Пропускная способность

2.2.2. Пропускная способность

Пропускная способность собственно среды передачи характеризуется максимальной скоростью передачи данных (бит/с), которая может быть достигнута в ней. Очевидно, что это - максимальная скорость, с которой информация может транспортироваться в среде. Из-за избыточности и ошибок в канале обычно действительная скорость передачи информации в среде будет меньше возможного максимума. Пропускная способность часто выражается в процентах от номинальной канальной скорости.

Скорость среды передачи иногда представляют в бодах. Бод просто равен величине, обратно пропорциональной наименьшей длительности сигнала в секундах, который может быть успешно передан в среде (наименьшую длительность сигнала иногда так же представляют как единичный интервал). Например, если единичный интервал равен 10 мс, то линейная скорость равна 100 бод. Для указанной скорости передачи данных в бодах сама по себе форма представления сигнала не важна. Он может быть двоичный или m-ичный (с m уровнями отсчета, а не двумя). Для перехода от значения в бодах к значениям в битах в секунду и наоборот необходимо знать число уровней, связанных с каждым элементом сигнала и вероятностями их появления. В нашем случае ( среда передачи телефонный канал) можно воспользоваться формулой Шеннона, которая устанавливает связь между шириной полосы пропускания канала в герцах и скоростью передачи в битах за секунду. Математически это соотношение может быть представлено как

С=Wlog₂(1+S/N) (1.7.1) ,

где С-канальная скорость, бит/с ; W-ширина полосы, Гц

S,N-уровни мощности сигнала и помехи соответственно.

Выражение (1.7.1) дает верхнюю границу канальной скорости в идеальных условиях. Если рассматривать телефонный каналс шириной полосы и отношением сигнал-помеха:

W=3000 Гц; S/N=30 дБ или 10 ³ , то

С=3000 log₂(1+1000)=29880 бит/с.

Эта скорость не может быть достигнута на практике по следующим причинам: 1) телефонная среда не свободна от помех; 2) мощность шума в канале распределена неравномерно. Однако, при применении передовых технологий кодирования и сжатия сигнала этот порог не критичен.

В рассматриваемой нами сети Global X.25 для передачи информации используются те же самые телефонные каналы. Пропускная способность этих телефонных каналов связи составляет 14400 - 19800 бит/с.

2.2.3. Целостность или точность

Целостность передачи - это показатель точности процесса передачи. Распределение ошибочных битов может полностью характеризовать процесс передачи. Если биты с ошибками распределены по случайному закону, то вероятность бита с ошибкой, или частость ошибочного бита (ЧОБ), будет полезным параметром, который может быть использован для полной характеристики среды передачи в статистическом смысле.

Исследования показали, что нормы ошибок по битам при передаче данных по стандартным телефонным каналам имели следующие результаты(исследования проводились на магистральных каналах с пропускной способностью 14400 бит/с): при использовании протокола Х.25 вероятность передачи ошибочного бита составила 10 ^-5 ; при использовании протокола Х.28 - 10 ^-4 .

2.2.4. Готовность

Готовность среды передачи (в общем, любой системы) - это вероятность того, что она находится в рабочем состоянии . Коэффициент готовности может быть рассчитан как

К= Т₀/(Т₀ + Тв), (1.7.2)

где То - средняя наработка на отказ; Тв - среднее время восстановления.

Мы рассматриваем здесь только средние или ограниченные значения готовности. В действительности готовность есть случайная величина. Например, если готовность измеряется с использованием реальныл объемов данных, она будет изменяться из года в год.

Выражение (3.8) может быть также записано в виде

Время работы

К= ------------------------------------------------------ (1.7.3)

Время работы+ Время восстановления

Знаменатель в выражении (3.9) представляет собой весь период наблюдения. Далее представлены значения показателей для готовности типичной среды передачи .

Среда передачи Коэффициент готовности, %

Физическая цепь 99,99

Канал телефонной коммутируемой сети 99,96

Космический канал 99,96

Выделенная линия 4 КГц (160 км) 97,50

Нередко надежность системы R (t) определяется как вероятность того, что система будет в рабочем состоянии (без отказов) в течение временного интервала (0, 1). Функция надежности часто выражается экспоненциальным законом:

R (t) = ехр ( - lt). (1.7.4)

Из выражения (3.10) функция потоков отказов может быть рассчитана как:

f (t) = l ехр ( - lt). (1.7.5)

Среднюю наработку на отказ Т₀ можно теперь записать в виде

T₀=1/l (1.7.6)

Параметр l называется потоком отказов системы.

Аналогичный подход используется для описания восстановления системы. Функция восстановления часто выражается как

М (t) = ехр ( - mt). (1.7.7)

Как и ранее, можно показать, что

Т_в = 1/m. (1.7.8)

Параметр m называется потоком восстановлений системы.

Из (1.7.6) и (1.7.8) для экспоненциально распределенных функций надежности и восстановления получаем выражение для коэффициента готовности в виде

A=(1/l)(1/l+ 1/m)= m /(l+m) (1.7.9)

Отметим, что выражение (1.7.9) пригодно только для случая, когда функции надежности и восстановления экспоненциальные.

С точки зрения пользователя не всегда практично разделение между полным отказом среды передачи и периодом высокой интенсивности искажений битов. По мнению МККТТ поток ошибок, превышающий 10 ^-3 в каждую секунду в течение более чем десяти следующих друг за другом секунд, соответствует полному отказу, т. е. состоянию неготовности.

Способ, которым распределены реально длительности отказов, не может быть предугадан. Очевидно, если функция нахождения системы в исправном состоянии распределена экспоненциально, то длительности отказов могут быть предсказаны статистически. Это положение существенно для расчета функционирования на уровне пользователя и особенно при проектировании системы, которая отвечает требованиям пользователя. Рассмотрим ту конфигурации, которую имеем мы, точнее один из отрезков ( удаленный пользователь - хост ). Это терминал и подсистема доступа (районного пользователя) , собственно сеть и главная ЭВМ и подсистема доступа (хост ЛВС АВО). Если при данной конфигурации подсистема доступа или сеть отказывают, пользователь будет воспринимать это как общий отказ системы. Если предположить, что характеристики отказов трех компонентов всей системы статистически независимы, то межконцевая (сквозная) готовность системы может быть выражена как

А = А₁ * А₂ * А₃, (1.7.10)

где А₁ , А₂ , А₃ - коэффициенты готовности подсистем терминального доступа, сети и подсистемы доступа к главной ЭВМ соответственно. Выражение (1.7.10) легко выводится из предположения о независимости.

Из [2] приняв А₁ =А₃=0,9996 и А₃=0,99 , легко расчитать межконцевую готовность:

А = А₁ * А₂ * А₃=0,9892, или 98,92 % .

Похожие работы

Разработка корпоративной ИВС

Скачать

99339

2

7

... средствами на базе компьютеров и специальных коммуникационных адаптеров. Второй широко используемый тип периферийного оборудования - шлюзы (gateways), реализующие взаимодействие приложений, работающих в разных типах сетей. В корпоративных сетях используются в основном шлюзы OSI, обеспечивающие взаимодействие локальных сетей с ресурсами Х.25 и шлюзы SNA, обеспечивающие подключение к сетям IBM. ...