Acceso a medio por contención: cómo redes compartidas gestionan colisiones

Acceso a medio por contención describe una clase de protocolos MAC (Control de Acceso al Medio) donde múltiples estaciones compiten por el mismo medio de transmisión compartido sin franjas temporales pre-asignadas. El acceso es probabilístico: una estación transmite cuando cree que el medio está libre, arriesgando colisiones si dos transmiten simultáneamente.

Ejemplo clásico: Ethernet (CSMA/CD)

1. Detección portadora: Estación escucha el cable; si libre, transmite.
2. Detección colisión: Mientras transmite, monitoriza picos voltaje indicando colisión.
3. Backoff y reintento: En colisión, ambas paran, esperan intervalo aleatorio binary exponential backoff, reintentan.

Usado en Ethernet half-duplex 10/100 Mbps (hubs, coaxial compartido). Ethernet full-duplex switched moderno elimina colisiones efectivamente, pero lógica CSMA/CD permanece en estándar.

Variante inalámbrica: CSMA/CA (Wi-Fi)

• Evitación colisión porque radios no detectan colisiones mientras transmiten (problema nodo oculto).
• Usa handshake RTS/CTS, espacios interfaz (DIFS/SIFS), backoff aleatorio antes de cada transmisión.

Acceso aleatorio temprano: ALOHA

• ALOHA puro: Transmite en cualquier momento; periodo vulnerable = 2× tiempo trama. Throughput máx ~18%.
• ALOHA ranurado: Tiempo dividido en slots; transmite solo en bordes slot. Throughput ~36%.
• Base histórica para redes satelitales y packet-radio tempranas.

Características y trade-offs

Acceso por contención sirve para tráfico bursty, baja-moderada (LANs clásicas, Wi-Fi). Alternativas deterministas (TDMA, token ring, TSN) se usan donde latencia acotada es crítica.