7 Некоторые сведения из теории распределения информации

 

Для передачи информации создаются соединительные тракты. Количество коммутируемых участков а, следовательно, и число коммутационных узлов КУ, зависит от вида организуемой связи.

Рассмотрим примеры простейших трактов:

 

 

 

 

 

 

Ниже приводится пример тракта с большим количеством коммутируемых участков:

 

 

Каждый из коммутируемых участков содержит число линий или каналов, которое зависит от интенсивности телефонного сообщения на данном участке, в данном направлении.

Интенсивность телефонного сообщения и количество каналов (линий) в данном направлении определяется в соответствии с принципами теории распределения информации и соответствующими разделами математики.

Системы коммутации представляют собой системы массового обслуживания (СМО). Примером систем массового обслуживания могут быть транспортные системы (авиа, городской, железнодорожный транспорт и т.д.), сети бытового обслуживания (ателье, ремонтные мастерские), торговля, связь и т.д.

СМО взаимодействуют со случайным числом потребителей, клиентов. Длительность пребывания клиента в обслуживающей системе – случайная величина.

Рассмотрим функциональную схему СМО:

 

Характеристика коммутационной системы как  СМО:

а) источники вызовов, создающие входящий случайный поток вызовов. Поток вызовов, это случайный дискретный  процесс последовательности однородных событий, происходящих в случайные интервалы времени, при непрерывном его отсчете;

б) источники вызовов создают входящий поток вызовов (Спост.);

в) входящие вызовы образуют очередь на входе коммутационной системы. Система обслуживает эти вызовы 6:

-  строгая очередь;

-  случайный выбор;

-  приоритетное обслуживание   категорированных абонентов и т.д.

Вызовы обслуживаются с «

Явными  « потерями» или с «ожиданием».

Г) обслуживающая система обслуживает вызовы в зависимости от механизма доступности к обслуживающим устройствам. Доступность абонентов к приборам   V  может быть ПД или НПД.

ПД – это полная доступность входа ко всем приборам  на выходе  V.

НПД – это неполная доступность входа к приборам на выходе  V.

Время обслуживания это длительность пребывания вызова в обслуживающей системе и это случайная величина.

Познакомимся с основными терминами теории распределения информации:

-  сообщение – это совокупность информации, имеющая признаки начала и конца и предназначенная для передачи по сети или через КУ;

-  вызов – это требование источника на установление соединения и характеризуется моментом поступления. Вызов может быть обслуженным, потерянным, задержанным, первичным, повторным;

-  поток вызовов – это множество последовательных моментов поступления вызовов.

Поток вызовов может быть детерминированным и случайным.

Детерминированный поток – это такой поток, последовательность поступления вызовов, которых определена. Сюда относятся передачи радио и телевидения, сеансы связи с ИСЗ и т.д. К случайным потокам относится поток вызовов на телефонных сетях, они характеризуются стационарностью, ординарностью, отсутствием последействия.

1) Стационарность потока характеризует, что вероятность поступления вызова не меняется в течении определенного  времени, т.е. за промежуток t  = Const.

2) Ординарность потока – это практически невозможность группового поступления вызовов, т.е. вероятность поступления более одного вызова за бесконечно малый промежуток времени   t есть величина бесконечно малая.

3) Последействие характеризует зависимость вероятностных характеристик потока от предыдущих событий. В малых потоках ощущается последействие, а в больших потоках можно считать отсутствие последействия.

 

С_пост = С_обсл. + С_{необсл.} = С_сост. + С_сз + С_но + С_ош + С_пот. + С_техн. =1

                                          0,6      0,2    0,1     0,02  0,03     0,05                                                                                                

                                                     0,9                          0,1

 

                                                     Создают повторные вызовы

 

Телефонное сообщение – это совокупность процессов, связанных с занятием, использованием и освобождением линий и приборов коммутационного тракта. Ниже представлена обобщенная структура коммутационного тракта:

 

 

 

Чем выше интенсивность телефонного сообщения, тем больше требуется коммутационных приборов и соединительных линий. Количественной оценкой интенсивности телефонного сообщения является телефонная нагрузка. Телефонная нагрузка – это общая длительность занятия коммутационных приборов за период    t2 -   t1

 

 

где:             N  - число источников нагрузки;

                   С  - среднее число вызовов за период   t    - t

                    t--  средняя продолжительность занятия приборов и линий одним соединением.

Интенсивность телефонной нагрузки – это телефонная нагрузка,  отнесенная к продолжительности периода для которого она рассчитывается. Единица измерения – Эрланг.

1 Эрл.   – это такая интенсивность нагрузки, при которой в течении одного часа будет обслужена нагрузка в одно часозанятие, т.е. размерность телефонной нагрузки – время.

С учетом категорий источников нагрузки формула нагрузки будет выглядеть так:

 

Категории абонентов могут быть: квартирные индивидуальные (ки), квартирные спаренные ((кс), народнохозяйственные (нх), коллективные (кк), таксофоны (тсф) и т.д.

Часом наибольшей нагрузки (ЧНН) называется промежуток времени продолжительностью 60 мин = 1 час, когда на систему поступает максимальная нагрузка. ЧНН приходится на разное время суток, в зависимости от того, где расположена система в деловой части города или микрорайоне. Ориентировочный характер зависимости “С” от времени суток представлен на рис. ниже:

Коэффициент концентрации к ЧНН К=10%

Коэффициент концентрации к ЧНН К=15%

 

 

 

Основная задача теории распределения информации – разработка математических методов расчета количества приборов, необходимых для обслуживания поступающей нагрузки  при заданном качестве обслуживания и эффективным функционированием системы, т.е.

                             V = F (Учнн,  Р,  S)

где: Учнн – нагрузка, т.е. пропускная способность  V обслуживающих устройств;

       Р - качество обслуживания при заданном числе V приборов и величине нагрузки Учнн;

       S - характеристика обслуживающей системы, ее доступность и механизм обслуживания.

Существует множество методов расчета числа обслуживающих устройств: инженерный, табличный, графический, номограммы и т.д.

Качество обслуживания вызовов – основной показатель оценки работы телекоммуникационных сетей. Показатель качества обслуживания вызовов- это нормы, при которых рассчитывается оборудование телефонных станций и сетей. Каждый участок и каждый КУ характеризуется предельно допустимой нормой потерь.

Потери тракта

Ртракта = Р1 + Р2 + ……….+Рn , где каждое Рi есть норма потерь на участок.

Единица измерения потерь промилля ( ) – тысячная доля, число вызовов, теряемых на тысячу поступивших.

  =  0,001  - потеря  1 вызова на тысячу поступивших;

3   =  0,003  - потеря  3 вызова на тысячу поступивших.

Потери можно определять по нагрузке, по  вызовам, по времени.

Число приборов  V на каждом участке соединительного тракта определяется не только значениями  У  и  Р, но и способом подключения линий к выходам коммутационных приборов, а также структурой пучка линий.

Пучком линий называется совокупность линий, принимающих нагрузку от некоторой определенной группы источников нагрузки, для передачи ее в определенном направлении. Пучки линий могут быть полнодоступными (ПД) и неполнодоступными (НПД).

ПД пучком называется такой пучок  когда входу доступны все линии пучка на выходе 

Это возможно при условии  D>V, т.е. когда доступность прибора  D больше или равна количеству линий в направлении.

НПД пучком называется такой пучок, когда входу доступны не все линии пучка на выходе. Это возможно при условии   D<V, т.е. когда доступность прибора D меньше количества линий в направлении. Неполнодоступное включение может подразделяться на прямое, равномерное, ступенчатое со сдвигом и с перехватом.

Тот или иной способ подключения линий может быть использован в разных типах систем коммутации и на разных ступенях искания в зависимости от доступности D   коммутационных приборов и количества приборов (нагрузочных групп).