# Acesso ao meio

Partilha do canal com ALOHA, CSMA/CD e CSMA/CA, com contenção e recuo exponencial.

Página: https://resumos.rgo.pt/cadeiras/rc/acesso-ao-meio/

Quando várias estações partilham o mesmo canal, como no Wi-Fi ou no cabo coaxial antigo, é preciso decidir quem fala e quando. Sem regras, todos falam por cima de todos. Esta página apresenta as regras, do ingénuo ao usado na prática.

## ALOHA: falar quando apetece

No **ALOHA puro**, cada estação transmite quando tem dados. Se dois pacotes se sobrepuserem, há colisão e ambos são retransmitidos depois de um tempo aleatório. O período vulnerável dura dois tempos de trama: um pacote que demore $T$ a transmitir colide com qualquer outro que comece entre $T$ antes e $T$ depois.

O **ALOHA com ranhuras** (slotted) disciplina isto: o tempo é dividido em ranhuras do tamanho de uma trama e só se pode começar no início de cada ranhura. O período vulnerável cai para metade e o débito máximo duplica, para cerca de 37 por cento da capacidade (o ALOHA puro fica-se pelos 18 por cento).[1](https://resumos.rgo.pt/cadeiras/rc/acesso-ao-meio/#user-content-fn-aloha) Continua a ser pouco, mas a ideia das ranhuras e da retransmissão aleatória sobrevive em quase tudo o que vem a seguir.

A diferença visual: no ALOHA puro qualquer pacote que arranque dentro de uma janela de $2T$ colide; com ranhuras a janela cai para $T$:

![Em cima, um pacote de duração T com uma zona vulnerável tracejada de largura 2T. Em baixo, ranhuras de largura T com a zona vulnerável reduzida a uma ranhura.](https://resumos.rgo.pt/cadeiras/rc/acesso-ao-meio/figura-1.svg)

## CSMA: escutar antes de falar

O **CSMA** acrescenta a escuta: a estação verifica se o canal está livre antes de transmitir. Isto evita as colisões óbvias, mas não todas: duas estações podem escutar um canal livre ao mesmo tempo e transmitir juntas, porque o sinal demora a viajar de uma à outra. O período vulnerável passa a ser o tempo de propagação, muito menor que o tempo de trama, e o débito sobe bastante.

Nas redes com fios, a estação consegue ouvir a sua própria transmissão enquanto fala, por isso deteta a colisão a meio (**deteção de colisão**, CD) e aborta logo, sem desperdiçar a trama inteira. Depois de colidir, cada estação espera um número aleatório de ranhuras antes de tentar de novo, e esse intervalo duplica a cada colisão seguida (**recuo exponencial**): com poucas estações resolve-se depressa, com muitas o intervalo cresce até caber toda a gente.

## CSMA/CA no sem fios

No rádio, a estação não consegue escutar enquanto transmite, por isso o Wi-Fi evita colisões em vez de as detetar (**evitar colisões**, CA). O mecanismo: espera um intervalo fixo de silêncio, conta uma espera aleatória em ranhuras, e só transmite se o canal continuar livre; quem ouve tráfego congela a contagem e retoma depois.

Segue duas estações, A e B, que acordam com o canal livre. A sorteia espera 2, B sorteia espera 5. Passam duas ranhuras em silêncio e a contagem de A chega a zero: A transmite e B congela a sua contagem em 3. Quando A termina e o canal volta a calar-se, B retoma do 3 e transmite três ranhuras depois, sem colidir. Se tivessem sorteado o mesmo número, colidiriam na mesma, e aí cada uma duplicaria o intervalo de sorteio antes de tentar outra vez.

O essencial do exemplo num grafo: B congela enquanto A ocupa o canal e retoma depois.

![Grafo da contenção: A e B contam, A transmite ao chegar a zero, B congela em 3 e transmite quando o canal liberta.](https://resumos.rgo.pt/cadeiras/rc/acesso-ao-meio/figura-2.svg)

Ver a contenção animada

A [animação do CSMA da TU Berlim](https://www.tkn.tu-berlin.de/teaching/rn/animations/csma/) mostra estações a escutar, congelar contagens e colidir. Corre-a com duas estações e compara com os números do exemplo acima.

CD contra CA

Nas redes com fios deteta-se a colisão (CD) porque dá para ouvir enquanto se fala; no sem fios evita-se (CA) porque não dá. Trocar os dois é o erro clássico. Lembra-te: cabo escuta-se, rádio adivinha-se.

[Vídeo: CSMA/CD and CSMA/CA Explained](https://www.youtube.com/watch?v=iKn0GzF5-IU)

A miniatura vem do YouTube. O vídeo só carrega quando clicas. [Abrir no YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=iKn0GzF5-IU)

## Notas de rodapé

1.  Os máximos teóricos são $1/(2e) \approx 18{,}4$ por cento para o ALOHA puro e $1/e \approx 36{,}8$ por cento com ranhuras. Ver Tanenbaum e Wetherall, Computer Networks, capítulo de acesso ao meio. [Voltar](https://resumos.rgo.pt/cadeiras/rc/acesso-ao-meio/#user-content-fnref-aloha)