2 つのデバイスが同時に同じ周波数で Wi-Fi 信号を発信し、同時にアンテナに到達した場合、データが重複しないようにするにはどうすればよいでしょうか?

2 つのデバイスが同時に同じ周波数で Wi-Fi 信号を発信し、同時にアンテナに到達した場合、データが重複しないようにするにはどうすればよいでしょうか?

つまり、各パケットが MAC アドレスとともに送信されることはわかっていますが、ストリーミングについてはどうでしょうか?

ルータが 1 つのパケットを受信して​​いるときに、別のデバイスからのパケットが到着するとどうなりますか?

ルータは、アンテナに衝突した光子が最初のパケットの一部なのか、それとも 2 番目のパケットの一部なのかをどうやって知ることができるのでしょうか?

それとも、光の速度が非常に速いため、このようなことはほとんど起こらず、パケットが破損していると報告されて再送信されるだけなのでしょうか?

答え1

無線ネットワークでは、実際に「話している」のは一度に1つのデバイスだけです。他の各デバイスは、そのチャネルの空気が静かになるまで待機してから話します。この技術は衝突回避機能付きキャリア検知多重アクセス (CSMA/CA)

RTS/CTS 交換は、1 つのノードが他のすべてのノードに対して「このくらいの時間通信するので、このくらい待ってください」と伝える方法を提供することで、すべてのノードが効率的に同期を維持するのに役立ちます。

@Petr Abdulinは正しいですが、すべてのWifiネットワークはCSMA/CAを使用していると思います。古い10BaseT非スイッチ有線ネットワークは衝突検出機能付きキャリア検知多重アクセス (CSMA/CD)すべてのノードがスイッチに接続されているネットワークでは衝突は発生しません。

答え2

2 つの送信が相互に干渉 (衝突) した場合、両方の送信が破損し、ランダムな遅延の後に再送信されるため、衝突が繰り返されるリスクが軽減されます。

答え3

ルータが 1 つのパケットを受信して​​いるときに、別のデバイスからのパケットが到着するとどうなりますか?

すぐに、重複するビットの一部が破損します。破損するビットが多すぎると、受信側はフレーム チェック シーケンスが一致していないと認識し、不良データを破棄して、どちらのパケットも受信していないかのように動作します。

その後、上位レベルのプロトコルは、パケットが確認されていない (ACK されていない) ことに気づき、パケットを再送信します。

ただし、WiFi 標準には、次のような衝突を防ぐさまざまな方法が含まれています。

  • WiFiのほとんどのバージョンでは、COFDMまたは他のスペクトル拡散+追加のエラー訂正ビットの組み合わせを使用しています。運が良ければ、反転されたビットが数ビットだけであれば、それらのビットはすべて受信機で訂正でき、1つパケットのすべてがエラーなしで通過します。

  • LawrenceCがすでに指摘したように、ほとんどのWiFiバージョンではキャリアセンスマルチアクセスが採用されており、衝突回避 (CSMA/CA): ワイヤレス アクセス ポイントは、通信するすべてのラップトップを調整して、(通常) 一度に 1 つのデバイスのみが送信するようにするため、(通常) 衝突は発生しません。(他のワイヤレス アクセス ポイントと通信しようとしている他のラップトップからのパケットとの衝突や、他のさまざまなデバイスとの干渉が発生することもあります)。

ストリーミングはどうですか?

それはどうですか?

ラップトップがストリーミング オーディオ (またはストリーミング ビデオ。1080p ビデオ ストリームの場合は約 5 Mbit/s) を再生している場合、送信者はそれを一連の小さなパケットとして送信します。最新の通信ハードウェアは高速 (802.11a は 20 Mbit/s を超える速度で送信し、最近の Wi-Fi 標準はさらに高速) であるため、ラップトップへの 1 つのパケットと、同じラップトップへの次のパケットの間には (比較的) 長い間隔があります。

各パケットの間には、ワイヤレス アクセス ポイントが他の複数のラップトップにパケットを送信し、それらのラップトップから前回の送信を ACK してストリームの次の部分を要求するパケットを待機し、衝突やその他のエラーが発生したときにパケットを再送信する時間が十分にあります。

これらのラップトップがすべて同じアクセス ポイントと通信している場合、アクセス ポイントは送信を調整し、一度に 1 つのデバイスのみが送信できるようにします。

これらのラップトップの一部が 1 つのアクセス ポイントと通信し、他のラップトップが他の (調整されていない) アクセス ポイントと通信していて、それらのデバイスがすべて互いの通信を容易に聞き取れるほど近くに配置されている場合、衝突が頻繁に発生します。

衝突したパケットはすべて再送信されます。通常、再送信されたパケットは、再生されるよりずっと前に最終的に通過するため、問題が発生したことに気付く人間はいません。そのため、(通常) すべての人間は、自分専用の「連続した」ストリームがあるという錯覚に陥ります。

関連情報