Методы доступа к сети делятся на несколько групп в зависимости от того, как осуществляется передача данных и какие технологии используются для обеспечения связи между устройствами в сети. В общем, методы доступа к сети можно разделить на несколько основных групп:
1. Методы доступа с выделенным каналом
Этот тип доступа предполагает, что каждому пользователю или устройству выделяется отдельный канал связи. В таком случае передача данных не зависит от других пользователей, и каждый пользователь имеет свой собственный канал передачи. В классическом понимании выделенный канал — это канал, который используется исключительно для передачи данных между двумя точками сети, без деления времени или частоты.
Примеры:
Линии связи с постоянным подключением (Leased Lines) — традиционные выделенные каналы связи, часто используемые в организации для постоянного соединения с Интернетом или между офисами.
Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) — метод, использующий оптоволоконные каналы для передачи данных с гарантированной пропускной способностью и низкой задержкой.
2. Методы доступа с разделением времени (TDM — Time Division Multiplexing)
Метод разделения времени предполагает, что несколько пользователей могут использовать один и тот же физический канал связи, но доступ к нему предоставляется поочередно, в заранее определенные моменты времени. Каждый пользователь получает слот времени для передачи своих данных, и этот процесс многократного повторения позволяет эффективно использовать один канал для множества пользователей.
Примеры:
TDM (Time Division Multiplexing) — в таких системах один канал передачи данных временно делится между несколькими пользователями. Примером является использование T1 или E1 каналов.
Система CDMA (Code Division Multiple Access) в сотовых сетях — хотя CDMA в основе своей является методом доступа с разделением кода, она в определенной степени также использует временную мультиплексировку, особенно в старых сетях.
3. Методы доступа с разделением частоты (FDM — Frequency Division Multiplexing)
В этом случае канал связи разделяется на несколько подканалов, каждый из которых использует свой собственный диапазон частот. Каждый пользователь или группа пользователей может передавать данные на одной из частот, причем это делается параллельно. Это позволяет нескольким пользователям одновременно использовать один и тот же физический канал, но с различием по частоте.
Примеры:
FDM (Frequency Division Multiplexing) — пример использования: в аналоговых телефонных системах с разными частотными диапазонами для разных звонков.
Система FM-радио и телевидения — данные передаются через разные частотные каналы для разных станций.
4. Методы доступа с разделением кода (CDMA — Code Division Multiple Access)
Метод разделения с помощью кода позволяет нескольким пользователям одновременно использовать один канал, но каждый пользователь кодирует свои данные с помощью уникального кода. Это позволяет разделить канал не по времени или частоте, а по различным кодам, с помощью которых данные могут быть дешифрованы на приемной стороне.
Примеры:
CDMA (Code Division Multiple Access) — используется в мобильных сотовых сетях для обеспечения множественного доступа.
WCDMA (Wideband CDMA) — используется в 3G-сетях, где широкий частотный диапазон позволяет использовать различные кодировки для передачи данных.
5. Методы доступа с разделением по пространству (SDMA — Space Division Multiple Access)
Метод разделения по пространству предполагает, что доступ к сети осуществляется путем разделения канала по географическому положению или антеннам. Этот метод активно используется в системах с фазированными антеннами и в многоканальных сотовых системах.
Примеры:
SDMA (Space Division Multiple Access) — используется в многоканальных системах связи, где доступ обеспечивается с учетом пространственного распределения пользователей.
6. Методы случайного доступа (Aloha, CSMA)
Методы случайного доступа предполагают, что устройства в сети передают данные без предварительного согласования с другими участниками, что приводит к возможным конфликтам. В случае возникновения таких конфликтов пакеты данных повторно отправляются через случайные интервалы времени.
Примеры:
ALOHA — одна из самых ранних технологий для беспроводных сетей, где устройства просто отправляют данные и повторяют попытку, если обнаруживается коллизия.
CSMA (Carrier Sense Multiple Access) — технология, при которой устройства слушают канал перед передачей и передают данные, только если канал свободен.
CSMA/CD (Collision Detection) — используется в Ethernet-ресурсах для обнаружения и предотвращения коллизий.
CSMA/CA (Collision Avoidance) — используется в беспроводных сетях для предотвращения коллизий на канале передачи.
7. Методы доступа с управлением полом (Polling и Token Passing)
Методы управления полом предполагают, что доступ к каналу передачи данных регулируется центральным устройством (в случае polling) или с помощью специального токена, который передается между устройствами (в случае token passing).
Примеры:
Polling — в этом случае центральный узел или контроллер сети опрашивает устройства, чтобы предоставить им право на передачу.
Token Passing — используется в протоколах, таких как Token Ring, где передача данных разрешена только устройству, владеющему токеном (специальным маркером).
8. Методы с использованием маршрутизации и коммутации
Некоторые методы доступа к сети также включают различные способы маршрутизации и коммутации, чтобы эффективно управлять передаваемыми данными.
Примеры:
Мультиплексирование по пакетам (Packet Switching) — данные разбиваются на пакеты, и каждый пакет может передаваться по различным маршрутам. Это используется в IP-сетях.
Коммутация каналов — в традиционных телефонных сетях, например, каждая связь между абонентами устанавливается на время разговора и занимает весь канал.
9. Методы для беспроводных сетей
В беспроводных сетях часто применяются методы доступа, которые учитывают особенности радиочастотного спектра и влияние помех.
Примеры:
WIFI (Wi-Fi) — технология с использованием метода доступа с разделением по времени, в которой устройства делят канал и следят за состоянием канала перед передачей (похожая на CSMA/CA).
LTE (Long Term Evolution) — технология с разделением канала по частоте и времени для эффективной передачи данных.
Заключение
Методы доступа к сети включают множество подходов, которые различаются в зависимости от характеристик канала передачи данных (время, частота, код и пр.) и особенностей самой сети (проводная, беспроводная, широкополосная, сотовая и др.). Эти методы обеспечивают эффективное использование ресурсов сети, минимизацию коллизий, улучшение пропускной способности и гарантии качества обслуживания.
