ALOHAnet
6%がパケットの衝突によって無駄に費やされていたことを意味する。基本スループット計算は、2X秒間に平均で2G回の到着があり、全体としてポアソン分布に従うと仮定して行う。G = 0.5 のときピークとなり、最大スループットは 0.184 すなわち 18.4% となる。
Pure ALOHA を改良したのが Slotted ALOHA で、離散型時間スロットを導入して最大スループットを36.8%まで改善した。各局は時間スロットの開始時刻でのみ送信できるようにし、それによって衝突を削減した。この場合、2X秒間に最大G個の到着となる。最大スループットは G = 1 のときになる。
ALOHAの特性は、今日の Wi-Fi のそれとそれほど違わない。どちらも本質的な非効率性を有している。例えば、802.11bは理論上の最大スループットは11Mbit/sだが、少数の局で運用しても実スループットは2Mbit/sから4Mbit/sとなる。ユーザー数が増えるとネットワークのスループットは劇的に低下するし、メッセージのバースト性が増大してもスループットは低下する。このため、遅延の予測性が重視されるシステムでは、コンテンション方式よりもトークンリングなどのトークン・パッシング方式の方が好まれる。例えば、組み込み用途ではARCNETがよく使われる。それでもコンテンション方式にも利点があり、管理が容易で通信開始時の速度が高い。
ALOHAnet以前、多くのコンピュータ間通信は似たような機能を共有していた。送信すべきデータはモデムなどの機器を使ってアナログ信号に変換され、電話線などの既知のコネクション上を送信される。コネクションはポイントツーポイントであり、一般に手動制御で設定されていた。
それとは対照的にALOHAnetは真のネットワークであった。ALOHAnetに接続された全コンピュータは、オペレータが手をかけなくとも何時でもデータを送信でき、同時に複数のコンピュータがやりとりできる。媒体は無線であるため、通信路自体にはコストはかからず、いつでも好きなように使えた。
このような方式ではある重大な問題が生じる。2つのノードが同時に送信しようとしたとき、2つの信号が混信によって破壊されてしまう問題である。この問題に対処する何らかのシステムが必要となる。そして、対処方法は様々なものが考えられる。
1つの対策は、各ノードが別の周波数を使う方法である。これを「周波数分割多重化」と呼ぶ。しかし、そのためには各ノードが他のマシンの使っているあらゆる周波数帯を受信できなければならない。ネットワークが拡大していけば、周波数帯は数百にもなり、そのような多数の周波数帯を同時に受信できる機構は非常に高価になる。
別の対策は、各ノードに送信が許される「時間スロット」を割り当てる方法である。これを「時分割多重化」と呼ぶ。これは各ノードが同じ周波数帯を使い続けられるので、より実装が容易である。しかし、あるノードが送信すべきデータを持っていない場合、その時間スロットは無駄になるという問題がある。
待ち時間はランダムなので、衝突を起こした複数のノードのうち1つが最初に再送を試み、他のノードは再送しようとしたときに別のノードがチャンネルを使っていることを知る。多くの状況では、これで衝突が避けられる。
このような衝突回避システムでは、他のノードが全く通信していない状況ではネットワークの全容量を1つのノードが利用できるという利点がある。また事前の設定も不要である。周波数と時間スロットがわかっていれば、ノードを追加して即座に通信を開始できる。
しかし、ネットワークが混雑してくると、衝突発生回数が急激に増加していく。ALOHAnetの最大チャンネル利用率は約18%であった。これ以上にネットワークを利用しようとすると衝突が増大し、全体としてのデータスループットは低下する。この現象を輻輳崩壊と呼ぶ。
Slotted ALOHA では、ハブが小さいクロックパケットを定期的に各局に送信する。各局はクロックパケットを受信した直後だけパケットを送信できる。1つの局だけがパケットを送信した場合、そのパケットでは衝突が発生しないことが保証される。2つ局が同時にパケットを送信した場合、常に衝突となり、次のクロックパケットまでの時間が無駄となる。この方式では従来と比較して衝突する確率が半分になり、全体としてチャンネル利用率が向上する。
利用率が低ければ、それだけ安価で済む。ロバート・メトカーフは、このシステムを若干修正した有線ネットワークを開発し、これがイーサネットになった。現在では、これをCSMA/CD (Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection) と呼んでいる。