CSMA/CA

O método de acesso utilizado em uma rede local Ethernet é o CSMA/CD. No qual este método permite liberdade a todas as estações para enviarem pacotes a qualquer momento. Sempre que uma estação deseja enviar pacotes, verifica se já não existe outra estação enviando ao mesmo tempo. Se necessário, as estações esperam por um tempo aleatório antes de recomeçarem. Porém devido ao raio de alcance entre as estações de um ambiente sem fio este método não é possível. Permitindo assim um protocolo similar chamado de CSMA/CA.

O CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) é um método de acesso simples, utilizado pelas redes sem fio (Wireless), que tenta evitar as colisões através do backoff time (tempo aleatório de envio). É também um método que não possui filas ou mesmo privilégio a qualquer estação.

O mecanismo básico adotado pelo CSMA/CA funciona da seguinte forma: Há intervalos de tempo (DIFS) para separar os ciclos de transmissão e janela de contenção. Se o meio estiver ocioso a pelo menos 1 DIFS, é possível acesso direto. Senão é preciso escolher um novo backoff time para enviar os quadros.

Até aqui tudo bem?! Agora imagine que você (estação) precisa concorrer com outras 3 estações. Para exemplificar usamos o exemplo de 4 estações tentando enviar quadros ao meio. A estação 2 requisita o meio, espera por DIFS e consegue acesso. As demais estações precisam esperar por, no mínimo, DIFS após a estação 2 terminar a transmissão. Agora, as estações escolhem um novo backoff time dentro da janela de contenção e começam a decrementar seus contadores. Porém em determinado momento há uma colisão, pois a estação 3 e 4 escolhem o mesmo backoff time. Estas estações devem escolher outro backoff time e tentarem acesso ao meio novamente. O CSMA/CA também possui,  opcionalmente, um controle de evasão de colisões baseado num princípio de avisos de recepção entre emissor e receptor. O emissor envia um quadro de controle RTS, que informa um palpite da duração de transmissão. Em resposta ao RTS, o receptor envia o quadro de controle CTS, informando que esta pronto para receber o quadro de dados. O emissor finalmente envia o quadro de dados ao receptor. E o receptor finaliza, enviando o ACK(Acknowledgement) indicando sucesso na transmissão.

O padrão também permite que os quadros de dados menor que o RTS sejam enviados sem a transação de RTS/CTS. Acredito que, apesar de ser injusto em redes maiores, o CSMA/CA consegue garantir maior confiabilidade de transmissão em um meio de propagação tão inesperado (ar).

Referências:
Mathias, Andre Pimenta. DFWMAC-DCF básico (CSMA/CA). Disponível em: <http://www.gta.ufrj.br/
grad/00_2/ieee/CSMA.htm> Acesso em 1 nov. 2009.
Ramos, Gustavo Castelo. [rede wan] CSMA/CA. Disponível em: <http://www.mail-archive.com/
redewan@listbot.com/msg01068.html> Acesso em 1 nov. 2009.
Azambuja, Wagner. CSMA/CA. Disponível em: <http://www.vivasemfio.com/blog/csmaca/&gt; Acesso
em 1 nov. 2009.

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