Проектирование сетей документальной электросвязи. Модель системы. Допущения идеализированной модели. Широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания. Формулировка задачи синтеза коммуникационной сети

Проектирование сетей документальной электросвязи

Список литературы:

1.  Л. Клейнрок. Коммуникационные сети. Стохастические потоки и задержки сообщений. Перевод с англ. Москва.: Наука, 1970.

2.  Вероятностные методы в вычислительной  технике. Учебное пособие для вузов по спец. ЭВМ. А.В. Крайников, Б.А. Курдиков, А.Н. Лебедев и др.; под ред. А.Н. Лебедева и Е.А. Чернявского.М.: Высшая школа, 1986 г.

3.  А.Н. Назаров., М.В. Симонов. АТМ: технология высокоскоростных сетей. М: Эко-Трендз, 1997 г.

Содержание курса:

1.  Назначение предмета. Основные элементарные понятия.

2.  Модель системы. Допущения идеализированной модели.

3.  Широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания.

3.1.  Сети АТМ.

3.2.  Характеристика трафика в сетях ШЦСИО.

3.3.  Математическая модель трафика ШЦСИО.

3.3.1.  Трафик источника с постоянной или изменяющейся скоростью

3.3.2.  Узловой трафик

3.3.3.  Методика расчета трафика, генерируемого объектами сети.

3.4.  Параметры ШЦСИО. Обозначения и определения.

4.  Формулировка задачи синтеза коммуникационной сети.

4.1.  Оптимальное распределение канальных емкостей в случае N отдельных устройств.

4.2.  Оптимальное распределение канальных емкостей в случае полносвязной сети с N узлами.

5.  Анализ  сетей с использованием теории марковских случайных процессов.

5.1.  Потоки событий

5.2.  Пуассоновские потоки

5.3.  Дискретные марковские цепи

5.4.  Эргодические и поглощающие марковские цепи.

5.5.  Непрерывные марковские цепи. Процесс «гибели и размножения».

6.  Анализ сетей с использованием теории массового обслуживания.

6.1.  Общая схема СМО

6.2.  Параметры и характеристики СМО

6.3.  СМО с m приборами для обслуживания и отказами.

1.  Назначение предмета. Основные элементарные понятия.

Задача проектирования сетей связи относится к классу задач, которые изучаются в смежных дисциплинах, таких как теория очередей (теория массового обслуживания), так как предметом изучения являются информационные потоки, которые возникают и потребляются в узлах сетей связи. Перед тем, как перейти к изучению основ теории систем массового обслуживания, рассмотрим ряд важнейших понятий.

Введение элементарных концепций, связанных с коммуникационными сетями, полезно провести при помощи примера сети, показанного на рис.1.1.   На этом рисунке узлы обозначают коммуникационные центры. Связи,  или линии между узлами  представляют односторонние каналы связи, каждый из которых обладает определенной канальной емкостью, которая в общем случае может выражаться в количестве бит, передаваемых по данному каналу в единицу времени.  Для наших целей сообщения, которые должны передаваться по сети, характеризуются следующими параметрами:

·  пунктом возникновения;

·  пунктом назначения;

·  временем поступления в сеть;

·  длиной сообщения в двоичных  единицах;

·  классом приоритета сообщений

            В общем случае эти величины определяются в соответствии с некоторым распределением вероятностей.

В качестве примера предположим, что сообщение возникло в узле L (рис.1.1.)  в момент времени t=0 и должно быть передано в узел N. Пусть его длина равна 300 двоичных единиц и предположим, что приоритет для сообщений не устанавливается.  В коммуникационном центре L должно быть принято решение, посылать ли сообщение в узел D или в узел Х. Определение правила относится к так называемому алгоритму выбора пути и в общем случае является функцией от состояния потоков в сети.  Каналы, соединяющие  узлы, могут быть использованы независимо и одновременно, причем каждый из каналов используется для различных  сообщений.  Таким образом, когда сообщение сформировалось  в узле L, может быть найдено 0,1 или 2 занятых канала, т.е. находящихся в процессе передачи сообщений. Если все каналы заняты, то сообщение присоединяется к очереди.  Физически это достигается путем хранения сообщения в памяти. Понятие очереди сообщений, образующейся  в узлах, является основным для рассматриваемых коммуникационных сетей. Когда сообщение достигает начала очереди, используется алгоритм выбора пути для того, чтобы определить по какому каналу  будет передано сообщение.  Будем считать, что канал, который связывает  узел L с узлом X, свободен. Так как емкость этого канала составляет 3 двоичные единицы в секунду, то передача такого сообщения займет 100 секунд. Ясно, что никакие другие сообщения не могут использовать  канал в течение этого времени. Когда передача окончится, этот канал может принять новое сообщение из очереди для передачи.

Из приведенного примера ясно, почему эти сети относятся к так называемым  коммуникационным сетям запасания и передачи, так как при  прохождении через узел сообщения, если это необходимо запасаются и затем направляются (передаются)  в следующий узел  по пути к своему адресату.