• 위층: 데이터 링크 제어
• 아래층: 공유하는 매체에 대한 접근 제어 책임

Multiple Access

• 노드가 멀티포인트나 공통 링크를 사용할 때 링크에 대한 접속을 조절할 수 있는 다중접속 프로토콜이 필요

12.1 Random Access

• 각 지국은 다른 어느 지국에 의해 제어받지 않는 접근 권리를 가짐

12.1.1 MA

• 최초의 다중접속 방법 ALOHA
• 9600bps를 가진 무선 LAN
  

Pure ALOHA

• 다중 접근 제어에 대한 규칙 x
• 다른 노드 고려하지 않고 무조건 전송
  • 데이터 중복 -> 데이터 깨짐

Vulnerable time

• 전송 앞 뒤로 보내면 안 됨 -> 2 * $T_{fr}$
• $T_{fr}$ = 프레임 길이 / 채널 데이터 속도
  

Throughput

• $G$: 한 프레임 전송 시간에 시스템에서 생성되는 프레임의 평균 갯수
  • G가 클수록 많은 프레임이 동시에 전송을 시도
• $G = {\lambda \over \mu} = \lambda T$ : Traffic Strength
• $\mu = {1\over T}$: Overall Capacity
• $e^{-2G}$: 내가 전송하는 동안 다른 packet 과 충돌하지 않을 확률
  
• ${dS \over dG}$ 전개 -> G=1/2일 때 Smax
  • 81.6%는 버려짐

E.g. 12.3

• a
  • $\lambda=1000, \mu={200kbps \over 200bit} = 1000$
  • $G = {\lambda \over \mu} = 1, S=1 \cdot e^{-2} = 0.135$
    • 1000 * 0.135 = 135 frames survive
• b
  • $\lambda=500, \mu={200kbps \over 200bit} = 1000$
  • 500 * 0.184 = 92 frames survive

Slotted ALOHA

• slot 시작 지점에서 데이터 전송 가능
  

Vulnerable time

Throughput

E.g. 12.4

• a
  • $\lambda=1000, \mu={200kbps \over 200bit} = 1000$
  • $G = {\lambda \over \mu} = 1, S=1 \cdot e^{-1} = 0.368$
• b
  • $\lambda=500, \mu={200kbps \over 200bit} = 1000$
  • $G = {\lambda \over \mu} = {1 \over 2}, S={1 \over 2} \cdot e^{-1 \over 2} = 0.303$
  • 500 * 0.303 = 151.5 -> 151 frames survive

12.1.2 CSMA

• 각 지국은 전송 전 매체의 상태 점검
• 충돌 가능성을 줄일 수 있으나, 제거는 불가
  • Carrier Sense -> 충돌을 완전히 막을 수 없음
  • 대기하던 두 단말이 동시 전송 -> 충돌
• 전파 지연 때문에 충돌 가능성 존재

Nonpersistent strategy

• 회선 감지 -> 사용 중이면 임의의 시간 대기 후 다시 회선 감지
• Sensing에 사용되는 전력 소모 줄임

Persistent strategy

1-Persistent

• 회선 감지 -> 사용 중이 아니면 1의 확률로 프레임 전송
• 충돌 가능성 존재

P-Persistent

• 회선 감지 -> 사용 중이 아니면 p의 확률로 프레임 전송 or 1-p의 확률로 전송하지 않음
• 충돌 가능성 낮아짐
  
  

12.1.3 CSMA/CD

CSMA 방법은 충돌 뒤에 따라야 하는 절차에 대해 말하고 있지 않음

• 충돌 발생 시 재전송 요구
• 두 번째 충돌을 줄이기 위해 대기

• t2 시점
  • C 입장에서는 A의 데이터가 Carrier Detect되지 않음
    -> C 전송 시작
• 최소 프레임 전송 시간 $T_{fr}$ = 2 x $T_p$

E.g. 12.5

• Minumum frame size = period to detect collision * band width
  = 51.2$\mu$s x 10Mbps = 512 bits => 64 bytes
• 표준 이더넷 프레임의 최소 길이

12.1.4 CSMA/CA

• 무선 네트워크에서 사용
  • 무선은 충돌을 감지 못함
• 숨겨진 지국 문제 해결
• 프레임 간 공간, 경쟁 구간, 확인 응답으로 구성
• RTS-CTS-DATA-ACK 절차로 구성
  

12.2 Controlled Access

• 어느 지국이 송신 권한을 가진 상태로 데이터 전송

12.2.1 Reservation

• 지국은 데이터를 송신하기 전에 예약을 필요로 함
• N개의 지국 -> N개의 예약된 mini slot이 존재
• 예약을 한 지국은 데이터 프레임을 예약 프레임 뒤에 전송
  

12.2.2 Polling

• 주국(Master)과 종국(Slave)로 구성되어 있는 토플로지에서 동작

Selection

• Master가 송신할 것이 있을 때 사용
• Master는 종국의 준비 상태에 대한 확인 응답 대기
• Master는 전송 예정된 장치의 주소를 한 필드에 포함하고 SEL 전송
  

Polling

• Master가 전송을 요청하는데 사용
  

12.2.3 Token passing

• 토큰을 가진 지국이 데이터 송신 권한 가짐
  

12.3 Channelization

12.3.1 FDMA

주파수 분할 다중 접속 FDMA

• 각 지국은 할당된 대역을 사용해 데이터 전송
• 각각의 대역은 특정 지국을 위해 예약되어 있음

공유 채널의 가용 대역폭을 보호 대역으로 분리된 대역들로 나눔

• FDM: 물리층, FDMA: 데이터 링크층

12.3.2 TDMA

시간 분할 다중 접속 TDMA

• 각 지국은 할당된 시간 슬롯을 사용해 데이터를 전송
• 모든 지국 사이의 동기화가 중요

대역폭은 여러 지국들이 시간상 공유하는 단일 채널

12.3.3 CDMA

코드 분할 다중 접속 CDMA

• 전체 대역폭을 하나의 채널이 점유
• 모든 지국들은 동시에 데이터 송신 가능

서로 다른 코드를 사용해 통신

E.g. 12.26

부호화 과정

1. $C1 : 1, 1, 1, 1 \times Data : -1,-1,-3,1$
   $= -1, -1, -3, 1 \rightarrow -4 : bit 0$
2. $C2 : 1, -1, 1, -1 \times Data : -1,-1,-3,1$
   $= -1, 1, -3, -1 \rightarrow -4 : bit 0$
3. $C3 : 1, 1, -1, -1 \times Data : -1,-1,-3,1$
   $= -1, -1, 3, -1 \rightarrow 0 : Silent$
4. $C4 : 1, -1, -1, 1 \times Data : -1,-1,-3,1$
   $= -1, 1, 3, 1 \rightarrow 4 : bit 1$