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Capítulo 14 – Múltiplo Acesso
Em muitas redes de telecomunicações desejamos compartilhar um determinado recurso de comunicação entre diversos transmissores independentes, tornando necessário estabelecer regras para regular o acesso a este recurso. Ao conjunto destas regras denomina-se protocolo de múltiplo acesso.
O conceito de múltiplo acesso está presente nos sistemas de telecomunicações desde seus primórdios. Por exemplo, em 1965, o primeiro satélite geoestacionário de uso comercial, denominado Early Bird ou INTELSAT I, já permitia o compartilhamento de um transponder através de uma técnica de Múltiplo Acesso denominada Múltiplo Acesso por Divisão de Freqüência (FDMA - Frequency Division Multiple Access ); e em 1971 a Universidade do Havaí criou uma rede para interconectar seus computadores através de um canal rádio, utilizando a técnica de múltiplo acesso denominada Aloha , proposta por Norman Abranson em 1970.
Atualmente, o múltiplo acesso está presente em quase todas as redes e sistemas de telecomunicações, como nas redes locais de computadores e nas redes metropolitanas, com ou sem fio, nas redes de comunicação por satélite, nas redes de comunicação móvel celular e nas redes de acesso sem fio.
Neste capítulo vamos apresentar uma breve descrição das principais técnicas de múltiplo acesso utilizadas nas redes de telecomunicações.
Para um estudo detalhado das técnicas de múltiplo acesso e suas aplicações, veja [Brito98] ou [Rom89]. Uma análise mais resumida, porém ainda profunda, pode ser obtida no Capítulo 11 ( Multiplexing and Multiple Access ) de [Sklar01] ou no Capítulo 8 ( Multiuser Radio Communications ) de [Haykin01].
1.. Classificação das Técnicas de Múltiplo Acesso
Os protocolos de múltiplo acesso diferem-se pela natureza estática ou dinâmica de alocação do recurso de comunicação aos usuários, pela natureza centralizada ou distribuída do processo de tomada de decisão e pelo grau de adaptabilidade do algoritmo às mudanças comportamentais da rede, podendo ser classificados nas seguintes categorias [Peyravi96] [Sachs88] [Tobagi80]:
Protocolos com Alocação Fixa: Nas técnicas de múltiplo acesso com alocação fixa o canal (recurso) de comunicação é dividido em subcanais, no domínio da freqüência, do tempo, ou do código. Estes subcanais são associados às estações da rede, e permanecem alocados às mesmas independente de sua estatística de tráfego, isto é, cada estação tem um subcanal exclusivo para sua transmissão, quer ela tenha algo a transmitir ou não. Assim, caso uma dada estação não tenha pacotes a transmitir, tem-se uma sub-utilização do recurso de comunicação, pela não utilização do canal a ela alocado. Por esta característica, as técnicas de acesso com alocação fixa não são adequadas para sistemas em que as estações gerem tráfego em rajadas ( bursts ) [Peyravi96] [Sachs88] [Raychaudhuri88].
Os principais protocolos de múltiplo acesso com alocação fixa são: Múltiplo Acesso por Divisão de Freqüência (FDMA - Frequency Division Multiple Access ), Múltiplo Acesso por Divisão de Tempo (TDMA - Time Division Multiple Access ) e Múltiplo Acesso por Divisão de Código (CDMA - Code Division Multiple Access ).
As técnicas com alocação fixa podem ser classificadas em ortogonais (FDMA e TDMA) e quase-ortogonais (CDMA).
Protocolos de Acesso Aleatório ou Protocolos com Contenção: nas técnicas de múltiplo acesso aleatório não existe coordenação entre as estações. Uma estação que deseje transmitir decide localmente se pode fazê-lo ou não e, se o faz, utiliza toda a largura de faixa do canal de comunicação. É possível que duas ou mais estações tentem utilizar o canal ao mesmo tempo, resultando na colisão de seus pacotes. Se uma colisão ocorre, as estações retransmitem seus pacotes após um intervalo de tempo aleatório, para evitar que ocorram colisões sucessivas. A colisão pode ser detectada pelo não recebimento de uma mensagem de reconhecimento positiva do receptor ou através de mecanismos de transmissão e escuta simultânea do meio.
Os protocolos de acesso aleatório podem ainda ser classificados em assíncronos
perdido com eventuais retransmissões causadas por colisão.
Outro parâmetro de avaliação é a habilidade do protocolo de suportar diferentes tipos de tráfego, com diferentes prioridades, diferentes comprimentos de mensagem e diferentes limites para o atraso de transferência dos pacotes.
A escolha do protocolo de múltiplo acesso mais adequado para uma dada rede deve considerar as características do meio de transmissão (ex., tempo de propagação), o número de estações na rede e a complexidade admissível para as mesmas, o custo de transmissão no canal, o perfil do tráfego a ser transportado pela rede e os requisitos de desempenho estabelecidos para a mesma.
3.. FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Na técnica FDMA, o recurso de comunicação compartilhado é dividido em subcanais, sendo que cada subcanal ocupa uma banda de frequência e é alocado a uma estação. Uma estação que deseje efetuar uma transmissão pode fazê-lo a qualquer instante, utilizando o subcanal a ela associado. Por razões de implementação, existe uma banda de guarda entre dois subcanais adjacentes. A Figura 14.1 ilustra a ideia do compartilhamento do recurso de comunicação na técnica FDMA. [SKLAR,2001]
Figura 14.1 - Estrutura Básica do FDMA Se M estações compartilham um recurso de comunicação utilizando FDMA, cada estação tem à sua disposição, desprezando as bandas de guarda, o tempo todo, um subcanal que possui largura de faixa igual a 1/ M da largura de faixa total do recurso de comunicação.
Na técnica FDMA não há tempo perdido com retransmissões devido ao múltiplo acesso, pois cada estação tem um subcanal alocado para sua transmissão exclusiva. Logo, desprezando a banda de guarda, a vazão máxima na rede é igual a 1, indicando que todo o recurso de comunicação consegue ser utilizado para transmissão de pacotes com sucesso.
Exemplo 14.1: Um canal com 36 MHz de largura de faixa é compartilhado, utilizando a técnica FDMA, entre M estações idênticas, cujas taxas de transmissão são iguais a 1 Mbps. As estações utilizam modulação BPSK. Qual o número máximo de estações que podem compartilhar este canal?
Solução Do Capítulo 6, sabemos que a modulação BPSK possui eficiência de largura de faixa de 1 bps/Hz. Ou seja, teoricamente pode-se transmitir 1 bps para cada 1 Hz de largura de faixa disponível. Logo, como cada estação possui taxa de transmissão de 1 Mbps, é preciso alocar 1 MHz de largura de faixa para cada estação. Como a largura de faixa do canal é de 36 MHz, desprezando a banda de guarda, o número máximo de estações que podem compartilhar o canal é igual a 36.
O atraso de acesso no FDMA é nulo, pois o subcanal está disponível para a estação o tempo todo. O tempo para transmissão do pacote é calculado pelo tamanho do pacote, n , dividido pela taxa de transmissão da estação, R/M , onde R é a taxa de transmissão total associada ao canal e M é o número de estações; ou seja, tempo de transmissão igual a Mn/R.
O atraso total para transferência de um pacote consiste então do tempo que o pacote permanece na fila na estação, aguardando transmissão, mais o tempo de transmissão do pacote. Considerando que os pacotes possuem tamanho fixo, que o processo de chegada de pacotes na fila da estação é Poissoniano e que as estações possuem buffer ilimitado, o atraso total de transferência de um pacote, não considerando o tempo de propagação no enlace, pode ser calculado por [BRITO,1998]:
(14.1) Onde F 07 2 é o fator de utilização do subcanal de comunicação associado a cada estação, que representa o percentual de tempo em que o subcanal está ocupado transmitindo pacotes, ou seja:
(14.2) Onde F 06 C é a taxa de geração (ou chegada) de pacotes em cada estação, expresso em pacotes/segundo.
Figura 14.2 - Estrutura básica do TDMA. No TDMA, se M estações compartilham um recurso de comunicação, cada estação poderá utilizar toda a largura de faixa do recurso, mas apenas em uma fração 1/ M do tempo (desprezando o tempo de guarda).
Na técnica TDMA não há tempo perdido com retransmissões devido ao múltiplo acesso, pois cada estação tem uma janela de tempo alocada para sua transmissão exclusiva. Logo, desprezando o tempo de guarda, a vazão máxima na rede é igual a 1, indicando que todo o recurso de comunicação consegue ser utilizado para transmissão de pacotes com sucesso.
Exemplo 14.3: Um canal com 36 MHz de largura de faixa é compartilhado, utilizando a técnica TDMA, entre M estações idênticas. As estações utilizam modulação BPSK e cada estação precisa escoar um tráfego máximo de 1 Mbps. Qual o número máximo de estações que podem compartilhar este canal?
Solução No TDMA cada estação transmite utilizando o canal inteiro, o que significa que a estação transmite a uma taxa de 36 MHz (largura de faixa do canal) x 1 bps/Hz (eficiência de largura de faixa do BPSK) = 36 Mbps. No entanto, as estações só transmitem uma fração 1/ M do tempo. Logo, a taxa líquida disponível para cada estação, desprezando o tempo de guarda, é 36/ M Mbps. Como cada estação precisa de 1 Mbps, o número máximo de estações é 36.
Perceba que este resultado é idêntico ao obtido para o FDMA no Exemplo 14.1. De fato, em termos de vazão, ambas as técnicas são iguais.
Para determinar o atraso total de transferência de um pacote no TDMA, devemos primeiro calcular o atraso de acesso, uma vez que neste caso o recurso de comunicação (janela de tempo) não está disponível para a estação o tempo todo. Para tal vamos inicialmente determinar o tempo de quadro. Admitindo que cada estação transmite um pacote em cada janela de tempo, o tempo de cada janela é n / R. Como temos M janelas em cada quadro, a duração do quadro é Mn/R.
O atraso de acesso de cada pacote depende do instante em que o pacote está pronto para ser transmitido, podendo assumir valores entre zero e a duração do quadro. Logo, admitindo chegada aleatória do pacote, o valor médio do atraso de acesso é metade da duração de um quadro, ou Mn/2R.
O tempo para transmissão do pacote no TDMA é n/R , pois a estação transmite utilizando o canal inteiro.
Por fim, o tempo médio que um pacote permanece na fila da estação, aguardando transmissão, é idêntico ao obtido para o FDMA, uma vez que a capacidade de escoar tráfego de cada estação é idêntica nas duas técnicas. Logo, considerando que os pacotes possuem tamanho fixo, que o processo de chegada de pacotes na fila da estação é Poissoniano e que as estações possuem buffer de tamanho ilimitado, o tempo médio de fila de um pacote é dado por:
(14.3) Finalmente, o atraso total para transferência de um pacote na técnica TDMA é dado por:
(14.4) Onde F 07 2 tem o mesmo significado definido para o FDMA e também é calculado pela Equação (14.2).
Exemplo 14.4: Dez estações compartilham um canal de 36 MHz de largura de faixa utilizando a técnica TDMA. A modulação utilizada por cada estação é a BPSK. As estações transmitem pacotes de tamanho fixo igual a 10.000 bits. A taxa de chegada de pacotes em cada estação é de 288 pacotes/segundo. Calcule o atraso total para transferência de um pacote nesta rede.
Solução: O atraso total é calculado pela expressão (14.4), com M = 10 estações, n = 10. bits (tamanho do pacote), R = 36 Mbps e F 07 2 = 0.8 (igual ao obtido para o FDMA no exemplo 14.2, uma vez que os dados são idênticos).
Logo, temos:
Comparando com o resultado obtido para o FDMA no Exemplo 14.2, verificamos
14.3, em uma representação binária unipolar (0s e 1s) e em uma representação binária bipolar, na qual o bit zero é representado por um pulso negativo (F 02 D 1) e o bit 1 por um pulso positivo (+1). Perceba que as sequências bipolares são ortogonais; ou seja, se multiplicarmos uma sequência por outra, bit a bit , e somarmos os bits resultantes das multiplicações, o resultado é sempre igual a zero. Por exemplo, fazendo A x C temos: (F 02 D 1 x F 02 D 1) + (F 02 D 1 x +1) + (F 02 D 1 x F 02 D 1) + (+1 x +1) + (+1 x +1) + (F 02 D 1 x +1) + (+1 x F 02 D 1) + (+1 x F 02 D 1) = 0. Como exercício, faça o produto para todos os outros pares de
sequências (A e B, A e D, B e C, B e D, C e D).
Figura 14.3 – Sequências PN ortogonais utilizadas pelas estações A, B, C e D.
Sejam agora três exemplos de transmissão: S (^) 1, na qual as estações B e C transmitem simultaneamente um bit 1 e as demais permanecem em silêncio; S (^) 2, na qual as estações A, B e D transmitem um bit 1 e a estação C transmite um bit 0, todas simultaneamente; e S (^) 3, na qual a estação A transmite um bit 1 e a estação D transmite um bit 0, com as demais estações permanecendo em silêncio. Como vimos no Capítulo 12, na técnica com espalhamento espectral DS, o bit de informação é multiplicado pela sequência PN para transmissão. Logo, se o bit de informação da estação for o bit 1, a mesma transmitirá sua sequência PN (em sua representação bipolar); se o bit de informação da estação for o bit 0, a mesma transmitirá sua sequência PN com todos os símbolos invertidos (ou seja, multiplicada por F 02 D 1). Quando há transmissões simultâneas, o sinal no meio é a soma dos sinais transmitidos. Por exemplo, a Tabela 14.1 ilustra o sinal presente nos receptores para a transmissão S (^) 1 (B = 1 e C = 1), para a transmissão S 2 (A = 1, B = 1, C = 0 e D = 1) e para a transmissão S (^) 3 (A = 1 e D = 0).
Tabela 14.1 - Exemplos de sinais recebidos.
B = 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 +1 +1 +1 F 02 D 1 C = 1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 +1 +1 +1 F 02 D 1 F 02 D 1 S 1 = B+C F 02 D 2 0 0 0 +2 +2 0 F 02 D 2
A = 1 F 02 D 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 +1 F 02 D 1 +1 + B = 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 +1 +1 +1 F 02 D 1 C = 0 +1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 + D = 1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 F 02 D 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 F 02 D 1 S 2 = A + B + C + D F 02 D 2 F 02 D 2 0 F 02 D 2 0 F 02 D 2 +4 0
A = 1 F 02 D 1 F 02 D 1 F 02 D 1 +1 +1 F 02 D 1 +1 + D = 0 +1 F 02 D 1 +1 +1 +1 +1 F 02 D 1 + S 3 = A + D 0 F 02 D 2 0 +2 +2 0 0 +
Seja agora a recepção pelo ponto de vista da estação de destino da transmissão efetuada pela estação C. Recorde-se do Capítulo 12 que a estação decodifica o sinal fazendo a correlação do sinal recebido com a sequência PN utilizada na transmissão. Isto corresponde, neste exemplo, a multiplicar e somar, bit a bit , cada uma das sequências recebidas ( S (^) 1, S (^) 2 e S (^) 3) pela sequência PN da estação C e dividir o resultado de cada soma por 8. Os resultados estão mostrados na Tabela 14.2. O resultado 1 indica que a estação receptora decodificou um bit 1, o resultado F 02 D 1 indica que a estação decodificou um bit 0 e o resultado 0 indica que a estação não decodificou nenhum bit, o que corresponde a concluir que a estação C não transmitiu. Compare os resultados com as transmissões realizadas pela estação C e verifique que a estação de destino da transmissão realizada pela estação C conseguiu recuperar perfeitamente os bits transmitidos, embora as transmissões tenham sofrido interferências de várias outras estações.
e t + F 07 4 , haverá colisão se outra estação qualquer transmitir entre os instantes t - F 07 4 e t + F 07 4. Logo, o período de vulnerabilidade é igual a 2F 07 4 , onde F 07 4 é o tempo de transmissão do
pacote. Assim, a probabilidade de não haver colisão é a probabilidade de nenhuma outra estação, além da estação de interesse, transmitir no intervalo 2F 07 4.
Figura 14.4 – Período de vulnerabilidade da técnica Aloha. Admitindo que o tráfego no canal é poissoniano, a vazão normalizada é dada por [Abramson77] :
(14.7)
na qual S é o número médio de bits transmitidos com sucesso por segundo dividido pela taxa de transmissão no canal, definido como vazão normalizada, e G é o número médio de bits transmitidos com e sem sucesso por segundo dividido pela taxa de transmissão no canal, definido como carga total normalizada.
A Figura 14.5 ilustra o comportamento da vazão em função da carga total. Perceba que a vazão cresce com a carga até um determinado valor máximo, S (^) max = 0.184, a partir
da qual a vazão passa a decrescer com o incremento da carga. Ou seja, com a técnica Aloha só conseguimos utilizar 18.4% da capacidade do canal para transmissão de dados. Por exemplo, se o canal tem uma taxa de transmissão de 100 kbps, a taxa máxima de transferência de dados do transmissor ao receptor está limitada a 18.4 kbps, embora as transmissões ocorram a 100 kbps. Tal característica se deve ao grande número de colisões que ocorre quando o tráfego no canal aumenta.
Figura 14.5 – Comportamento da vazão, S , em função da carga, G , na técnica Aloha.
Exemplo 14.5: M estações compartilham um canal de comunicação utilizando a técnica Aloha. A largura de faixa do canal permite transmissões à taxa de 36 Mbps. As estações geram tráfego (novo) a uma taxa de 6,624 pacotes/segundo, com cada pacote contendo 10.000 bits. Qual o número máximo de estações que podem operar nesta rede? Solução: para que a rede seja operacional, o tráfego novo gerado pelas estações deve ser escoado pelo canal. Logo, é preciso que a vazão da rede seja igual a M x 6, x 10.000 = 66.240 M bps. O número máximo de estações será possível se a rede operar em sua vazão máxima, que é igual a 0.184 da taxa de transmissão do canal. Logo, temos 66.240 M = 0.184 x 36 x 10 6 e M = 100 estações.
Na técnica Aloha, como as estações transmitem no instante que desejam, não há atraso de acesso. O atraso médio de transferência de pacote é composto do tempo médio de transmissão do pacote (F 07 4 ), do tempo médio gasto com retransmissões devido a colisões E{Tr}, e do tempo necessário para o transmissor ter a confirmação da entrega correta do pacote ou da ocorrência de uma colisão (F 07 3 ).
Admitindo que em caso de colisão as estações geram um atraso aleatório uniformemente distribuído entre 1 e K intervalos de F 07 4 segundos, o tempo médio perdido a cada retransmissão é
(14.8)
Se K >> 1, o número médio de retransmissões para cada pacote transmitido com sucesso pode ser considerado independente de K. O número médio de retransmissões por pacote transmitido com sucesso é ( G / S F 02 D 1) = e^2 G^ F 02 D 1, e
O atraso de transferência de pacote é dado por: (14.10)
No caso das estações poderem escutar suas próprias transmissões, a mensagem de reconhecimento torna-se desnecessária, e o valor de F 07 3 se resume ao tempo de propagação na rede ( tp ).
iniciar uma transmissão no início de uma janela de tempo. Com esta abordagem, o período de vulnerabilidade reduz para F 07 4 , como ilustrado na Figura 14.6. Qualquer estação que queira transmitir após o instante t F 02 D^ F 07 4 e antes do instante t, atrasará sua transmissão até o instante t , para coincidir com o início de uma janela, e colidirá com a transmissão da estação de interesse (A); qualquer estação que queira transmitir após o instante t e antes do instante t + F 07 4 , atrasará sua transmissão até o instante t + F 07 4 e não colidirá com a estação A. Logo, comparado com a técnica Aloha , temos uma redução no período de vulnerabilidade e, em contrapartida, o surgimento de um atraso de acesso médio igual a F 07 4 /2, pois as estações não podem mais transmitir no momento em que desejam e sim no início de uma janela.
Figura 14.6 – Período de vulnerabilidade da técnica Slotted-Aloha.
Como conseqüência da redução do período de vulnerabilidade, a probabilidade de colisão diminui e a vazão máxima aumenta para 0.368, como mostrado na Figura 14.7, a qual ilustra a relação entre vazão e carga, que agora é expressa pela Equação (14.11): (14.11)
Figura 14.7 – Comportamento da vazão, S , em função da carga, G , na técnica Slotted-Aloha. No Slotted-Aloha , a vazão máxima é de 0,368, o dobro da vazão máxima do Aloha , ao custo de maior complexidade nas estações, pela necessidade de sincronismo entre elas. O cálculo do atraso de transferência de pacote é semelhante ao utilizado para a técnica Aloha , com a diferença que no Slotted-Aloha a cada pacote transmitido (ou
retransmitido) perde-se um tempo médio adicional igual a metade do tamanho da janela, pois o início de transmissão de um pacote obrigatoriamente deve coincidir com o início de uma janela. Assim, tem-se:
(14.12) Se o tráfego na rede é muito baixo, de modo que se possa desprezar o efeito das colisões, a técnica Aloha pode resultar em atraso inferior à técnica Slotted-Aloha. No entanto, com o aumento do tráfego a técnica Slotted-Aloha resulta em atraso inferior ao obtido com o Aloha.
Por fim, é interessante comparar os atrasos obtidos com as técnicas Slotted-Aloha e TDMA. A Figura 14.8 mostra os resultados da comparação do atraso de transferência de pacote normalizado em relação ao tempo de transmissão do pacote. Para o Slotted- Aloha considerou-se K = 5, enquanto para o TDMA consideraram-se duas situações: M = 10 estações e M = 100 estações. Em ambos os casos considerou-se o tempo de propagação igual a 30F 07 4. Quando o número de estações é grande, o Slotted-Aloha possui desempenho superior em praticamente toda a faixa de vazão na qual ele é estável. Para pequenos valores de M , o TDMA pode apresentar desempenho superior.
Figura 14.8 – Comparação do atraso de transferência de pacote, normalizado em relação ao tempo de transmissão do pacote, entre o TDMA e o Slotted Aloha.
8.. CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
Os protocolos CSMA podem ser considerados um refinamento dos protocolos Aloha. No CSMA as estações escutam o meio antes de transmitir e só o fazem se detectarem o meio livre.
Os protocolos CSMA podem ser classificados em três tipos básicos:
- Não-persistente – a estação escuta o meio e transmite se o mesmo estiver livre. Se o meio estiver ocupado, a estação gera um atraso aleatório antes de escutar o meio novamente.
- 1-persistente – a estação escuta o meio e transmite se o mesmo estiver livre. Se o meio estiver ocupado, a estação persiste na escuta e aguarda até que o mesmo
Figura 14.20 - Vazão versus Carga para CSMA não-persistente slotted e unslotted.
Das expressões (14.13) e (14.14) e da Figura 14.12 conclui-se:
- A vazão do CSMA não-persistente pode ser pior do que a do protocolo Aloha , se o tempo de propagação for da ordem de grandeza ou maior que o tempo de transmissão do pacote. Esta característica também ocorre para os outros protocolos CSMA e limita a utilização deste tipo de protocolo em redes de comunicação por satélite, onde o tempo de propagação é normalmente bem superior ao tempo de transmissão do pacote.
- A implementação slotted apresenta desempenho superior à unslotted , ao custo de uma maior complexidade. À medida que o tempo de propagação na rede diminui, esta diferença de desempenho tende a desaparecer. No limite, quando a = 0, os dois tipos de implementação possuem o mesmo desempenho. A vazão para a técnica 1-persistente unslotted é [Kleinrock75b]:
(14.15)
A Figura 14.21 compara o comportamento vazão x carga total das técnicas não- persistente e 1-persistente, ambas unslotted. Pode-se observar que:
- A técnica não-persistente apresenta uma vazão máxima maior.
- Dentro da região de estabilidade da técnica 1-persistente, esta técnica apresenta uma maior vazão.
- A técnica 1-persistente é menos sensível a variações no valor de a.
Figura 14.22 - Vazão x Carga total para CSMA unslotted , não-persistente e 1- persistente.
9.. CSMA-CD (CSMA with Collision Detection)
A diferença do CSMA para o CSMA-CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ) está na forma como as colisões são detectadas. No CSMA-CD as estações permanecem escutando o meio durante sua transmissão para detectar possíveis colisões. Se uma colisão ocorre, as estações abortam a transmissão de seus pacotes, transmitem um sinal de reforço de colisão, e geram um atraso aleatório, após o qual as estações voltam a escutar o meio para uma tentativa de retransmissão do pacote. A transmissão do sinal de reforço de colisão garante que todas as estações que participaram da colisão a percebam. A vantagem em se detectar a colisão imediatamente é a redução no tempo necessário para recuperação do erro causado pela colisão, aumentando a vazão na rede. [Bux94]
Para garantir que as estações possam perceber se seus pacotes sofreram colisão, os mesmos devem ter um comprimento mínimo igual a duas vezes o máximo tempo de propagação na rede. Se a mensagem a ser transmitida tem um comprimento menor do que o mínimo, a estação deve completar o tamanho do pacote acrescentando o número necessário de bits de enchimento (chamados pad ) [Bux84].
As formas de implementação do CSMA-CD são similares às do CSMA, ou seja, não-persistente, p -persistente e 1-persistente, com divisão do tempo em janelas ( slotted ) ou não ( unslotted ).
A Figura 14.23 ilustra o princípio de operação do protocolo CSMA-CD 1- persistente.
