O problema:compartilhando um recurso limitado

Em redes de transmissão de acesso múltiplo, o problema principal é como compartilhar efetivamente uma largura de banda limitada (a capacidade de um canal de comunicação) entre vários usuários que todos desejam transmitir dados simultaneamente.

Imagine uma única estrada com muitos carros tentando dirigir nela ao mesmo tempo. Cada carro quer usar a estrada, mas há apenas uma estrada. Sem algum tipo de sistema, o caos ocorrerá, e ninguém chegará a lugar algum.

Isso é análogo ao problema em várias redes de acesso. Sem controle adequado, diferentes usuários que transmitem dados ao mesmo tempo colidirão, criando interferência e corrupção de dados , tornando a comunicação inutilizável.

Soluções:diferentes abordagens para compartilhar

Várias técnicas de acesso múltiplo foram desenvolvidas para gerenciar esse recurso compartilhado e evitar colisões. Aqui estão alguns dos mais comuns:

1. Divisão de Frequência Acesso Múltiplo (FDMA):

- Conceito: Cada usuário recebe uma banda de frequência específica (como um canal de rádio) dentro da largura de banda geral. Os usuários transmitem e recebem apenas dentro de sua banda designada, eliminando a interferência.
- Exemplo: Transmissões de televisão analógicas tradicionais e sistemas de telefone celular mais antigos.
- Prós: Simples, bom para alocação fixa de largura de banda.
- contras: Ineficiente se alguns usuários precisarem de mais largura de banda do que outros.

2. Divisão de tempo Acesso múltiplo (TDMA):

- Conceito: O tempo é dividido em slots e cada usuário recebe seu slot para transmitir. Os usuários se revezam na transmissão, usando toda a largura de banda durante o tempo previsto.
- Exemplo: Redes celulares GSM.
- Prós: Mais eficiente que o FDMA se os usuários precisarem de larguras de banda diferentes, permitem alocação dinâmica.
- contras: Requer sincronização precisa entre os usuários e a rede.

3. Divisão de código Acesso múltiplo (CDMA):

- Conceito: Usa códigos de espalhamento exclusivos para cada usuário, permitindo que eles transmitam simultaneamente sem interferência. Imagine todos falando em um idioma diferente - mesmo que estejam falando ao mesmo tempo, não interferem entre si.
- Exemplo: Redes celulares 3G e 4G.
- Prós: Oferece melhor capacidade, mais robusta contra interferência.
- contras: Mais complexo para implementar do que FDMA ou TDMA.

4. Multiplexação de Divisão de Frequência Ortogonal (OFDM):

- Conceito: Divide a largura de banda total em muitos sub-transportadores estreitos, cada um carregando uma pequena parte dos dados. Isso torna o sistema mais resiliente ao desbotamento e interferência, pois os erros afetam apenas uma pequena parte dos dados.
- Exemplo: Wi-Fi (802.11a/g/n), redes celulares LTE.
- Prós: Altas taxas de dados, uso eficiente do espectro, bom desempenho em ambientes de múltipla múltipla.
- contras: Pode ser complexo para implementar.

5. Acesso múltiplo de senso de transportadora (CSMA):

- Conceito: Um usuário ouve o canal antes de transmitir. Se o canal estiver ocupado, eles esperam. Se o canal estiver livre, eles transmitem.
- Exemplo: Redes Ethernet.
- Prós: Simples e relativamente eficiente.
- contras: Pode ser ineficiente se vários usuários desejarem transmitir ao mesmo tempo, levando a colisões e retransmissões.

6. Aloha:

- Conceito: Um usuário transmite sempre que possui dados, sem verificar a disponibilidade do canal. As colisões são tratadas por retransmissões.
- Prós: Simples de implementar, não há necessidade de coordenação.
- contras: Taxas de colisão muito ineficientes e altas, especialmente com alta carga de tráfego.

Escolhendo a solução certa:

A melhor técnica de acesso múltiplo depende de fatores como:

- Requisitos de largura de banda: Quanta largura de banda é necessária para usuários individuais?
- Padrões de tráfego: Quanto dados precisam ser transmitidos a qualquer momento?
- Tamanho e topologia da rede: Quantos usuários estão lá e como estão conectados?
- Custo e complexidade: Quais são as compensações em termos de complexidade e custo de implementação?

Ao considerar cuidadosamente esses fatores, os designers de rede podem selecionar a técnica de acesso múltiplo mais apropriada para maximizar a eficiência e garantir uma comunicação confiável em suas redes.