidak dapat digunakan di WLAn secara efektif karena tingkat kesalahan dalam WLAN sangat tinggi dan memungkinkan tabrakan akan menyebabkan penurunan throughput yang drastis. lihat; Jaringan Nirkabel AD Hoc, C.Siva Ram Murthy
user63044

Jawaban:

19

Dalam lingkungan CSMA / CD Ethernet berkabel, dimungkinkan untuk mendeteksi tabrakan karena ada pasangan TX dan RX yang terpisah (menggunakan contoh 10BaseT). Jika NIC 10BaseT half-duplex mengirimkan bingkai pada pasangan TX, tetapi melihat bahwa bingkai rusak pada pasangan RX, NIC mendeteksi tabrakan.

Namun, dengan perangkat nirkabel 802.11, tidak ada "konduktor," hanya antena yang tidak secara bersamaan mengirim dan menerima. Ketika perangkat 802.11 mentransmisikannya, secara praktis tidak dapat mendengarkan transmisi sinyal lain pada waktu yang sama pada frekuensi yang sama. Alasannya adalah karena kekuatan sinyal RF turun dengan sangat cepat saat transmisi.

Bahkan jika kita membangun perangkat WiFi imajiner yang secara simultan dapat menerima dan mentransmisikan, itu hanya akan dapat mendengar tabrakan hilir jika perangkat lain menggunakan daya output yang jauh lebih tinggi (baik daya mentah atau melalui semacam pasif / aktif). . Biasanya sinyal TX-nya sendiri akan terlalu kuat dan "menenggelamkan" sinyal lain yang diterima.

Jadi proses lain diperlukan, menghasilkan kebutuhan untuk CSMA / CA.

YPelajari
sumber
1
10base-2 dan 10base-5 (sejak awal ethernet) tidak memiliki pasangan TX dan RX. Bahkan dengan 10 / 100base-T, hub yang menghubungkan lebih dari dua titik akhir harus menambahkan lebih dari satu TX untuk RX dari semua port. Kebenaran yang sederhana adalah nirkabel tidak dapat mendeteksi tabrakan dengan andal karena semua radio tidak dapat saling andal.
Ricky Beam
Posting asli saya tidak menyebutkan pasangan TX dan RX karena jaringan bus, saya hanya meninggalkannya sebagai konduktor TX dan RX. Jaringan bus ada pada dasarnya memungkinkan semua perangkat berada di satu sirkuit. Kebenaran sederhananya adalah nirkabel tidak dapat mendeteksi tabrakan karena tidak bisa melakukannya.
YPelajari
18

Penghindaran digunakan untuk fakta yang sangat sederhana bahwa setiap radio ("klien") tidak harus dalam jangkauan satu sama lain. Dengan demikian, tanpa AP yang mengkoordinir siapa yang dapat berbicara, radio yang jauh dapat saling menginjak karena mereka tidak dapat mengetahui yang lain sedang mentransmisikan.

Ricky Beam
sumber
4
Ini adalah jawaban yang benar. Untuk klien nirkabel agar dapat berkomunikasi, hanya perlu melihat AP, belum tentu klien lain. Jadi, jika dua klien yang berada di luar jangkauan satu sama lain mulai berbicara, mereka akan saling mengganggu sinyal di AP. Mereka tidak akan pernah tahu tentang itu, karena mereka tidak dapat mendengar satu sama lain. Pada dasarnya, CSMA / CD berfungsi dalam domain siaran. Di nirkabel, domain siaran tidak sepenuhnya tumpang tindih dengan perangkat fisik. (Anggap saja sebagai diagram venn, setiap tumpang tindih akan mengganggu seluruh domain lainnya.)
JelmerS
1
@ JelmerS, maaf, ini adalah jawaban kedua. Meskipun benar, itu tidak selalu berlaku. Alasan sebenarnya adalah bahwa bahkan jika perangkat nirkabel dirancang untuk RX sementara itu adalah TX, itu tidak akan dapat mendeteksi tabrakan karena TX itu akan JAUH lebih kuat daripada sinyal lain yang bisa didengarnya (berdasarkan pada EIRP yang sama) dan "topeng" itu kemampuan RX bahwa sinyal lain. Secara praktis, perangkat nirkabel tidak dapat menggunakan TX dan RX secara bersamaan.
YPelajari
Tidak, itu hanya cara yang berbeda untuk mengatakannya. Sementara radio dapat (dan memang) menerima saat mentransmisikan, itu hanya akan berfungsi untuk pengirim itu. (dengan mengurangi TX dari RX. sesuatu yang dilakukan setiap modem analog selama 20+ tahun). Semua orang akan mendengar sampah, atau pemancar yang lebih kuat, lebih lokal,.
Ricky Beam
1
@ RickyBeam, membandingkan nirkabel dengan teknologi kabel adalah kesalahan. Kebanyakan RF setengah dupleks. Ini dirancang sebagai half-duplex karena lebih murah / sederhana untuk melakukannya dan full-duplex pada frekuensi yang sama tidak praktis. Ponsel berfungsi dengan menggunakan pasangan frekuensi, satu untuk TX dan satu untuk RX. Sebagian besar RF lainnya setengah dupleks; pita warga, gelombang pendek, FM, AM, banyak radio polisi / pemadam kebakaran, banyak aplikasi militer, dll.
YLearn
Setelah membaca ulang, saya juga harus mencatat bahwa CSMA / CA diimplementasikan secara independen dari mekanisme apa pun yang digunakan AP untuk mengelola "siapa yang dapat berbicara." Inilah sebabnya mengapa masalah seperti masalah simpul tersembunyi juga dapat memerlukan implementasi RTS / CTS selain CSMA / CA.
YPelajari
4

EDIT (Berdasarkan koreksi Ricky):

Di bawah ini adalah kutipan dari http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.mac.html

CSMA / CA berasal dari CSMA / CD (Collision Detection), yang merupakan basis dari Ethernet. Perbedaan utama adalah penghindaran tabrakan: pada kabel, transceiver memiliki kemampuan untuk mendengarkan saat transmisi dan untuk mendeteksi tabrakan (dengan kabel semua transmisi memiliki kekuatan yang kira-kira sama). Tetapi, bahkan jika sebuah simpul radio dapat mendengarkan pada saluran saat mentransmisikan, kekuatan transmisinya sendiri akan menutupi semua sinyal lain di udara. Jadi, protokol tidak dapat secara langsung mendeteksi tabrakan seperti dengan Ethernet dan hanya mencoba menghindarinya.

Tautan di bawah ini baik dibaca di CSMA / CA dan juga menjelaskan cara kerja CSMA / CA:

http://www2.cs.uidaho.edu/~oman/SC&CI/CSMA-CA-collisions_Bonaventure.pdf

jrnetclueless
sumber
1
Negatif. CSMA / CD tidak membutuhkan simultan tx / rx. Itu dirancang LAMA sebelum ethernet full-duplex pernah ada.
Ricky Beam
Terima kasih atas tangkapan @RickyBeam. Bisakah Anda juga menjelaskan bagaimana stasiun akan mundur dari transmisi jika tidak dapat merasakan stasiun pada saat transmisi yang sama?
vish213
Saya sering setuju dengan Ricky, tetapi CSMA / CD dapat memonitor RX dan sementara dalam proses TX tidak ada hubungannya dengan operasi full-duplex. Ini didasarkan pada memiliki TX terpisah dan konduktor RX dan tabrakan terdeteksi ketika perangkat mengirim sinyal pada TX sementara juga menerima sinyal pada RX. Sementara radio "bisa" dalam teori TX dan RX pada saat yang sama, ini secara praktis tidak mungkin ... itulah sebabnya dalam istilah dasarnya tidak mungkin untuk perangkat nirkabel ke TX dan RX pada saat yang sama.
YPelajari
@YLearn, bukan itu yang dia katakan. Dan Anda membaca semuanya seolah-olah pasangan bengkok (atau optik) adalah satu-satunya media. CSMA / CD dirancang di era 10base-2 - kabel coax. Tabrakan terdeteksi oleh pemantauan saat ini di perangkat keras awal; perangkat keras kemudian (yang lebih canggih) mengurangi TX dari saluran untuk mendengarkan sinyal lain, tetapi itu masih belum "mengirim dan menerima data pada saat yang sama"
Ricky Beam
@RickyBeam jaringan bus pada dasarnya adalah jaringan di mana semua perangkat mengambil bagian dalam satu sirkuit. Prinsip yang sama berlaku. Adapun komentar Anda tentang saat ini, ya di perangkat keras awal jika ada saat ini, ada sinyal. Saya tidak pernah mengatakan itu benar-benar bisa menggunakan sinyal pada RX, tetapi ketika sinyal seperti itu diterima saat TX ini memungkinkan deteksi tabrakan.
YPelajari
0

Pada bus kabel sinyal kerugian cukup kecil sehingga cukup mudah untuk mendeteksi tabrakan. IIRC coax ethernet melakukannya dengan melihat level DC pada saluran tetapi sama-sama mungkin dilakukan dengan membandingkan sinyal pada bus dengan sinyal yang Anda coba transmisikan.

Itu tidak bekerja untuk radio. Kehilangan sinyal antara pemancar dan penerima sangat besar, setidaknya DB. Dalam menghadapi sinyal keluar yang kuat, tidak praktis untuk mendeteksi sinyal yang masuk yang beroperasi dalam spektrum frekuensi yang sama dan jauh lebih lemah. Ini pada dasarnya mengesampingkan deteksi tabrakan sebagai pendekatan untuk sistem nirkabel.

PS Twisted pair dan fiber Ethenet menggunakan saluran data terpisah untuk setiap arah, sehingga tidak ada tabrakan pada kabel. "Tabrakan" terdeteksi hanya dengan mendeteksi aktivitas di kedua saluran sekaligus.

Peter Green
sumber