Csmaca

Análisis del Protocolo de Acceso al Medio
CSMA/CA (CSMA with Collision Avoidance).


Introducción:
El Protocolo CSMA/CA tiene la particularidad de intentar evitar las colisiones (no solo detectarlas). Son utilizados en las redes wifi.




Para ello cuando el emisor detecte que el canal está libre durante un tiempo DISF (Distributed Inter-Frame Space), se transmite un paquete deintención de envío RTS ( Request To Send), que no tiene ningún dato. Podrían darse colisiones entre este tipo de paquetes. El resto de estaciones al recibir este RTS, saben cuánto tiempo va a estar ocupado el medio (aunque ahora el medio esté libre), esto se denomina NAV RTS, (se puede observar en la imagen inferior).




El destino, una vez que le llega este paquete, después de esperarun tiempo, manda otro paquete CTS, que confirma al origen que está preparado para recibir los datos.

La estación que envió el RTS ahora sabe que el medio es suyo y transmite sin problemas ya que no puede haber colisión. Todas las estaciones saben que no pueden transmitir hasta que no finalice el tiempo de espera. Al finalizar el envío, se manda una trama ACK que libera el medio, lo que hacevolver a pugnar por él al resto de estaciones.
Análisis:


Si el medio está ocupado se tendría que introducir el back-off.


[pic]
Partimos desde el momento en el cual una estación desea enviar una trama, entonces se pone a escuchar el medio; si está libre y continúa así durante un intervalo de tiempo IFS, la estación comenzará a enviar la trama, por el contrario, si el medioya estuviera ocupado o pasara a estarlo antes de transcurrir el IFS, la estación esperaría a que volviera a estar libre, volvería a esperar el IFS con un tiempo añadido de “back-off” o de “contienda” que será un múltiplo de la ranura elegido de forma uniforme entre 0 y un valor CW(ventana de contención), dónde inicialmente CW será igual a CWmin y donde por cada intento de transmisión fallido(habiendo un número máximo de intentos por trama), el valor CW se iría incrementando hasta llegar en este caso a CWmax, una vez esperado este tiempo, la estación volverá a escuchar el medio y si se cumple la condición, entonces transmitirá la trama.
CW = 2i CWmin .

Inicialmente CW es igual CWmin Cada vez que termina el algoritmo de backoff y no se obtiene el acceso al medio, se incrementa en laestación el valor de i modificándose por tanto el valor de CW. Hasta que CW alcanza el valor de CWmax. Cuando por fin se accede al medio se resetea el valor de CW al valor de CWmin
En el caso de que otra estación ocupara el medio durante el tiempo de backoff, la estación almacenaría el tiempo que le queda por esperar y cuando haya transcurrido el IFS de nuevo, sin estar el medio ocupado, eltiempo de espera se contará a partir del valor guardado anteriormente, tal como vemos en la siguiente figura.





















Comentar que existen tres tamaños de IFS:

· DIFS (DCF Inter-Frame Space), (3 ranuras): para tramas con datos de usuario.

· PIFS (PCF Inter Frame Space) (2 ranuras): para tramas propias de IEEE 802.11 urgentes.

· SIFS Short IFS (1 ranura):para las tramas propias de IEEE 802.11 más urgentes.


Además de lo explicado anteriormente, si las tramas son unicast, la transmisión será comprobada por el receptor mediante un control de redundancia cíclica o CRC, si ésta es exitosa, el receptor enviará una confirmación (ACK) inmediatamente después de un SIFS (Short IFS); si el emisor no recibiera dicha confirmación éste se comportaríade la misma forma como si hubiera habido una colisión.


Existe un mecanismo opcional en CSMA/CA solamente para tramas unicast denominado RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send, que intenta combatir el problema del terminal escondido. Éste ocurre en el momento en que dos nodos A y C quieren enviar datos al mismo destino y en el mismo instante, es decir al nodo B, y este nodo se...