Маркерный доступ

Механизм маркерного доступа — TDMA (англ. Time Division Multiple Access — множественный доступ с разделением по времени) — способ использования радиочастот, когда в одном частотном интервале находятся несколько абонентов, разные абоненты используют разные временные слоты (интервалы) для передачи. Является приложением мультиплексирования канала с разделением по времени (TDM — Time Division Multiplexing) к радиосвязи. Таким образом, TDMA предоставляет каждому пользователю полный доступ к интервалу частоты в течение короткого периода времени.

В сетях с маркерным методом доступа право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Кольцо образуется отрезками кабеля, соединяющими соседние станции. Таким образом, каждая станция связана со своей предшествующей и последующей станцией и может непосредственно обмениваться данными только с ними. Для обеспечения доступа станций к физической среде по кольцу циркулирует кадр специального формата и назначения — маркер (токен).

Получив маркер, станция анализирует его, при необходимости модифицирует и при отсутствии у нее данных для передачи обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Затем эта станция выдает в кольцо кадр данных установленного формата последовательно по битам. Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой.

При поступлении кадра данных к одной или нескольким станциям, эти станции копируют для себя этот кадр и вставляют в этот кадр подтверждение приема. Станция, выдавшая кадр данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот кадр из кольца и выдает новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные.

На рисунке  описанный алгоритм доступа к среде иллюстрируется временной диаграммой. Здесь показана передача пакета А в кольце, состоящем из 6 станций, от станции 1 к станции 3.

Маркерный доступ. Передача пакета данных в кольце

Рассмотрим пример использования маркерного доступа (динамического поллинга) на примере использования сетей Wi-Fi

Алгоритм общения устройств согласно 802.11 выглядит в общих чертах так:
Перед тем как что-либо передать, абонент Wi-Fi слушает эфир – не занят ли он. Если эфир свободен – абонент начинает передачу. И пока он передает, остальные абоненты ждут. Это называется CSMA/CA (carrier sense multiply access with collision avoidance, множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий). Вроде технология прекрасная и никаких коллизий не может случиться. И это так, пока все абоненты одной базы «слышат» друг друга. В внутриофисных и домашних сетях Wi-Fi это именно так. Но как только мы начинаем строить сеть за пределами помещений и наши абоненты расположены не в нескольких метрах, а в километрах от базы – все меняется. Для работы на больших расстояниях мы используем направленные антенны.

Динамический поллинг
А это значит, что абонент понятия не имеет, передает его сосед или нет, он слышит только базу. А свободна ли база или она сейчас принимает данные от другого абонента – он не знает. И механизм избегания коллизий перестает работать. Что же делать?

Единственным нормальным выходом из этой ситуации является жесткий арбитраж со стороны базы. То есть решать, кто из абонентов должен сейчас передавать, должна именно база. Так появился поллинг.
Поллинг, он же неколлизионный доступ, он же – маркерный доступ. Применяется в сетях беспроводного доступа с 1990-х годов. В отличие от Wi-Fi – не стандартизован, то есть каждый производитель придумывает и пишет свой вариант, и оборудование различных фирм друг с дружкой в режиме поллинга не работает.

Существует множество параметров, определяющих список опроса станций при динамическом поллигне, таких как число активных станций, интенсивность передачи трафика каждой станцией в настоящее время и в прошлом, количество ошибок, разновидность трафика и т.д. При этом список опроса формируется в каждом цикле динамически, то есть «на лету».

Основные достоинства поллинга:

  • гарантированность доступа к базе;
  • управление полосой для каждого абонента. Абоненты могут делить производительность базы либо поровну, либо каждому можно дать свою полосу. Можно полосу динамически перераспределять (динамический поллинг) – как для абонента, так и для каждого класса трафика внутри абонента;
  • Коллизий нет и быть не может;
  • Даже дальние абоненты со слабым сигналом нормально работают. Решается проблема «скрытого узла».

Наши партнеры