Contention-Based Media Access: How Shared Networks Handle Collisions

Accesso ai media basato su contesa descrive una classe di protocolli MAC (Media Access Control) dove più stazioni competono per lo stesso mezzo di trasmissione condiviso senza slot di tempo preassegnati. L'accesso è probabilistico: una stazione trasmette quando crede che il mezzo sia libero, rischiando collisioni se due stazioni trasmettono simultaneamente.

Esempio Classico: Ethernet (CSMA/CD)

1. Carrier Sense: La stazione ascolta il cavo; se libero, trasmette.
2. Collision Detection: Durante la trasmissione, monitora picchi di tensione che indicano una collisione.
3. Backoff e Riprova: In caso di collisione, entrambe le stazioni si fermano, attendono un intervallo binary exponential backoff casuale, poi riprovano.

Usato in Ethernet half-duplex 10/100 Mbps (hub, coassiale condiviso). L'Ethernet switched full-duplex moderno elimina effettivamente le collisioni, ma la logica CSMA/CD rimane nello standard.

Variante Wireless: CSMA/CA (Wi-Fi)

• Evitamento delle collisioni perché le radio non possono rilevare collisioni durante la trasmissione (problema hidden-node).
• Usa handshake RTS/CTS, spazi interframe (DIFS/SIFS) e backoff casuale prima di ogni trasmissione.

Accesso Casuale Antico: ALOHA

• Pure ALOHA: Trasmetti in qualsiasi momento; periodo vulnerabile = 2× tempo frame. Throughput max ~18%.
• Slotted ALOHA: Il tempo è diviso in slot; trasmetti solo ai confini degli slot. Throughput ~36%.
• Base storica per reti satellitari e packet-radio antiche.

Caratteristiche e Compromessi

L'accesso basato su contesa si adatta a traffico bursty, da basso a moderato (LAN classiche, Wi-Fi). Alternative deterministiche (TDMA, token ring, TSN) sono usate dove la latenza limitata è critica.