11-10-2007 Homework

In the talk, we introduced the evolution of contention based protocols:
1. ALOHA2. CSMA (Carrier Sense Multiple Access)3. CSMA/CD (collision detection) -> IEEE 802.3 (Ethernet, 100M, 1Gbps)Problems:

1. Why does Pure Aloha perform worse than Slotted Aloha?
Pure Aloha為當發送端有資料要傳送時，就送出資料，因其未與接收端達同步，使得資訊會因碰 撞而造成損毀或不足，或因環境或干擾使得未能傳到接收端，如此會使得發送端再次重發資料，如此會造成傳送時間上的延遲。
Slotted Aloha這是對Pure Aloha協議的一個改進。改進之處在於，它把頻道在時間上分段，每個傳輸點只能在一個分段的開始處進行傳送，每次傳送的數據必須少於或者等於一個頻道的一個時間分段，這樣很大的減少了傳輸頻道的衝突。
果假設傳輸點對頻道的使用是符合泊松分佈的話,我們可以得以下公式:
純ALOHA協議:
S = Ge ^(2G)
分段ALOHA協議:
S = Ge ^G
S是通過量,，G是提供的流量(每單位時間通過的數據包數量)。從這個公式我們可以看出，對Pure Aloha來說,當G=0.5的時候 ，S 達到最大值 18.4%。只有當G<0.5 的的時候， Pure Aloha系統才處於穩定狀態。對Slotted Aloha來說，當G = 1 的時候，S 達到最大值 36%。只有當 的時候，Slotted Aloha系統才處於穩定狀態。

2. According to Textbook pp. 2-48~2-51, why does 1-persistent CSMA have lower throughput than non-persistent CSMA when generated traffic rate is higher than 1 (G>1)? Why does 1-persistent CSMA have shorter latency than non-persistent CSMA?
　　1-persistent CSMA在資料傳送時，會先偵測在通道上是否有他人的資料在傳輸，若無則將資料送出;反之，通道上為若有資料在傳送時，則會持續等待，直到通道閒置下來為止，此方式可提高通道的使用率，以減少通道閒置時間。而non-persistent CSMA 與1-persistent CSMA不同的地方為在通道忙碌時採用隨機的方式重傳資料，以減少碰撞機率。non-persistent CSMA通道使用率比1-persistent CSMA 高，但non-persistent CSMA 傳輸延遲比1-persistent CSMA 大。