Unterschied zwischen reinem ALOHA und geschlitztem ALOHA

2019

Pure ALOHA und Slotted ALOHA sind beide die Random Access-Protokolle, die auf der MAC-Schicht (Medium Access Control), einer Unterebene der Datenverbindungsschicht, implementiert sind. Der Zweck des ALOHA-Protokolls besteht darin, zu bestimmen, welche konkurrierende Station die nächste Chance haben muss, auf den Mehrfachzugriffskanal auf der MAC-Schicht zuzugreifen. Der Hauptunterschied zwischen Pure ALOHA und Slotted ALOHA besteht darin, dass die Zeit in Pure Aloha kontinuierlich ist, wohingegen die Zeit in Slotted ALOHA diskret ist.

Lassen Sie uns die anderen Unterschiede zwischen reinem ALOHA und geschlitztem ALOHA in der Vergleichstabelle diskutieren.

Vergleichstabelle

Vergleichsgrundlage	Reines ALOHA	Geschlitzte ALOHA
Eingeführt	1970 von Norman Abramson und seinen Mitarbeitern an der University of Hawaii vorgestellt.	Eingeführt von Roberts im Jahr 1972.
Frame-Übertragung	Der Benutzer kann den Datenrahmen immer dann übertragen, wenn die Station die zu übertragenden Daten hat.	Der Benutzer muss bis zum nächsten Start des Zeitfensters warten, um den Datenrahmen zu übertragen.
Zeit	In Pure ALOHA ist die Zeit kontinuierlich.	In geschlitzter ALOHA ist die Zeit diskret.
Erfolgreiche Übertragung	Die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung des Datenrahmens ist: S = G * e ^ -2G	Die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung des Datenrahmens ist: S = G * e ^ -G
Synchronisation	Die Uhrzeit ist nicht global synchronisiert.	Die Zeit hier ist global synchronisiert.
Durchsatz	Der maximale Durchsatz tritt bei G = 1/2 auf, was 18% beträgt.	Der maximale Durchsatz tritt bei G = 1 auf, was 37% beträgt.

Definition von reinem ALOHA

Pure ALOHA wird Anfang 1970 von Norman Abramson und seinen Mitarbeitern an der University of Hawaii eingeführt. Mit dem Pure ALOHA kann jede Station die Daten immer dann übertragen, wenn sie die zu sendenden Daten haben. Wenn jede Station die Daten überträgt, ohne zu prüfen, ob der Kanal frei ist oder nicht, besteht immer die Möglichkeit der Kollision von Datenrahmen. Wenn die Bestätigung für den empfangenen Frame eingegangen ist, ist sie in Ordnung, oder wenn die beiden Frames kollidieren (Überlappung), sind sie beschädigt.

Wenn ein Frame beschädigt ist, warten die Stationen auf einen zufälligen Typ und übertragen den Frame erneut, bis er erfolgreich übertragen wird. Die Wartezeit jeder Station muss zufällig sein und darf nicht gleich sein, um die Kollision der Frames immer wieder zu vermeiden. Der Durchsatz von Pure ALOHA wird maximiert, wenn die Rahmen eine einheitliche Länge haben. Die Formel zur Berechnung des Durchsatzes von Pure ALOHA lautet S- = G * e ^ -2G. Der Durchsatz ist maximal, wenn G = 1/2, also 18% der insgesamt übertragenen Datenrahmen.

Definition von geschlitztem ALOHA

Nach dem reinen ALOHA im Jahr 1970 führte Roberts eine weitere Methode zur Verbesserung der Kapazität des reinen ALOHA ein, die als geschlitztes ALOHA bezeichnet wird. Er schlug vor, die Zeit in diskrete Intervalle einzuteilen, die als Zeitfenster bezeichnet werden. Jeder Zeitschlitz entspricht der Länge des Rahmens. Im Gegensatz zu Pure ALOHA ist es bei Slotted ALOHA nicht möglich, die Daten immer dann zu senden, wenn die Station die zu sendenden Daten hat. Das geschlitzte ALOHA veranlasst die Station zu warten, bis der nächste Zeitschlitz beginnt, und ermöglicht, dass jeder Datenrahmen in dem neuen Zeitschlitz übertragen wird.

Die Synchronisation kann in Slotted ALOHA mit Hilfe einer speziellen Station erreicht werden, die zu Beginn jedes Zeitfensters wie die Uhr einen Pip ausgibt. Die Formel zur Berechnung des Durchsatzes des geschlitzten ALOHA lautet S = G * e ^ -G. Der Durchsatz ist maximal, wenn G = 1 ist, was 37% der insgesamt übertragenen Datenrahmen entspricht. In Slotted ALOHA sind 37% des Zeitfensters leer, 37% Erfolge und 26% Kollision.

Hauptunterschiede zwischen reinem ALOHA und geschlitztem ALOHA

Pure ALOHA wurde 1970 von Norman und seinen Mitarbeitern an der Universität von Hawaii vorgestellt. Auf der anderen Seite wurde Slotted ALOHA von Roberts 1972 eingeführt.
In reiner ALOHA sendet eine Station immer dann, wenn eine Station Daten zum Senden hat, ohne zu warten, wohingegen in geschlitzter ALOHA ein Benutzer bis zum nächsten Zeitschlitz wartet, um die Daten zu senden.
Bei reinem ALOHA ist die Zeit kontinuierlich, wohingegen bei geschlitztem ALOHA die Zeit diskret ist und in Schlitze aufgeteilt wird.
In reinem ALOHA beträgt die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung S = G * e ^ -2G. Bei geschlitzten ALOHA ist die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Übertragung dagegen S = G * e ^ -G.
Die Zeit von Sender und Empfänger in reinem ALOHA ist nicht global synchronisiert, wohingegen die Zeit von Sender und Empfänger in geschlitzten ALOHA global synchronisiert ist.
Der maximale Durchsatz tritt bei G = 1/2 auf, was 18% beträgt, während der maximale Durchsatz bei G = 1 auftritt, der 37% beträgt.

Fazit:

Das geschlitzte ALOHA ist etwas besser als das reine ALOHA. Da die Kollisionswahrscheinlichkeit bei Slotted ALOHA im Vergleich zu Pure ALOHA geringer ist, da die Station auf den nächsten Zeitschlitz wartet, der den Frame in einem vorherigen Zeitschlitz passieren lässt, und die Kollision zwischen den Frames vermieden wird.