Расчет показателей производительности ЛВС Ethernet. Пропускная способность канала связи. Кадр максимальной длины с преамбулой

 «Производительность ЛВС. Многосегментные ЛВС»

1.  Расчет показателей производительности ЛВС Ethernet

Показатели производительности среды передачи данных:

•  пропускная способность канала связи, определяемая как предельная скорость передачи данных и измеряемая в бит/с;

•  полезная (эффективная) пропускная способность канала связи, определяемая как предельная скорость передачи пользовательских данных (без учета передаваемых служебных символов в заголовках и концевиках) и измеряемая в бит/с;

•  реальная (фактическая) пропускная способность канала связи (скорость передачи данных), определяемая как реальная скорость передачи данных (с учетом возможных простоев канала и конфликтов в процессе передачи) и измеряемая в бит/с;

•  пропускная способность среды передачи, измеряемая в количестве кадров, передаваемых за единицу времени.

Рассмотрим перечисленные характеристики применительно к ЛВС Ethernet с пропускной способностью  С=10 Мбит/с.

Расчет пропускной способности среды передачи:

1.  Кадр минимальной длины с преамбулой:

L_min = 8байт(преамбула) + 64байта(кадр) = 72 байта*8бит= 576бит;

T_min = 576бит*0,1мкс= 57,6 мкс+ 9,6 мкс(межкадр.интервал) = 67,2 мкс;

1

                 Λ_max =   ≅14880кадров/с.

Тmin

2.  Кадр максимальной длины с преамбулой:

L_max = 8байт(преамб.) +1518байт(кадр) =1526 байт*8бит=12208бит;

T_max =12208бит*0,1мкс=1220,8мкс+ 9,6 мкс(межкадр.инт.) =1230,4 мкс;

1

                Λ_min =  ≅ 813кадров/с.

Тmax

Расчет полезной (эффективной) пропускной способности канала связи:

С_min =14880*46*8 = 5,48Мбит/с;

C       kmin = min = 0,548.

C

С_max = 813*1500*8 = 9,76Мбит/с;

C          kmax = max = 0,976. C

2.  Расчет многосегментных ЛВС «Ethernet»

Для надежного распознавания коллизий в среде передачи необходимо, чтобы время двойного оборота (PDV – Path Delay Value) было меньше времени передачи кадра минимальной длины:

T_min > PDV.

                   С учетом того, что: T_min = l^min ;                PDV = ^2L ,  где l_min  - минимальная

                                                                                          C                     v

длина кадра; L – максимальное расстояние между наиболее удаленными станциями ЛВС; С – пропускная способность канала связи; v – скорость c

распространения сигнала (v = , где  с – скорость света), получим:

2 ÷ 3

lmin > 2L .

                  C        v

Последнее выражение может использоваться для определения максимального расстояния между наиболее удаленными станциями или для определения минимального размера кадра при заданном расстоянии.

В качестве примера рассмотрим сеть GigabitEthernet. 

                 Пусть: v =10⁸ м/с;     l_min = 64байт= 512бит; С=10⁹бит /с, тогда:

10⁸ *512

               L < = 25,6 м

                             2*10⁹      , т.е. диаметр сети не должен превышать 25 метров.

Для увеличения диаметра сети до 200 м необходимо увеличить минимальную длину кадра до значения:

2LC   2*200*10⁹ l_min >    =          ₈             = 4000бит= 500байт. v          10

Принято: l_min=512 байт.

Для расчета          PDV и         PVV используются специальные таблицы, содержащие предельные значения указанных параметров в битовых интервалах (см. описание учебно-исследовательской работы №3).

В частности, задержка распространения сигнала по кабелю в расчете на 1 метр составляет:

•  для толстого коаксиального         – 0,0866 bt = 8,66 нс/м;

•  для тонкого коаксиального          – 0,1026 bt = 10,26 нс/м;

•  для витой пары                              – 0,113 bt    = 11,3 нс/м;

•  для оптического кабеля                – 0,1 bt        = 10 нс/м.

Отсюда можно определить скорость распространения сигнала по кабелю:

•  для толстого коаксиального:

v [км/с];

• для тонкого коаксиального:

v [км/с];

•  для витой пары:

v_Т  [км/с];

•  для оптического кабеля: v_F =10⁶[м/с] =100000 [км/с].

Таким образом, в стандарте приняты следующие значения коэффициентов замедления (уменьшения скорости передачи по сравнению со скоростью света):

•  для толстого коаксиального:

k;

• для тонкого коаксиального:

k;

•  для витой пары:

k_T ;

•  для оптического кабеля:

k_F == 3.