Изучение структурных схем построения информационных сетей и расчет основных характеристик каналов связи

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И

МАТЕМАТИКИ

(Технический университет)

Кафедра ВСиС

Расчетно-графическая работа №1 по курсу

«Сети ЭВМ и телекоммуникации»

«Изучение структурных схем построения информационных сетей и расчет основных характеристик каналов связи»

вариант №7

Подготовил студент:                                                                                                          Преподаватель:

группы С-62                                                                                                                        Волчков В.П.

Гоманов Н.

Москва 2004

Вариант № п/п	Топология сети	Среда передачи	Ширина полосы частот, МГц	Отношение сигнал-шум, дБ	Число бит в блоке, шт.	Количество абонентов, шт.	Макс. протяженность канала между АП, м.
7	Кольцо	Волоконно-оптический кабель	64	18	4000	10	2000

Задание 1.

Нарисовать структурную схему своего варианта сети, описать особенности ее функционирования.

Структурная схема информационной сети определяется топологией связей и режимом обмена по линии связи. Топологии типа «кольцо» соответствует цепочечный интерфейс. Структурная схема представлена на рисунке 1. Для такой топологии характерна легкость подключения абонента, экономия длины физического канала. К недостаткам можно отнести большую задержку в передаче сообщений, а также ненадежность, т.к. при выходе из строя одного из абонентов вся сеть распадается. Допустимый режим обмена информацией – симплексный, т.е. возможна передача лишь от одного АП. В моем варианте я установил, что передача осуществляется по часовой стрелки и против часовой стрелки (в обе стороны), т.к. это более удобно с точки зрения передачи информации (фактор скорости), а также более надежно. Структура линий связи – «точка-точка».

Рисунок 1

Задание 2.

Дать краткое описание физической среды передачи, конструктивные особенности, ограничения на скорость передачи и протяженность канала связи.

Физической средой передачи информации в моем варианте является волоконно-оптический кабель. Носителем информации в этой среде является пульсирующий световой луч, распространяемый по стекловолокну. Кабель состоит из стекловолокна, содержащего жилу световода и оболочку с разными показателями преломления, а также защитную оболочку, которая экранирует  световод от внешних засветок. Строение волоконно-оптического кабеля приведено на рисунке 2. Теоретический предел скорости передачи информации такой среды – десятки триллионов бит/с. На практике – сотни Мбит/с. Максимальная длина канала около 10 км.

Рисунок 2

Задание 3.

Найти максимальную скорость передачи информации по каналу связи при заданной ширине полосы частот и отношении сигнал-шум.

При заданных значениях   дБ      и                               МГц

, дБ                                                                                                                                                                                 

получаем 

далее подставляем в формулу и получаем в результате максимальную скорость передачи информации

  Мбит/с.

Задание 4.

Определить добротность канала связи сети при максимальной скорости передачи информации.

Так как длина канала в моем варианте                  м., то целесообразно использование последовательной передачи информации (временное уплотнение информации).

Следовательно, добротность канала при максимальной скорости на отдельном участке 

                              

общая добротность при количестве абонентов N=10

                  

Задание 5.

Найти время задержки распространения и передачи сигналов в канале связи. Оценить их вклад в общую задержку сигналов при поблочной передаче информации.

С учетом формул

                       

 задержка распространения, υ_р – скорость распространения задержка передачи, N – число бит в блоке вклад в общую задержку сигналов.

Получим, что                                 с                           с                                                                    

Задание 6.

Определить производительность сети  в течение 6 часов непрерывной работы.

Производительность сети рассчитывается по формуле:  

Следовательно в моем варианте производительность равна П=3.66·10¹⁰ (бит·м/с)

Задание 7.

Построить зависимость удельной стоимости сети от топологии каналов связи, условно приняв стоимость всей сети за единицу ее относительного значения.

Существует 3 топологии – «кольцо», «шина», «звезда». По принципу передачи их можно разделить на параллельные каналы связи и последовательные.  Для каждого из принципов передачи существует собственный способ определения удельной стоимости передачи информации.

Общая формула имеет следующий вид:

,где L- длина канала связи; V- скорость передачи информации;  CЕ – суммарная стоимость канала.

Формула для последовательных каналов:

Формула для параллельных каналов:

, где N – число параллельных каналов. Общая стоимость в числителе этой формулы рассчитывается без учёта регенерационных устройств.

По заданию принимаем суммарную стоимость сети за единицу.  Скорость передачи информации V – 366.343 Мбит/с. Максимальная длина между абонентами равна 2000 м. Количество абонентов 10.

Используя данные моего варианта, подставим их в формулу для параллельных топологий. Используя любой из математических пакетов, в нашем случае MatCAD, получим график зависимости удельной стоимости передачи информации от числа абонентов