CSMA/CD协议原理

文章讲述了以太网中如何通过载波监听(CSMA)和碰撞检测(CD)机制来避免信号碰撞,介绍了CSMA/CD协议的工作原理,以及它如何限制于半双工通信。同时提到其他多路复用技术如CDMA、TDMA和FDMA,它们在多用户共享信道中不涉及冲突。

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        共享总线以太网具有天然的广播特性,即使总线上某个站点给另一个站点发送单播帧,表示帧的信号也会沿着总线传播到总线上的其他各站点 。

        当某个站点在总线上发送顿时,此时,如果总线上的其他站点也要在总线当某个站点在总线上发送顿时上发送顿,就会产生信号碰撞。

如何避免信号碰撞,就是以太网要研究的问题:

CS(载波监听):每个站点在发送帧之前,先要检测一下总线上是否有其他站点在发送帧 (“先听后说”)。若检测到总线空闲96比特时间(发送96比特所耗费的时间,也称为帧间最小间隔) ,则发送这个帧;若检测到总线忙,则继续检测并等待总线转为空闲96比特时间,然后发送这个帧。

MA(多址接入):多个站点连接在一条总线上,竞争使用总线。

CD(碰撞检测):正在发送的帧的站点边发送边检测碰撞。一旦发现碰撞,立即停止发送。

         此时,必然会产生碰撞,产生碰撞时,都在边发送帧,边检测碰撞。当出现上图蓝字时的情况时,必然会引起碰撞。此时,应该是站点C先检测到的碰撞。

         此时,停止发送帧,退避一段随机时间后,进行载波监听。

强化碰撞:

        发送帧的站点一旦检测到碰撞,除了立即停止发送帧外,还要再继续发送32比特或48比特的人为干扰信号(Jamming Signal),以便有足够多的碰撞信号使所有站点都能检测出碰撞。

        在使用CSMA/CD协议时,由于正在发送帧的站点必须“边发送帧边检测碰撞”进行发送和接收,也就是不可能进行全双工通信,而只能进行半双工通信(双向交替通信)。

例:

         CDMA,TDMA,FDMA为码分复用,时分复用,频分复用。属于多用户共享信道,不会发生冲突。

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