Nella trattazione assumeremo che:

• tutti i frame consistano esattamente di L bit
• il tempo sia suddiviso in slot di L/R secondi (cioè che uno slot equivalga al tempo di trasmissione di un singolo pacchetto)
• i nodi comincino la trasmissione dei frame solo all'inizio degli slot
• i nodi siano sincronizzati in modo che tutti sappiano quando iniziano gli slot
• qualora in uno slot due o più frame collidano, tutti i nodi della rete rilevino l'evento prima del termine dello slot

Indichiamo con p una probabilità, vale a dire un numero tra 0 e 1.
Le operazioni dei nodi slotted ALOHA sono semplici:

• quando un nodo ha un nuovo frame da spedire, attende fino all'inizio dello slot successivo e poi trasmette l'intero frame
• se non si verifica una collisione, l'operazione ha avuto successo, quindi non occorre effettuare una ritrasmissione e il nodo può predisporre l'invio di un nuovo frame
• se si verifica una collisione, il nodo la rileva prima del termine dello slot e ritrasmette con probabilità p il suo frame durante gli slot successivi, fino a quando l'operazione non ha successo.

Con probabilità p intendiamo che quando si verifica una collisione è come se il nodo lanciasse una moneta truccata:

• se esce testa ritrasmette (questo si verifica con probabilità p)
• se esce croce allora lo slot corrente verrà saltato e sarà lanciata la moneta allo slot successivo (questo si verifica con probabilità 1 - p)
  I nodi coinvolti in collisioni lanciano le proprie monete indipendentemente gli uni dagli altri.

Questo protocollo consente ad un nodo, quando è l'unico attivo, di trasmettere alla massima velocità. Esso è anche fortemente decentralizzato, anche se è necessario che gli slot siano sincronizzati ai nodi.

Ma quando sono attivi più nodi?

1. Una certa frazione degli slot presenterà collisioni e quindi sarà sprecata
2. Una grande frazione degli slot risulterà vuota perché tutti i nodi attivi terminano la trasmissione in conseguenza della politica di trasmissione probabilistica. I soli slot non sprecati saranno quelli in cui è stato un solo nodo a trasmettere, tale slot prende il nome di slot riuscito.

Cerchiamo di derivare l'efficienza massima di slotted ALOHA. Modifichiamo leggermente il protocollo supponendo che ciascun nodo abbiamo sempre un frame da spedire e che il nodo trasmetta con probabilità p un nuova frame o uno che ha già subito una collisione.
Abbiamo N nodi.
La probabilità che uno slot sia uno slot riuscito è data dalla probabilità che un solo nodo trasmetta, mentre i rimanenti N - 1 rimangono inattivi. La probabilità un dato nodo trasmetta è p; la probabilità che i rimanenti nodi rimangano inattivi è . Quindi la probabilità di successo di un dato nodo è , poiché ci sono N nodi attivi, la probabilità che un certo nodo arbitrario abbia successo è . Quest'ultima è la formula che corrisponde all'efficienza di slotted ALOHA. Per ottenere la massima efficienza bisogna trovare un valore di p che massimizza quell'espressione, quindi si fa il limite per N che tende all'infinito. Dopo aver effettuato i calcoli si ottiene che la massima efficienza di slotted ALOHA è . Ovvero che quando N nodi hanno un gran numero di frame da inviare, nel migliore dei casi solo il 37% degli slot compie lavoro utile, quindi con velocità non pari a R, ma a . Un'analisi simile dimostra che di questo 37% il 26% subisce collisioni.

Slotted ALOHA richiede che tutti gli slot sincronizzino le loro trasmissioni a partire dall'inizio di uno slot. Il primo protocollo ALOHA (1970) era in realtà un protocollo privo di slot e completamente decentralizzato. In ALOHA appena arriva un frame (cioè un datagramma del livello di rete raggiunge la scheda di reta del nodo trasmettente), il nodo lo trasmette immediatamente e integralmente nel canale broadcast. Se si verifica una collisione, il nodo lo ritrasmette immediatamente con probabilità p o con probabilità 1 - p attende il tempo di trasmissione di un frame e, o lo ritrasmette immediatamente con probabilità p o con probabilità 1 - p attende il tempo di trasmissione di un frame e così via..

Analizziamo l'efficienza di ALOHA, le assunzioni sono simili a quelle fatte per slotted ALOHA.
Come unità di tempo, prenderemo il tempo di trasmissione di un frame.
A ogni dato istante la probabilità che un nodo stia trasmettendo è p.
Supponiamo che la trasmissione di un frame cominci all'instante ,.
Affinché la trasmissione del nodo considerato (i) vada a buon fine, nessun altro nodo può trasmettere nello stesso intervallo di tempo (ricordiamo che una unità di tempo è il tempo di trasmissione di un frame), in quanto si sovrapporrebbe con l'inizio della trasmissione del frame del nodo i (giallo in figura).
La probabilità che tutti gli altri nodi non diano inizio a una trasmissione in questo intervallo è .
Analogamente nessun altro nodo può iniziare la trasmissione mentre il nodo i sta trasmettendo (quindi nell'istante ), in quanto si sovrapporrebbe all'ultima parte della trasmissione di quel frame.
La probabilità che tutti gli altri nodi non comincino a trasmettere in questo secondo intervallo è anch'essa .
Di conseguenza possiamo notare che la probabilità che un nodo abbia successo nella trasmissione con ALOA è:

ricavando il limite come prima risulta che è peggio di slotted ALOHA.