Pourquoi le WLAN utilise-t-il l'évitement des collisions et non la détection des collisions?

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Je cherche cette réponse depuis un certain temps maintenant. Pourquoi y a-t-il CSMA / CD dans LAN mais CSMA / CA dans WLAN?

La meilleure explication que j'ai pu trouver est "en raison du rapport extrême entre la puissance d'émission et de réception, il est très difficile de transmettre des données sur le même canal. Par conséquent, l'évitement de collision est utilisé". Impossible de comprendre le sens. Même si vous utilisez deux canaux distincts pour la transmission et la réception, CSMA est utilisé pour décider quel nœud utilisera le canal, donc inutile de déposer un CD à la place de CA. Cette explication ne semble donc pas appropriée.

La seule raison pour laquelle je pourrais penser est que si le nombre de nœuds est faible, donc les chances de collision sont faibles, nous devrions utiliser CD, si les chances de collision sont élevées, nous devrions utiliser CA. Mais il n'y a pas de différence de nombre d'utilisateurs entre LAN et WLAN.
Si quelqu'un pouvait expliquer.

wireless protocol-theory

— vish213
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csma / cd ne peut pas être utilisé efficacement dans WLAn car le taux d'erreur est très élevé dans le WLAN et permettre des collisions entraînera une réduction drastique du débit. se référer; AD Hoc Wireless Network, C.Siva Ram Murthy

— user63044

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Dans un environnement Ethernet câblé CSMA / CD, il est possible de détecter une collision car il existe des paires TX et RX distinctes (en utilisant l'exemple de 10BaseT). Si un NIC 10BaseT semi-duplex envoie une trame sur la paire TX, mais voit que la trame est corrompue sur la paire RX, le NIC a détecté une collision.

Cependant, avec un appareil sans fil 802.11, il n'y a pas de «conducteurs», juste des antennes qui n'émettent et ne reçoivent pas simultanément. Lorsqu'un périphérique 802.11 émet, il ne peut pas, en pratique, écouter un autre signal émettant en même temps sur la même fréquence. La raison en est que la puissance du signal RF diminue très rapidement lors de la transmission.

Même si nous avons construit un appareil Wi-Fi imaginaire qui pourrait simultanément recevoir et transmettre, il ne pourra entendre une collision en aval que si l'autre appareil utilise une puissance de sortie beaucoup plus élevée (soit de la puissance brute, soit par un gain passif / actif quelconque) . Normalement, son propre signal TX sera trop fort et "noyera" tout autre signal reçu.

Un autre processus était donc nécessaire, ce qui a nécessité le CSMA / CA.

— YApprendre
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10base-2 et 10base-5 (depuis les premiers jours d'Ethernet) n'ont pas de paires TX et RX. Même avec 10 / 100base-T, le concentrateur connectant plus de deux points d'extrémité devrait ajouter plus d'un TX pour le RX de tous les ports. La simple vérité est que le sans fil ne peut pas détecter de manière fiable les collisions car toutes les radios ne peuvent pas s'entendre de manière fiable.

— Ricky Beam

Mon message d'origine ne mentionnait pas les paires TX et RX à cause des réseaux de bus, je l'ai simplement laissé comme conducteurs TX et RX. Les réseaux de bus existent en permettant essentiellement à tous les appareils de résider sur un seul circuit. La simple vérité est que le sans fil ne peut pas détecter les collisions car il ne peut pas le faire.

— YLearn

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L'évitement est utilisé pour le fait très simple que chaque radio ("client") n'est pas nécessairement à portée l'une de l'autre. Ainsi, sans que l'AP coordonne qui peut parler, des radios distantes peuvent marcher les unes sur les autres parce qu'elles ne peuvent pas savoir que l'autre transmet.

— Ricky Beam
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C'est la bonne réponse. Pour qu'un client sans fil puisse communiquer, il n'a besoin que de voir l'AP, pas nécessairement d'autres clients. Donc, si deux clients qui sont hors de portée l'un de l'autre commencent à parler, ils brouilleraient mutuellement des signaux à l'AP. Mais ils ne le sauraient jamais, car ils ne s'entendent pas. Fondamentalement, CSMA / CD fonctionne dans un domaine de diffusion. En sans fil, le domaine de diffusion ne chevauche pas complètement les périphériques physiques. (Considérez-le comme un diagramme venn, tout chevauchement interférera avec l'ensemble de l'autre domaine.)

— JelmerS

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@JelmerS, désolé, c'est une réponse secondaire. Bien que cela soit vrai, il n'est pas toujours applicable. La vraie raison est que même si un appareil sans fil est conçu pour RX pendant qu'il est TX, il ne sera pas en mesure de détecter une collision parce que son TX serait BEAUCOUP plus fort que tout autre signal qu'il pourrait entendre (basé sur le même EIRP) et "masquer" c'est la capacité RX de cet autre signal. Concrètement, un appareil sans fil ne peut pas émettre à la fois TX et RX en même temps.

— Apprendre

Non, c'est juste une façon différente de le dire. Alors qu'une radio peut (et reçoit) la réception pendant la transmission, elle ne fonctionnerait que pour cet expéditeur. (en soustrayant TX de RX. quelque chose que chaque modem analogique a fait pendant plus de 20 ans.) Tout le monde entendra les ordures, ou l'émetteur le plus puissant et le plus local.

— Ricky Beam

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@RickyBeam, comparer le sans fil à une technologie filaire est une erreur. La plupart des RF sont semi-duplex. Il est conçu en semi-duplex car il est moins cher / plus simple de le faire et être en duplex intégral sur la même fréquence n'est pas pratique. Les téléphones portables fonctionnent en utilisant des paires de fréquences, une pour TX et une pour RX. La plupart des autres RF sont semi-duplex; bande de citoyens, ondes courtes, FM, AM, de nombreuses radios de police / pompiers, de nombreuses applications militaires, etc.

— YLearn

Lors de la relecture, je dois également noter que CSMA / CA est mis en œuvre indépendamment de tout mécanisme que l'AP utilise pour gérer "qui peut parler". C'est pourquoi des problèmes tels que le problème de nœud caché peuvent également nécessiter l'implémentation de RTS / CTS en plus de CSMA / CA.

— YLearn

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EDIT (basé sur la correction de Ricky):

Ci-dessous un extrait de http://www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux/Linux.Wireless.mac.html

CSMA / CA est dérivé de CSMA / CD (Collision Detection), qui est la base d'Ethernet. La principale différence est l'évitement des collisions: sur un fil, l'émetteur-récepteur a la capacité d'écouter pendant la transmission et donc de détecter les collisions (avec un fil toutes les transmissions ont approximativement la même force). Mais, même si un nœud radio pouvait écouter sur le canal pendant la transmission, la force de ses propres transmissions masquerait tous les autres signaux dans l'air. Ainsi, le protocole ne peut pas détecter directement les collisions comme avec Ethernet et essaie seulement de les éviter.

Le lien ci-dessous est une bonne lecture sur CSMA / CA et explique également comment CSMA / CA fonctionne:

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

— jrnetclueless
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Négatif. CSMA / CD ne nécessite pas de tx / rx simultanés. Il a été conçu LONGTEMPS avant que l'Ethernet en duplex intégral n'existe.

— Ricky Beam

Merci pour la capture @RickyBeam. Pourriez-vous également expliquer comment la station se retirerait de la transmission si elle ne pouvait pas détecter la station au même moment de la transmission?

— vish213

Je suis souvent d'accord avec Ricky, mais CSMA / CD pouvant à la fois surveiller le RX et pendant le processus de TX n'a rien à voir avec le fonctionnement en duplex intégral. Il est basé sur la présence de conducteurs TX et RX séparés et une collision est détectée lorsqu'un appareil envoie un signal sur TX tout en recevant également un signal sur RX. Alors qu'une radio "pourrait" en théorie TX et RX en même temps, ce n'est pratiquement pas possible ... c'est pourquoi en termes de base, il n'est pas possible pour un appareil sans fil de TX et RX en même temps.

— YLearn

@YLearn, ce n'est pas ce qu'il a dit. Et vous lisez tout comme si la paire torsadée (ou optique) était le seul support. CSMA / CD a été conçu à l'ère du câblage coaxial 10base-2. Des collisions ont été détectées par la surveillance actuelle dans les premiers matériels; plus tard, le matériel (plus avancé) soustrait TX de la ligne pour écouter d'autres signaux, mais ce n'est toujours pas "transmettre et recevoir des données en même temps"

— Ricky Beam

@RickyBeam un réseau de bus est essentiellement un réseau où tous les appareils participent à un seul circuit. Les mêmes principes s'appliquent. Quant à votre commentaire sur le courant, oui dans le premier matériel s'il y avait du courant, il y avait un signal. Je n'ai jamais dit qu'il pouvait réellement utiliser le signal sur RX, plutôt que lorsqu'un tel signal était reçu pendant l'émission, cela permettait de détecter une collision.

— Apprendre

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Sur un bus câblé, les pertes de signal sont assez faibles et il est donc assez facile de détecter les collisions. L'Ethernet coaxial IIRC le fait en regardant le niveau DC sur la ligne, mais il serait également possible de le faire en comparant le signal sur le bus au signal que vous essayez de transmettre.

Cela ne fonctionne tout simplement pas pour la radio. La perte de signal entre l'émetteur et le récepteur est énorme, des dizaines de DB au moins. Face au fort signal sortant, il n'est pas pratique de détecter le signal entrant qui fonctionne dans le même spectre de fréquences et qui est massivement plus faible. Cela exclut fondamentalement la détection de collision comme approche pour les systèmes sans fil.

Ethenet à paire torsadée et fibre PS utilise des canaux de données séparés pour chaque direction, il n'y a donc pas de collision sur le fil. Une "collision" est détectée simplement en détectant une activité sur les deux canaux à la fois.

— Peter Green
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