2. можно использовать многопакетный протокол передачи, допускающий выдачу не одного, а совокупности пакетов до получения квитанций. В этом случае как бы автоматически увеличивается размер блока данных, что как следует из рассмотренной таблицы, маскирует эффект задержки в канале при передаче на большие расстояния.
Таким образом, методы дуплексной передачи позволяют несколько более эффективно использовать канал спутниковой связи, чем методы полудуплексной передачи, несмотря на то, что задержка распространения сигнала в канале осталась такой же большой, как мы рассматривали.
Если же увеличить скорость передачи данных спутникового канала с 9,6 кБит/сек (как при исследованиях, сведенных в таблицу) до 50 кбит./сек., то это уменьшит время передачи блока данных. Это приведет к ухудшению показателя, эффективности использования спутникового канала, т.к.
уменьшение времени передачи блока данных можно сравнить как бы с уменьшением его размеров.
Чтобы этого не допустить, для спутниковых каналов связи увеличили количество блоков данных, которые можно передать до получения квитанции, с восьми до ста двадцати семи.
Однако, при этом начались проблемы с выбором метода повторной передачи блоков данных. Таким образом, методы дуплексной передачи, тоже не совсем удовлетворяют и разработчиков, и пользователей сетей ЭВМ.
Поэтому провели модернизацию этих методов в части выдачи квитанций, команд «опрос» и «выбор», а также блоков данных других видов.
Равноранговые системы без запросов
В начале 70-х годов Абрамсоном (Гавайские острова) изобрел метод
эффективного соперничества за канал связи между некоординированными пользователями (т.е. станциями). Метод получил название ALOHA. В первое время метод использовался не в спутниковой, а в наземной радиосистеме передачи данных и только затем распространился на спутниковый канал. Существует несколько вариантов системы ALOHA.
1.Случайная ALOHA – это система с использованием протокола обнаружения коллизий сигналов.
2.Слотовая ALOHA – это система с квантованием времени передачи, в которой кванты времени названы слотами. Слотовая ALOHA разделяется на два подварианта:
a.Без владения.
b.С владением.
Система случайная ALOHA
Её особенностью является то, что пользователи в этой системе равноправны, все они имеют одинаковое право доступа к каналу, т.е. любая станция может начать передачу данных в любой момент времени, так как нет
никакой синхронизации работы станции при передаче данных через
81
спутниковый канал. Поэтому возможны наложения сигналов от различных станций и из-за этого их искажения при распространении сигналов по каналу «земля-спутник». Эти искажения вынуждают повторять передачу испорченных сигналов. В системе ALOHA вместо терминала кадр используется термин пакет, к которому мы и перейдем с этого момента. Спутниковые станции в системе ALOHA точно знают и отслеживают, что и когда было передано ими по линии связи «земля-спутник», и имеют возможность в определенное время начать «прослушивать» линию связи «спутник-земля», чтобы методом сравнения пакетов передачи и приема определить, переданы ли на спутник их пакеты с искажением или без искажения. Именно этот способ реализован в системе случайная ALOHA. Он позволяет отказаться от передачи квитанций за пакет. Система ALOHA отказалась и от передачи команд «опрос», «выбор» и от ряда других видов пакетов.
Рис. 73
На рисунке 73 показана типическая спутниковая система связи «случайная ALOHA». Станции А и В передают пакеты по общему каналу связи, работающему на частоте f. Из рисунка видно, что пакет А1 благополучно передан на спутник и со спутника наземным станциям. Также передан и пакет В2. Однако пакеты В1 и А2 передавались приблизительно в одно время из-за чего произошло их наложение, так как передача с обоих станций ведется по общему каналу связи, то из-за наложения произошло искажение этих пакетов.
Аппаратура спутника при этом не выполняет функций обнаружения и исправления ошибок. Она является просто ретранслятором пришедших сигналов, поэтому все искажения пакетов, которые получены аппаратурой спутника, транслируются наземным станциям по общему каналу связи спутник- земля на частоте f1 в порядке поступления. Система ALOHA хорошо зарекомендовала себя на мало загруженных каналах, а на каналах, имеющих достаточно большую загрузку, использование этого метода приводит к потери их производительности.
Из рассмотренного видно, что метод «Случайная ALOHA» передает по каналу только данные конечных пользователей. И редко квитанцию третьего
82
вида о расшифровке и использовании сообщения. Все это существенно исправило недостатки использования спутникового канала, которые мы рассмотрели в предыдущих разделах, и привело к сокращению времени доведения данных.
Система Слотовая ALOHA
Рис. 74
Эта система (рис. 74) требует установки общих таймеров на наземных станциях и на спутнике. Таймеры синхронизируются для передачи данных в строго определенные периоды времени. Например, таймеры могут требовать, чтобы пакеты передавались порциями в течении 20 мсек., что возможно при
использовании тысячебитного пакета и скорости передачи спутникового канала
– 50 кБит/сек.
1000 : 50000=0,02 сек=20 мсек В нашем примере (рис. 74) 20 мсек. является максимальной
длительностью пакета и определено в качестве слота. В системе существуют требования чтобы станции начинали передачу в начале слотов, а пакеты длиной более 1000 бит не передавались, т.е. более длинные пакеты, требуют их предварительно разбивки, чтобы их длина укладывались в длину слота. Все слоты канала объединяются в кадр ALOHA. Кадр по длительности должен быть
равен или должен превышать суммарную задержку распространения сигнала по звеньям «земля-спутник» плюс «спутник-земля». Т.е. длина кадра, показанного на рисунке 74, равна минимум 12 слотам, а по длительности 240 мсек (20
мсек*12 = 240 мсек).
Вариант системы «Слотовая ALOHA без владения»
Вариант этого метода требует, чтобы станция, «прослушав» канал, выбирала для своей передачи незанятый слот. Как только станция захватит
83