Телекоммуникациялық желілердің топологиялық құрылымы

Желінің нақты топологиясын таңдау, оның тек физикалық құрылымына ғана байланысты емес, сондай-ақ маңызды түрде желінің барлық негізгі көрсеткіштерін анықтайды.

Кейбір жағдайларда топология алдын ала беріледі, кей-кездері жобалау кезінде анықталады және әр түрлі критерийлермен бағаланады: сенімділік, экономикалық тиімділік және т.б.

Телефон желісі күрделі құрылым деп саналады, сондықтанда желіні құрудың бірнеше типтері болады:

1. Ағаш тәрізді топологияда түйіннің әр бір жұбы арасында тек бір ғана жол болады, желінің байланысушылығы h = 1. Бұл топологияның 2.1-суретінде көрсетілгендей, бірнеше түрлері болады: ағаш, жұлдыз, желілі, қар тәрізді, түйінді иерархиялсы бар түйінді

2.1 Сурет – Ағаш тәрізді топологияның түрлері: а – ағаш; б – жұлдыз;

в – желілік (шина); г – қар; д – түйінді иерархиялсы бар түйінді

2. тор тәрізді топология – бұл жерде әрбір түйін тек аз ғана басқа түйіндермен байланыса алады, желі байланысушылығы h > 1. Төмендегі 2.2-суретте бірнеше түрлері көрсетілген: ілмек тәрізді (сақина тәрізді), радиалды-ілмек тәрізді, ұя тәрізді, тор, қосарланған тор тәрізді.

2.2 сурет – Тор тәрізді топологияның түрлері: а – ілмек тәрізді (сақина тәрізді),

б – радиалды-ілмек тәрізді, в– ұя тәрізді, г - тор, д – қосарланған тор тәрізді.

3. Толық байланысқан топология, бұл жерде түйіндер «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша жалғанған. 2.5-суретте осындай топология көрсетілген.

2.5 Сурет – Толық байланысқан топология

Желі топологиясы желінің негізгі көрсеткіштеріне маңызды түрде әсер етеді, әсіресе сенімділік пен өміршеңдікке.Желінің байланысушылығы жоғары болған сайын, ол соншалықты сенімдді, әрі өміршеңді болады. Байланысушылығы жоғары топологияға толықбайланысқан желі жатады, бірақ, оның іске асырылуына максималды арналар саны талап етіледі, нәтижесінде желіге қымбат бағаға ие болады.

Нақты желі топологиясы көбінесе иерархиялыө принцип бойынша құрылады, үлкен тораптар «әрқайсысы әрқайсысымен» принципі бойынша, ал төмеенгі деңгейлерде қарапайым топологиялар қолданылады – ағаш, жұлдыз, шина, сақина және т.б.

Қорытынды: нақты желілер осындай типті комбинациялардан тұрады.

Телекоммуникалық желілерде универсалды қолжеткізу құруға арналған тапсырмаларды шешу үшін, ITU өзінің ұсыныстарында қолжеткізу желілерінің электрлік және оптикалық желілердің, радиожелілердің, ашық оптикалық желілердің типтік құрылымын қолдануды ұсынды, бұған мысал 2.3 суретінде көрсетілген. Жалпы көрініс деңгейіндегі кез-келген желі – пункттер мен оларды жалғаушы желілер жинақтарынан тұрады. Желі топологиясын оның байланысушылығы құрайды. Желі топологиясын зерттеу үшін, пункттерді нүкте (ұштар) түрінде, ал жалғаушы желілерді – доға (қабырғалар) түрінде белгілейді. Осындай геометриялық фигура, алдынды айтып өткендей – граф деген атқа ие.

Графтарды құру әдістемелерін толығымен осы пәннің тәжірибелік сабақтарында алуға болады.

а) б)

в)

2.3 Сурет – Топология түрлері а) «каскад» (ағаш) архитектурасы;

б) «жұлдыз» архитектурасы; в) «сақина» архитектурасы

Алгоритм негізінде алысталған түйіндерді анықтап көршілес түйіндермен байланыстыру жатады.

0 қадам. Белгіленулер жүйесі есептеледі.

t_ij= C_ij- C_io барлық үшін i, j N, i j (2.1)

t_ij параметрі i және j түйіндерді байланыстыру бағасын сипаттайды.

1 қадам. Минималды t_ij таңдалады

{t_ij}= t_kl .

Егер t_kl <0, 2 қадам есептеледі, егер t_kl 0- 4 қадам.

2 қадам. Келесі шарттарды а_k>0 (ақпаратты беру керек пе?) және а_k r_kl; (а_k+ а_l) r_lo (бос өткізу қабілеттігі бар ма).

Шарттар орындалса 3 қадамы есептеледі, қарсы жағдайда t_kl тең болады, 1 қадамды орындау қажет.

3 қадам. Егер t_kl <0, S_k және S_l қосылады және көрсеткіштер есептеледі:

а_k¹=0 а_l¹= a_l+a_k

r_kl=r- а_k

F¹ =F+ С_kl.

4 қадам. Егер минималды t_{kl 0,} S_k түйіні S₀ қосылады.

Мысалы:

S_1, S₂, S₃ терминалдарын ЭЕМ S₀ байланыстыратын минималды бағалы желіні құру қажет. Жолдар бағалары C_ij 3 кестеде берілген, барлық жолдардың өткізу қабілеттіктер r_ij=5 тең.

2.1-кесте

	S0	S1	S2	S3
S1	1	-	2	4
S2	4	3	-	1
S3	3	1	5	-

а₀=-8; а₁=2; а₂=3; а₃=3.

0 қадам. Белгіленулер көпшілігін есептейміз:

t_ij= C_ij- C_io (2.2)

t₁₂= C₁₂- C₁₀=2-1=1

t₁₃= C₁₃- C₁₀=4-1=3

t₂₁= C₂₁- C₂₀=3-4=-1;

t₂₃= C₂₃- C₂₀=1-4=-3;

t₃₁= C₃₁- C₃₀=1-3=-2;

t₃₂= C₃₂- C₃₀=5-3=2

1 итерация.

1 қадам. (1) көпшілігінде минималды белгіленуді таңдайық

{ t_ij}= t₂₃=-3

Бұл S₂ және S₃ (S₂=>S₃) шыңдарды байланыстыру мүмкіндігін тексеру қажеттілігін білдіреді.

2 қадам. S₂ шыңдағы интенсивтілігін есептейік

а₂=3>0; а₂=3<r=5.

а₂+ а₃=3+3>r - яғни S₂=>S₃ байланыс мүмкінсіз, t₂₃= болады, 2 итерацияны есептейік.

Итерация 2.

1 қадам.

{t_ij}= t₃₁=-2, яғни S₃ және S₁ байланысына сәйкес_.

2 қадам. а₃=3>0 а₃<r=5, а₁=3+2=5=r, яғни бұл байланыс мүмкін болады.

3 қадам. Есептейік:

• шығындар F=C₃₁=1;

• терминалдардың S₃ және S₁ жаңа интенсивтіліктері a₃¹=0 а₁¹=2+3=5

• өткізу қабілеті r¹₃₁=5-3=2.

3 итерация.

1 қадам. {t_ij} = t₂₁.

2 қадам. Тексерейік:

a₂=3>0; а₂<r=5; а₂+а₁^’= 3+5>r=5, сондықтан бұл байланыс мүмкінсіз.

4 итерация.

1 қадам. {t_ij}= t₁₂>0, яғни барлық t_ij – оң.

4 қадам. Оң интенсивтіліктермен шыңдарды S_0. байланыстырайық

A₁=5<r₁₀ a¹¹₁=0 а¹₀=-8+5=-3 F¹¹=F+C₁₀=1+1=2.

А₂=3<r₂₀ a¹₂=0 а¹¹₀=-3+3=0 F¹¹¹=F¹¹+C₂₀=2+4=6.

A¹₃=0

Есеп шығарылды, оптималды сұлба 2.5-суретте көрсетілген, шығындар 6 бірлікке тең.

№3 Тәжірибелік жұмыс

ГРАФТАРДЫ ҚҰРУ

3.1-суретте көрсетілген телекоммуникациялар желінің сұлбасы бойынша келесі тапсырмаларды орындау қажет:

а) желінің құрылымдық матрицасын табу;

б) УК_i коммутация түйінінен УК_j түйініне дейін барлық мүмкін жолдарын табу. i және j түйіндер нөмірлері 1.1 кестеден вариант бойынша алынады;

в) берілген түйіндер үшін үштен аспайтын ранг жолдарын r табу.

2

d

a

n

1

3

5

b

m

c

x

4