Обобщенные характеристики сетей с различными типами интерфейсов

Таблица I

Топология системы обмена	Тип интерфейса	Структура линий связи, режимы обме­на	Расширяемость	Задержка в передаче сообщений
“Звезда” (“Дерево”)	Радиальный	“Точка-точка”, симплексный, дуплексный, полудуплекс­ный	Средняя (высокая)	Средняя (большая)
“Кольцо”	Цепочечный	“Точка-точка”, симплексный	Высокая	Большая
“Шина”	Магистральный	“Многоточка”, полудуплек­сный	Высокая	Малая

3. Показатели эффективности каналов связи информационных сетей

По принципу передачи информации интерфейсы делятся на последова­тельные и параллельные. На рис. 2а, б представлены структурные схемы последовательного и параллельного каналов связи. Основными парамет­рами, позволяющими оптимизировать каналы связи являются: длина ка­нала связи, скорость передачи информации, суммарная стоимость канала связи. Комплексным параметром, определяющим эффективность канала связи, является показатель удельной стоимости передачи информации, определяемый, общей формулой:

Где - суммарная стоимость канала связи,

L - длина канала связи,

V - скорость передачи информации.

Вформуле (3.1) величинаскладывается из стоимости передатчи­ка, приемника (C_п, С_пр), регенерационных устройств (С_р), осуществляющих промежуточное усиление сигналов информации в канале связи, физичес­кой среды линии связи (С_ф), а также стоимости затрат, связанных с изготовлением (С_и), монтажом (C_м), эксплуатацией (С_э) канала связи

С_ = С_п + С_пр + N_p C_p + C_ф + C_и + С_м + С_э, (3.2)

где N_p - число регенерационных устройств.

Величина произведения LV в знаменателе формулы (3.1) характеризует добротность (D) канала связи. Существует два пути снижения показателя С_уд канала связи: уменьшение C_ и повышение D.

Общая добротность последовательного канала связи D_посл определяется суммарной добротностью его регенерационных участков

где l_n -длина n-го регенерационного участка, определяемая типом используемой среды передачи (витая пара, коаксиаль­ный или волоконно-оптический кабель и т. д.).

Выражение для показателя удельной стоимости передачи информа­ции в таком канале с учетом (3. 3) имеет вид

На рис. 3 представлена зависимость С_{уд.посл.}=f(l_n) для двух скоростей передачи информации V₁ , V₂ (V₁<V₂).

При больших объемах передаваемой информации применяется как временное, так и пространственное ее уплотнение. Для каналов большой протяженности (более 100м) целесообразно временное уплотне­ние информации, при этом, чем больше информации необходимо передать, тем выше должно быть быстродействие (скорость передачи) канала свя­зи. Применение устройств уплотнения и разуплотнения информации в таких каналах связи повышает их суммарную стоимость. Поэтому для каналов малой протяженности наиболее оптимальным является исполь­зование параллельной передачи информации - пространственное уплот­нение. Добротность параллельного канала связи определяется суммар­ной добротностью параллельных проводников канала связи.

где \/_n - скорость передачи информации по n-му проводнику.

Если скорость передачи информации по всем проводникам парал­лельного канала связи одинакова (V₁=V₂=…=V_n), то добротность D_пар будет иметь вид

D_пар= N_п LV_п , (3.5)

где N_п - число параллельных проводников.

Показатель удельной стоимости передачи информации по параллель­ному каналу связи с учетом (3.5) будет определяться выражением

где С_ - суммарная стоимость параллельного канала, определяемая из формулы (3.2) без учета стоимости регенерационных устройств (N_рC_р).

При стоимости С_р =0,01С_Σ величина С_Σ будет равна

Тогда с учетом (3.7) показатель удельной стоимости передачи информации по параллельному каналу будет иметь вид

На рис. 4 представлена зависимость С_уд.пар=f(N_п), из которой следует, что по мере роста числа параллельных проводников С_уд.пар, уменьшается и тем больше, чем выше скорость передачи информации.

Таким образом, на начальном этапе проектирования каналов связи информационной сети проводится анализ показателей их удельной стоимости. Если в результате расчетов С_{уд.посл} <С_уд.пар, то оптималь­ным является тракт передачи на основе последовательного канала связи, если С_{уд.посл}> С_уд.пар , то оптимальным является параллельный канал связи.

Очевидно, что удельная стоимость сети в целом будет опре­деляться выражением

С_{уд.сети} = ΣС_{уд.посл} +ΣС_уд.пар , (3.9)

где С_{уд.посл} - суммарная удельная стоимость последовательных каналов сети,

С_уд.пар - суммарная удельная стоимость параллельных каналов сети.

4. Производительность сети.

Одной из важнейших характеристик сети является степень использова­ния каналов и другого оборудования, которая зависит как от построения сети и ее исправной работы, так и от загрузки каналов передаваемыми сообщениями. В настоящее время существует несколько подходов к оценке полезного использования канала, под которым понимают время:

t₁ - в течение которого предоставлен канал пользователю (занят або­нентом или сдан в аренду) независимо от того, загружен он или нет,

t₂ - то же, но оплачиваемое пользователем,

t₃- в течение которого канал “активен”, т.е. по нему передаются сообщения,

t₄- в течение которого передается полезная информация для пользователя (исключается адресная и служебная информация). При этом t_4<t₃<t₂ ≤t₁<t_и ,где t_и - время исправного состояния канала. Под коэффициентом использования канала чаще всего понимают отношение

где Т - полное время эксплуатации канала.

Другой важной характеристикой сети является способность ее достав­лять сообщения или мощность сети по пропускной способности

где_i - коэффициент использования i -го канала,

V_i - номинальная пропускная спосбность i -го канала,

l_i - длина i -го канала.

Обобщенная характеристика - производительность сети рассчитывается по формуле

где Q_i - объем переданных за время Т сообщений (в битах или часо- занятиях)по i - му каналу,

l_i - длина кратчайшего пути между узлами обмена информации в i - ом канале.

Отношение П /Dp показывает, насколько хорошо используется мощность сети - её каналы.

Например. В сети типа “кольцо” с числом АП равным 200, макси­мальным расстоянием между узлами связи 200м и непрерывной передачей информации со скоростью, 20Мбит/с в течение 1 часа производительность будет равна

5. Основные параметры и характеристики физических каналов связи

Характеристики каналов физического уровня представляют совокуп­ность параметров непосредственно физической среды передачи данных и преобразователей, обеспечивающих работу среды передачи информации.

К ним относятся:

1. число подключаемых к каналу приемопередатчиков,

2. тип носителя среды передачи данных (кабель, световод),

3. максимальная скорость передачи сигналов в канале,

4. допустимая вероятность ошибки при приеме сигнала,

5. полоса частот, пропускаемая каналом,

6. соотношение сигнал - шум при приеме сигнала,

7. длина канала связи или максимальная длина составляющих частей передающей среды (сегментов, шлейфовых и радиальных ответвителей и т.д.), соединяющих АП,

8. задержка распространения сигнала в физической среде канала,

9. задержка передачи сигнала в канале,

10. число ретрансляторов в канале,

11. добротность канала связи,

12. параметры сигналов на входе, выходе канала,

13. производительность канала связи сети,

14. габаритные размеры и конструктивно-технологические характеристики составных частей передающей среды (приемопередатчиков, стыковоч­ных элементов).

В качестве физической среды распространения сигналов в каналах связи используется: витая пара проводников, кабель коаксиальный (узкополосный, широкополосный), волоконно-оптический (световодный) кабель, открытый радиоволновый ВЧ и СВЧ - канал.

В таблице 2 представлены качественные характеристики сред физи­ческих каналов.