Mehrfachzugriff

Mehrfachzugriff bezeichnet Verfahren, die es mehreren Teilnehmern oder Geräten ermöglichen, einen gemeinsamen Übertragungskanal oder eine gemeinsam genutzte Ressource zeitlich abwechselnd oder simultan zu nutzen. Ziel ist es, Ressourcenkonflikte zu vermeiden oder zu minimieren und eine faire Verteilung der Kapazität sicherzustellen. Mehrfachzugriff wird in der Informatik, Telekommunikation und verteilten Systemen eingesetzt, etwa in lokalen Funknetzen, Mobilfunknetzen, Satellitenkommunikation und gemeinsam genutztem Speicher oder Rechenressourcen.

Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Gruppen: reservierungsbasierte (deterministische) Verfahren, bei denen ein zentraler Kontrolleur oder Träger (Token, Polling) die Zugriffe koordiniert; und konfliktbasierte (contention-based) Verfahren, bei denen Teilnehmer spontan senden und Kollisionsauflösung erfolgt. Beispiele für reservierungsbasierte Zugriffe sind Token-Ring-Netze, Token-Bus, Polling-Systeme und TDMA (Zeitmultiplex mit festen Zeitfenstern). Beispiele für konfliktbasierte Zugriffe umfassen ALOHA und seine Weiterentwicklungen, CSMA/CD (Ethernet bis Switch-Architektur) und CSMA/CA (Wi-Fi). Zusätzlich spielen FDMA (Frequenzmultiplex) und CDMA (Codemultiplex) als Formen des Mehrfachzugriffs eine Rolle, indem sie verschiedenen Nutzern unterschiedliche Ressourcen (Frequenzbänder oder Codes) zuweisen.

Wichtige Leistungsmerkmale sind Effizienz, Latenz, Skalierbarkeit und Fairness; Herausforderungen umfassen Kollisionsvermeidung, Synchronisation, Hidden- und Exposed-Terminal-Effekte sowie Sicherheitsaspekte. Anwendungen finden sich in lokalen Netzwerken, Mobil- und Satellitenkommunikation, drahtlosen Netzen, sowie in verteilten Systemen, in denen gemeinsam genutzte Ressourcen koordiniert werden müssen.

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