CSMA/CA, o Carrier Sense Multiple Access/with Collision Avoidance, è un metodo di accesso alla rete utilizzato principalmente nelle reti Wi-Fi. Si basa sul protocollo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/with Collision Detection) e contribuisce a ridurre le collisioni di rete consentendo l'accesso alla rete a un solo dispositivo alla volta.
Il protocollo CSMA/CA funziona facendo in modo che ogni dispositivo sulla rete ascolti il traffico prima di tentare di inviare dati. Quando il dispositivo rileva che il canale è inattivo, invia una richiesta di accesso alla rete. Se nessun altro dispositivo sta utilizzando il canale, la richiesta di accesso viene accolta. Se il canale è utilizzato da un altro dispositivo, la richiesta di accesso viene negata e il dispositivo deve attendere che il canale sia nuovamente inattivo prima di tentare di accedere alla rete.
I vantaggi dell'uso di CSMA/CA includono un migliore throughput, una migliore prevenzione delle collisioni e una riduzione della latenza. Consentendo l'accesso alla rete a un solo dispositivo alla volta, si riducono le collisioni e si aumenta la quantità di traffico che può essere inviata sulla rete. Inoltre, la latenza si riduce poiché i dispositivi non devono attendere che vengano accolte più richieste di accesso prima di poter accedere alla rete.
La differenza principale tra CSMA/CA e CSMA/CD è il rilevamento delle collisioni. CSMA/CD utilizza il rilevamento delle collisioni per rilevare quando più dispositivi cercano di accedere alla rete contemporaneamente. Una volta rilevata la collisione, i dispositivi devono attendere un tempo casuale prima di tentare nuovamente l'accesso alla rete. CSMA/CA non utilizza il rilevamento delle collisioni e si affida invece a ciascun dispositivo per rilevare il canale prima di tentare di accedervi.
Gli svantaggi dell'uso di CSMA/CA includono un aumento dell'overhead e una ridotta scalabilità. Il processo di rilevamento del canale prima di tentare di accedervi richiede tempo e risorse supplementari, che possono ridurre il throughput complessivo della rete. Inoltre, poiché CSMA/CA richiede che ogni dispositivo rilevi il canale, non è scalabile come CSMA/CD, che può gestire più dispositivi senza ridurre il throughput della rete.
RTS/CTS, o Request to Send/Clear to Send, è un protocollo aggiuntivo che può essere utilizzato insieme a CSMA/CA per ridurre ulteriormente le collisioni. RTS/CTS funziona in modo che il dispositivo che vuole accedere alla rete invii una richiesta (RTS) al punto di accesso. Il punto di accesso risponde con un Clear to Send (CTS) se il canale è inattivo e la richiesta di accesso viene accolta.
Nelle reti Wi-Fi, CSMA/CA è utilizzato come metodo di accesso primario. Ogni dispositivo della rete deve rilevare il canale prima di tentare di accedervi, per ridurre le collisioni e aumentare il throughput complessivo della rete. Inoltre, RTS/CTS può essere utilizzato insieme a CSMA/CA per ridurre ulteriormente le collisioni.
Le prestazioni della rete Wi-Fi possono essere migliorate utilizzando gli standard e le apparecchiature Wi-Fi più recenti, abilitando RTS/CTS e utilizzando un punto di accesso con più antenne. Inoltre, l'utilizzo di un sistema di qualità del servizio (QoS) può contribuire a ridurre la latenza e ad aumentare la probabilità che il traffico più importante venga inviato per primo.
Il CSMA con CD (Collision Detection) è un metodo di controllo dell'accesso ai media utilizzato soprattutto nelle reti Ethernet. Si basa sull'algoritmo CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). In CSMA con CD, ogni nodo controlla la rete prima di trasmettere. Se il canale è libero, il nodo può trasmettere. Se il canale è occupato, il nodo attende che il canale sia libero e poi trasmette. Se due nodi trasmettono contemporaneamente, si verifica una collisione ed entrambi i nodi interrompono la trasmissione e attendono un tempo casuale prima di riprovare. Il CSMA con CD è utilizzato nelle reti Ethernet perché è un modo semplice ed efficace per evitare le collisioni.
CSMA CA Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance rileva una collisione in una rete wireless rilevando se un'altra stazione sta trasmettendo. Se il canale è libero, la stazione trasmette. Se il canale viene percepito come occupato, la stazione aspetterà che il canale sia libero prima di trasmettere.
Il senso di portante può essere eseguito sia utilizzando un canale di senso di portante dedicato, sia utilizzando il canale dati stesso. Quando si utilizza un canale di rilevamento della portante dedicato, si usa un canale separato per rilevare se un'altra stazione sta trasmettendo. Questo canale è in genere una frequenza separata dal canale dati. Quando si utilizza il canale dati stesso per il rilevamento della portante, il canale dati viene monitorato per rilevare la presenza di un segnale. Se viene rilevato un segnale, la stazione sa che un'altra stazione sta trasmettendo e rinvia la propria trasmissione.
L'uso del CSMA CA presenta diversi vantaggi:
1. Aiuta a garantire che solo un nodo trasmetta alla volta, riducendo le collisioni e migliorando l'efficienza della rete.
2. Può essere utilizzato nelle reti in cui i nodi non sono in grado di ascoltarsi a vicenda (ad esempio, a causa della distanza o delle interferenze), poiché non richiede che i nodi siano in grado di ascoltarsi a vicenda per funzionare.
3. È un protocollo relativamente semplice da implementare.