Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методические указания и контрольные задания по курсу Сети ЭВМ и телекоммуникации

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
988 Кб
Скачать

V – скорость сигнала близкая к скорости света при использовании для связи электромагнитных волн: V ≈3·105( кмс ).

Численные значения времени замедления для 1 км различных сред приведены в табл. 1, в столбце «время замедления»

1 в) Стоимость строительства линии представляет собой капитальные затраты на строительство линии конкретной длины

К=Кмсз, (3) Где Км – стоимость материалов;

Кс – стоимость сооружений; Кз – стоимость заработной платы.

и состоит из затрат на оплату материалов (кабель, конструкции), работ по сооружению канализации, траншей, радиорелейных вышек, оплату труда строителей. Стоимость строительства линии является единовременной затратой в отличие от эксплуатационных затрат. Ориентировочные численные значения для 1 км линии различных сред приведены в таблице 1, в столбце «стоимость строительства».

2.Таблицы исходных данных.

Километрические значения критериальных параметров (длина,

затухание, время замедления, капитальные затраты) являются метрикой сетевого пространства, основой для расчета исходных данных по оптимизации фрагмента сети.

Для этого преобразуем матрицу 1 в матрицы 3, 4, 5 путем умножения километрических значений табл. 1 на длины ребер фрагмента сети согласно

данным матрицы 1 по формулам:

 

Al=L (км) α (дБ/км)

(4)

ТL= L (км) τ (мкс/км)

(5)

КL= L (км) χ (дол/км)

(5)

Где α, τ, χ – километрические значения таблицы 1.

 

L – значения длин ребер из матрицы 1.

При этом предварительно распределяются по ребрам сети выбранные среды передачи: волоконно – оптический кабель (optic), радиорелейная линия (radio), коаксиальный кабель (cable) Пример распределения указанных сред приведен в матрице 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица 2

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

 

optic

radio

cable

radio

optic

radio

optic

radio

optic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

optic

 

optic

optic

cable

optic

radio

radio

radio

cable

3

radio

optic

 

cable

optic

radio

optic

radio

radio

radio

4

cable

optic

cable

 

cable

cable

cable

radio

optic

cable

5

radio

cable

optic

cable

 

cable

cable

optic

radio

optic

6

optic

optic

radio

cable

cable

 

optic

radio

radio

radio

7

radio

radio

optic

cable

cable

optic

 

optic

optic

optic

8

optic

radio

radio

radio

optic

radio

optic

 

optic

optic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

radio

radio

radio

optic

radio

radio

optic

optic

 

optic

10

optic

cable

radio

cable

optic

radio

optic

optic

optic

 

Далее по формуле (4) рассчитывается матрица затуханий 3 Матрица 3 (дБ)

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0.0

1.02

7.6

5.55

6.8

1.04

8.8

1.14

8.6

1.08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.02

0.0

1.02

0.9

4.94

1.11

7.3

8.6

6.6

5.4

3

7.6

1.02

0.0

5.55

0.82

6.1

0.8

8.1

7.5

6.8

4

5.55

0.9

5.55

0.0

2.4

1.95

2.25

8.0

0.96

4.949

5

6.8

4.949

0.82

2.4

0.0

5.55

5.69

0.78

14.2

1.1

6

1.04

1.119

6.1

1.95

5.55

0.0

1.16

8.2

6.6

9.3

7

8.8

7.3

0.8

2.25

5.69

1.16

0.0

0.78

0.86

0.82

8

1.14

8.6

8.1

8.0

0.78

8.2

0.78

0.0

0.88

0.84

9

8.6

6.6

7.5

0.96

14.2

6.6

0.86

0.88

0.0

0.8

10

1.08

5.4

6.8

4.95

1.1

9.3

0.82

0.84

0.8

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По формуле (5) рассчитывается матрица величин задержки 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица 4

(мкс).

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

5

 

6

 

7

8

9

 

10

 

 

 

1

 

 

0.00

 

30.59

 

33.44

 

18.50

 

29.92

 

31.2

 

38.72

34.2

37.84

 

32.4

 

 

 

2

 

 

30.59

 

0.0

 

 

30.59

 

27.00

 

16.5

 

33.59

 

32.12

37.84

29.04

 

18.0

 

 

 

3

 

 

33.44

 

30.59

 

0.0

 

 

18.50

 

24.59

 

26.84

 

24.0

35.64

33.0

 

29.92

 

 

 

4

 

 

18.50

 

27.0

 

18.5

 

 

0.0

 

8.0

 

6.5

 

7.5

35.2

28.79

 

16.5

 

 

 

5

 

 

29.92

 

16.5

 

24.59

 

8.00

 

0.0

 

18.5

 

19.0

23.4

62.48

 

33.0

 

 

 

6

 

 

31.20

 

33.59

 

26.84

 

6.50

 

18.5

 

0.0

 

34.8

36.08

29.04

 

40.92

 

 

 

7

 

 

38.72

 

32.12

 

24.0

 

 

7.50

 

19.0

 

34.8

 

0.0

23.4

25.79

 

24.59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

34.20

 

37.84

 

35.64

 

35.2

 

23.4

 

36.08

 

23.4

0.0

26.40

 

25.20

 

 

 

9

 

 

37.84

 

29.04

 

33.0

 

 

28.79

 

62.48

 

29.04

 

25.79

26.40

0.0

 

24.0

 

 

 

10

 

32.40

 

18.0

 

29.92

 

16.5

 

33.0

 

40.92

 

24.59

25.20

24.0

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

По формуле (6) рассчитывается матрица величин капитальных затрат

 

на строительство 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(долл.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

5

6

 

7

8

9

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0.0

127499.99

 

11400.0

 

7400.0

10200.0

130000.0

 

13200.00

142500.0

12900.0

 

135000.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

127499.99

 

0.0

 

127499.9

 

112500.0

6600.0

140000.0

 

10950.0

12900.0

9900.0

 

7200.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

11400.0

127499.99

 

0.0

 

7400.0

102499.9

9150.0

 

100000.0

12150.0

11250.0

 

10200.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

7400.0

112500.0

 

7400.0

 

0.0

3200.0

2600.0

 

3000.0

12000.0

120000.0

 

6600.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

10200.0

 

6600.0

 

102499.9

 

3200.0

0.0

7400.0

 

7600.0

97500.0

21300.0

 

 

137500.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

130000.0

140000.0

 

9150.0

 

2600.0

7400.0

0.0

 

145000.0

12299.9

9900.0

 

 

13950.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

13200.0

10950.0

 

100000.0

 

3000.0

7600.0

145000.0

 

0.0

97500.0

107500.0

 

 

102499.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

142500.0

12900.0

 

12150.0

 

12000.0

97500.0

12299.98

 

97500.0

0.0

110000.0

 

 

105000.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

12900.0

 

9900.0

 

11250.0

 

120000.0

21300.0

9900.0

 

107500.0

110000.0

0.0

 

 

100000.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

135000.0

 

7200.0

 

10200.0

 

6600.0

137500.0

13950.0

 

102499.9

105000.0

100000.0

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отметим, что матрицы 3,4 и 5 являются симметричными и могут быть заполнены только наполовину. Рассчитанные и приведенные в матрицах данные характеризуют фрагмент сети подлежащей оптимизации с применением алгоритма ПРИМА по выбранным критериям (длина, затухание, время задержки, капитальные затраты).

3. Описание алгоритма Прима для оптимизации фрагмента сети. Алгоритм Прима – алгоритм построения минимального остовного дерева связанного неориентированного графа. Построение дерева заключается в следующем:

1) Выбирается произвольная вершина – корень покрывающего дерева.

2)Измеряется расстояние от неѐ до всех других вершин. Это расстояние до вершин дерева. Под расстоянием понимается или физическая длина или величина численно равная значению параметра указанному в матрице.

3)Повторяется процедура до тех пор, пока в дерево не добавлены все вершины и при этом:

а) находится вершина, расстояние от дерева до которой минимально; б) она добавляется к дереву; в) пересчитывается расстояние от вершины до дерева следующим

образом: если расстояние до какой-либо вершины из новой вершины меньше текущего расстояния от дерева, то старое расстояние от дерева заменяется новым.

4.Результаты оптимизации.

Ниже представлены результаты оптимизации фрагмента сети по выбранным параметрам (матрица 6, 7, 8, 9.) На рисунках 1 и 2 представлены графы полученных деревьев.

Оптимизированная матрица расстояний (6) Матрица 6 (км)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

4.0

0.0

0.0

0.0

3.3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Общая длина: 26.3 км.

Необходимо убедится прямым счетом суммарного расстояния, затухания, времени распространения и затрат, что эти результаты являются минимальными и не могут быть превышены.

Оптимизированная матрица затуханий (7)

Матрица 7 (дБ)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1.02

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.8

0.0

0.0

0.0

0.0

0.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.78

0.0

0.0

1.04

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.82

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.78

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.96

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.8

0.0

Общее затухание: 7.9 дБ

Оптимизированная матрица задержек (8)

Матрица 8 (мкс)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

16.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

18.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

18.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

8.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

6.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

23.4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

24.0

0.0

0.0

0.0

16.5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

 

 

 

Общая задержка: 139.4 мкс.

 

 

 

 

 

 

Оптимизированная матрица затрат (9)

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица 9

(долл.)

 

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

6600

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7400

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

7400

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3200

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

2600

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

3000

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

12000

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

9900

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

6600

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Общие затраты: 58700 долл.

Рисунок 1. Графы деревьев расстояний (слева) и затуханий (справа)

Рисунок 2. Графы деревьев задержек (слева) и затрат (справа)

Литература

1.Мизин И.А., В.А. Богатырев, А.П. Кулешов «Сети коммутации пакетов», под ред. В.С. Семенихина, Москва, «Радио и связь», 1986 г.

2.Н.С. Мардер «Современные телекоммуникации», «Ирнас», Москва, 2006 г

3.И. Грень «Локальные сети, модемы, Интернет». Минск. ООО «Новое знание». 2004 г.

4.Дилип Найк. «Стандарты и протокол Интернета». Microsoft. Press. Русская редакция. 1999 г.

5.В.Ю. Деарт. «Мультисервисные сети связи». Конспект лекций. МТУСИ. Москва, 2008 г.

6.В. Столлингс. Современные компьютерные сети». «Питер». 2003 г.

7.В.Г. Олифер. Н.А. Олифер. «Компьютерные сети». Учебник для ВУЗов. «Питер». 2005 г.

8.А.Г. Курносов. С.А. Кулев, «Информатика». Под редакцией А.П. Курносова, М. Колосс, 2006 г.

9.Телекоммуникационные системы и сети. Современные технологии. Учебное пособие.

10.Б.И. Крук, В.Н. Панантонопуло, В.П. Шувалов «Горячая линия» - Телеком, 2004 г., 3 тома.

11.Д. Уолрэнд «Телекоммуникационные и комьютерные сети». Вводный курс. Москва. 2001 г.

12.А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации». Москва. Финансы и статистика». 2004 г.

13.А.В. Шималько. «Цифровые сети связи., Эко-трендз. Москва. 2007 г. 14.С.А. Анфилофьев. Л.Г. Суменко. Англо-русский словарь по

инфокоммуникациям. Под ред Л.Е. Варакина. МАС Москва. 2001 г. 15.С.П. Соловьев. Термины, определения и сокращения в отрасли «связь»

для ФГУП ЦНИИС. Москва. 2006 г.

16.Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи. Под ред.В.А. Докучаева. «Радио и связь. Телесофт АПОС. Москва 2000 г.

17.Ю.А. Громаков, Стандарты и системы подвижной радиосвязи. Эрикссон. Мосвка, 1996.

18.Телекоммуникации в России в XXI веке. Сборник статей под редакцией проф. Л.Е. Варакина. МАС. Москва. 1999 г.

19.Л.Е. Варакин. «Распределение доходов, технологий и услуг». МАС. Москва. 2002 г.

20.Инфокоммуникации информационного общества. Том VI. Под. ред. проф. Л.Е. Варакина. МАС. Москва. 2006 г.

21.Л.Д. Рейман, Л.Е. Варакин, В.А. Кудряшов, В.Д. Москвитин, Д.С. Черешкин. «Концепция развития отрасли «связь» и информатизация» Российской Федерации. МАС, Москва, 2001 г.

22.В.Б. Булгак, Л.Е. Варакин, Ю.К. Ивашкевич, В.Д. Москвитин, В.Г. Осипов. «Концепция развития связи Российской Федерации». Радио и связь. Москва. 1995 г.

23.В.Б. Булгак, Л.Е. Варакин, А.Е. Крупнов, В.Д. Москвитин, В.А. Ращупкин, Ю.А. Толмачев. Основы управления связью Российской Федерации, под. ред. А.Е. Крупнова и Л.Е. Варакина. Москва. «Радио и связь». 1998 г.

24.Л. Е. Варакин. «Цифровой разрыв в глобальном информационном обществе». Теория и практика измерений. МАС, Москва, 2004 г.

25.ФЗ № 126 «О связи», 2003 г., Москва, 2003 г.

26.Мировая история телекоммуникаций. Календарь ОАО «Ростелеком». 2006 г.

27.О.Н. Иванова «Телефония в датах». МТУСИ, Москва, 2006 г.

28.В.С. Климов, В.Н. Король, С.И. Марценицен «Сети связи. Каналообразующая и коммутационная телеграфная аппаратура». Справочник.

29.В.И. Шапкин. Радио. Открытие и изобретение. Наука. Техника. Социум. Москва 2009 г.

30.К.Г. Румпф «Барабаны, телефоны, транзисторы». Перевод немецкого «Мир», Москва, 1971 г.

31.А.С. Аджемов. Мир информационной реальности.

32.В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Основы сетей передачи данных». Учебное пособие Москва, 2005 г.

33.В.С. Гуров, Г.А. Емельянов, Н.Н. Етрухин, Е.В. Базилевич «Основы передачи данных по проводным каналам связи». Изд. «Связь», Москва, 1964 г.

34.Томас Кормен, Чарльз Лейзерсон, Рональд Ривест, Клиффорд Штайн «Алгоритмы: построения и анализ». 2-е издание. Издательство: Вильямс. Год: 2005.

35.Берж К. «Теория графов и ее применение». Москва 1962.

36.Р. Басакер Р., Саати Т. «Конечные графы и сети». Москва. Наука. 1974 г.

37.В.Г. Олифер, Н.А. Олифер «Системы передачи данных». Методические указания Москва, 2008 г.

38.И.В. Лобов, Г.С. Савельев и др. Инженерно-технический справочник по электросвязи (выпуск «Телефония») Связьиздат 1943г.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]