Методи за достъп по преносната среда.

Методите за достъп в локалните мрежи се определят от наличието на обща комуникационна среда. Те се разделят основно на две групи - детерминирани и недетерминирани.

Детерминирани методи.

При детерминираните методи на всяка станция от локалната мрежа е присвоена непрекъснато част от пропусквателната способност на комуникационната среда. Основно това са методите, осигуряващи разделение на каналите по честота и време. Основният недостатък на тези методи за достъп е, че поради случайния характер на процеса за достъп до информацията ,се получава много нисък коефициент на използване пропусквателната способност на средата. Тези методи по принцип не се използват в локалните мрежи.

Недетерминирани методи

При недетерминираните методи за множествен достъп, общата информационна среда, се разпределя или предоставя изцяло на станциите, които имат готови за предаване съобщения. Този подход води до многократно по-ефективно използване на преносната среда, но има значително по-сложна реализация.

Множествен достъп

Този елегантен и ефективен метод за разпределение на каналите е разработен още през 1970 г. от Норман Абрамсон и екип от университета в Хавай. Макар, че той е бил замислен специално за радиомрежите, методът се оказва успешно приложим за много предавателни среди, в които е налично множество некоординирани потребители.

Същността на метода е следната: Потребителите непрекъснато предават и / или приемат пакети информация. При използване на общата среда е възможно да се случат изкривявания на информацията (конфликти). Всяка станция има възможност да предаде пакет с информация, веднага щом същият е подготвен. При кабелните локални мрежи има възможност да се подслушва канала и да се задържи предаването при зает канал. Когато определена станция има готови за предаване данни, тя подслушва канала дали не е вече зает от друга станция. Ако е зает - изчаква каналът да се освободи и тогава започва предаването на данните. Тук времето за разпространение на сигнала има голямо значение. Макар и малко вероятно, е възможно друга станция да започне да предава  преди каналът да бъде освободен и да се стигне до колизия.

При множествения (състезателен) метод на достъп, комуникацията може да претърпи конфликт само в началната част на своето предаване, преди да се е разпространил до всички останали. Времето, през което е вероятен конфликт, се нарича прозорец за конфликти. Когато прозорецът завърши, станцията може да счита, че вече е успяла да заеме канала и са избегнати следващи конфликти. Прозорецът за конфликти се дефинира от максималното време за разпространение на сигнала между двете най-отдалечени точки на общата съобщителна среда. Вероятността за конфликти се променя според стратегията за достъп до преносната среда, избрана от всяка една от готовите за предаване на данни станции.

Настойчива стратегия - Готовата станция следи освобождаването на канала и започва предаването моментално след неговото освобождаване;

Ненастойчива стратегия - Готовата за предаване станция не следи непрекъснато дали каналът е зает, а през определени интервали от време. Предаването започва в момент, когато се открие, че каналът е свободен;

 P-настойчив - В случай, че определена станция има готовност да предава данни, тя проверява заетостта на канала. Ако каналът е свободен, предаването започва с вероятност P. Вероятността за неизползване е Q = 1 - P

Подобрение на състезателния метод е даване на възможност за прекъсване на предаването в момент на възникване на конфликт. Този метод се нарича CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множествен достъп с откриване на носещата и разпознаване на конфликтите). Тзои метод прилага концепцията, показана на фиг.2.5. В момент t₁ е завършено предаването на данни от някоя работна станция в локалната мрежа. Всички останали участници в нея, готови да предават, могат да се опитат да заемат канала. Ако две или повече станции започнат едновременно предаване по този канал - ще настъпи конфликт. Всички предаващи ще разпознаят конфликта, ще прекратят предаването и ще изчакат период от време, генериран като случайно число и ще започнат предаване в нов, произволен момент, в който каналът се окаже незает от друга участник в мрежата. Методът CSMA/CD се основава на принципа на разменящи се конкурентни периоди и периоди на предаване, в резултат на което възникват времеинтервали, в които каналът се оказва свободен за съответната станция.


Ако приемем, че една станция започне предаване в момент t₁ , а τ времето за разпространение на сигнала между две крайно отдалечени точки от локалната мрежа и след време τ - ε  някоя друга станция започва предаване. Необходимото време  възникналият конфликт да достигне първата станция е 2τ - ε .  т.е. в най-неблагоприятния случай, на една станция е необходимо време 2τ, като конкурентен интервал, за да осигури безконфликтно заемане на канала. Времето за коаксиален кабел дължина 1km е приблизително 5μs.

Ако поне едната станция открие конфликта, тя спира предаването на данни, генерира предупредителни сигнали до останалите участници в локалната мрежа, че каналът е зает и изчаква времеинтервал със случайна продължителност преди да направи нов опит да заеме преносната среда. След разпознаването на конфликта, времето за нов достъп се разделя на дискретни интервали с дължина максималното време за разпространение на сигнала в рамките на локалната мрежа, т.е. 2τ, В съответствие с изискванията на стандарта Ethernet (IEEE802.3) за максимална дължина на кабелите при локална мрежа с пропусквателна способност 10 Mbps, дължината на един дискретен времеинтервал е 512 времена за предаване на 1 бит, т.е. 51.2μs.

След първия конфликт, станцията изчаква 0 или 1 времеинтервала, преди да опита нов достъп до средата. Ако се стигне до втори конфликт, броят на времеслотовете се генерира като случайно число от стойностите 0,1,2 или 3, което намалява вероятността от нов конфликт. В случай на нов конфликт, времето за изчакване се определя на същия принцип в интервала от 0 до 2n-1, където n е номерът на последния конфликт. След 10тия конфликт, максималният брой времеинтервали се фиксира на 1023, а след 16-тия конфликт, не се прави опит за нов опит за достъп до общата среда. В последния случай се приема, че е налице физическа повреда в контролерите или средата.

Методът CSMA/CD е основен при локалните мрежи. Откриването и разпознаването на конфликти е аналогов процес.