El problema:compartir un recurso limitado
En la red de transmisión de acceso múltiple, el problema central es cómo compartir efectivamente un ancho de banda limitado (la capacidad de un canal de comunicación) entre múltiples usuarios quienes quieren transmitir datos simultáneamente.
Imagine una sola carretera con muchos autos tratando de conducir al mismo tiempo. Cada automóvil quiere usar la carretera, pero solo hay una carretera. Sin algún tipo de sistema, el caos se producirá, y nadie llegará a ningún lado.
Esto es análogo al problema en múltiples redes de acceso. Sin un control adecuado, los diferentes usuarios que transmiten datos al mismo tiempo se encenderán, creando interferencia y Corrupción de datos , haciendo que la comunicación sea inutilizable.
Soluciones:diferentes enfoques para compartir
Se han desarrollado varias técnicas de acceso múltiple para administrar este recurso compartido y evitar colisiones. Estos son algunos de los más comunes:
1. División de frecuencia Acceso múltiple (FDMA):
- Concepto: A cada usuario se le asigna una banda de frecuencia específica (como un canal de radio) dentro del ancho de banda general. Los usuarios transmiten y reciben solo dentro de su banda asignada, eliminando la interferencia.
- Ejemplo: Transmisiones tradicionales de televisión analógica y sistemas de teléfonos celulares más antiguos.
- pros: Simple, bueno para la asignación fija de ancho de banda.
- contras: Ineficiente si algunos usuarios necesitan más ancho de banda que otros.
2. Tiempo División de acceso múltiple (TDMA):
- Concepto: El tiempo se divide en ranuras, y cada usuario obtiene su ranura para transmitir. Los usuarios se turnan para transmitir, utilizando todo el ancho de banda durante su tiempo asignado.
- Ejemplo: Redes celulares GSM.
- pros: Más eficiente que FDMA Si los usuarios necesitan diferentes ancho de banda, permite una asignación dinámica.
- contras: Requiere una sincronización precisa entre los usuarios y la red.
3. Acceso múltiple de división de código (CDMA):
- Concepto: Utiliza códigos de extensión únicos para cada usuario, lo que les permite transmitir simultáneamente sin interferencia. Imagine que todos hablan en un idioma diferente, a pesar de que están hablando al mismo tiempo, no interfieren entre sí.
- Ejemplo: Redes celulares 3G y 4G.
- pros: Ofrece una mejor capacidad, más robusta contra la interferencia.
- contras: Más complejo de implementar que FDMA o TDMA.
4. Multiplexación de división de frecuencia ortogonal (OFDM):
- Concepto: Divide el ancho de banda total en muchas subportadoras estrechas, cada una con una pequeña parte de los datos. Esto hace que el sistema sea más resistente al desvanecimiento e interferencia, ya que los errores solo afectan una pequeña porción de los datos.
- Ejemplo: Wi-Fi (802.11a/g/n), redes celulares LTE.
- pros: Altas tasas de datos, uso eficiente del espectro, buen rendimiento en entornos de múltiples pájaros.
- contras: Puede ser complejo de implementar.
5. Acceso múltiple de Sense Sense (CSMA):
- Concepto: Un usuario escucha el canal antes de transmitir. Si el canal está ocupado, esperan. Si el canal es gratuito, transmiten.
- Ejemplo: Redes Ethernet.
- pros: Simple y relativamente eficiente.
- contras: Puede ser ineficiente si varios usuarios desean transmitir al mismo tiempo, lo que lleva a colisiones y retransmisiones.
6. Aloha:
- Concepto: Un usuario transmite cada vez que tiene datos, sin verificar la disponibilidad de canales. Las colisiones son tratadas por retransmisiones.
- pros: Fácil de implementar, sin necesidad de coordinación.
- contras: Tasas de colisión muy ineficientes y altas, especialmente con alta carga de tráfico.
Elegir la solución correcta:
La mejor técnica de acceso múltiple depende de factores como:
- Requisitos de ancho de banda: ¿Cuánto ancho de banda necesita usuarios individuales?
- Patrones de tráfico: ¿Cuántos datos deben transmitirse en un momento dado?
- Tamaño de red y topología: ¿Cuántos usuarios hay y cómo están conectados?
- Costo y complejidad: ¿Cuáles son las compensaciones en términos de complejidad y costo de implementación?
Al considerar cuidadosamente estos factores, los diseñadores de redes pueden seleccionar la técnica de acceso múltiple más apropiada para maximizar la eficiencia y garantizar una comunicación confiable en sus redes.