Конвейерная модель многозвенного тракта передачи данных TMN Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 681. 513

конвейерная модель многозвенного тракта передачи данных tmn

Система управления телекоммуникационными сетями (ТМЫ) концептуально представляет собой отдельную инфраструктуру, обеспечивающую согласованное взаимодействие между различными типами систем управления и оборудованием сети электросвязи. Классификация областей управления ТМК представлена на рис. 1.

© 2005 г. В.П. Мочалов, Е.С. Короткое

чи сообщения; да = 2yi k,а - множество приорите-

Управление устранением неисправностей Управление рабочими характеристиками Управление администрированием Управление планированием

\ \ /у

Управление конфигурацией Управление проектированием

Управление расчетами

Управление безопасностью

Сеть передачи данных

Устройства взаимодействия

Локальная сеть

Управление

инсталляцией

Сетевые элементы

Thk = -

1 m

2 2

2 i=i

Уг,кТг,к

1y

2 2 Уг

2 ieß

kTi,k

1 -да (1 -dk-i)(1 -dk) (1 -dk-i)(1 -дк)

где Ti k - среднее время ожидания в очереди сообще-

тов от 1 до к - 1, которые могут прерывать передачу сообщений к-го приоритета; в - множество сообщений приоритета от к+1 до т, передача которых может быть прервана сигналами к-го приоритета; т - общее множество приоритетов.

При большом количестве ошибок в канале связи длительность передачи должна рассматриваться как дискретная случайная величина, задаваемая ступенчатой функцией распределения с переменными Т1 и Рг:

Т = 2 тр.

I

Дисперсия времени передачи и коэффициент вариации определяются по формулам

D(Ti) = T-

212 P-12 P i { i

U2 = -

DTi

Рис. 1. Области управления телекоммуникациями

Среди всех схем преимущественного разделения полосы пропускания (ПП) сети передачи данных наиболее эффективна в реализации схема, при которой вся ПП цифровой линии представляется на правах приоритета нагрузке, требующей гарантированного обслуживания, а пакеты трафика Best Effort используют полосу, оставшуюся свободной, ожидая при необходимости начала обслуживания в буфере. Данная технология позволяет усилить эффект, достигаемый за счет статистического мультиплексирования.

Случайный поток сообщений, поступающих в сеть, можно представить в виде суммы отдельных элементарных потоков коммуникационных приложений с различными приоритетами, имеющих интенсивность X и время передачи T . Таким образом, каждый поток создает нагрузку

yi,k =Xi,kTi,k.

Время задержки в очереди на передачу определяется по следующей формуле [1]:

T2

Время передачи сообщения к-го приоритета по

каналу связи Т/к = -Ц-, где Ь^ - длина /-го сообщения;

и - скорость передачи.

При использовании групповой блочной проверки величина задержки сообщения Тг определяется следующим образом:

Tr = t3 + td +

L - Lc + Lc

2U U

где Ьс - длина проверочного кода в конце блока; Ь -полная длина блока; - задержка сигнала в модеме; Тл - время декодирования сообщения.

Если канал связи имеет большое количество ошибок, или когда функция распределения длины сообщений имеет дискретные распределения с параметрами Р1, Т, функция Fa(t) имеет вид [2]

_ Z

Fa (t) = (1 - XT) 2 е "X(i-iT) 2 (-1)1X1 (t - iT)1 a

i=0

где X - параметр потока сообщений; т= £ 1Р1 -

I =1

среднее время обслуживания сообщения; - целое положительное число, удовлетворяющее неравенству

ния k-го приоритета; дk =2yik,Tik - время переда- i < jk < (i +1);ai = 2

J!

i=1

n1!n 2!...nm !

Pn1 pn 2 p> 1 1 1 2 •••1 m

явля-

ется суммой полиномиальных членов суммы степеней полинома £(Р1 + Р2 + Рт) и удовлетворяет системе уравнений

\п1 + 2п 2 + 3п 3 +... + тп = /;

[ п1 + п2 + пз +... + пт = У,

где п2,п2,...,пт - целые положительные числа, принимающие значения 0, 1, 2. и являющиеся показателями степеней при соответствующих вероятностях

РЬ Р2, Р3Рт.

Для перехода к циклическому режиму передачи рассмотрим систему передачи данных, работающую следующим образом. После передачи каждого информационного сообщения посылается «пустое» или синхронизирующее сообщение длины Тсин. За время передачи «пустого» сообщения по обратному каналу поступает сигнал подтверждения или переспроса переданного сообщения. При поступлении сигнала переспроса информационное сообщение передается через время Тсин повторно. Функция распределения времени ожидания для этой системы имеет вид ¥у = РТ(г) - РТсин(г), где РТсин(г) = 0 при г < Тшш РТ(г - 7син) при г > Тсин. В свою очередь,

1 -Хг z i Ft (t)=^ ЕЕст,

ЛТсин i=0 j=1

,X(t-iT) £ (-1) - l

п=о П

где т = 7 + Тсин .

В случае т = Т и в зависимости от числа блоков, перепринимаемых в процессе передачи, величины Р1, Р2, ..., Рт будут иметь следующие значения:

/ -1 -1

P =

0 при S =

P при S =

f

f + l -1 f

(нецелое);

(целое).

При непрерывном синхронном режиме передачи, безадресном переспросе, постоянной длине сообщения

и реальном канале связи Рн {Рд > г} =1 Ра {Та > г}, где

Р

Ра {Тд > г} - табулированная величина, рассчитанная

по формуле Кроммелина; р - загрузка ОКС (в эрлан-гах).

Выражения для функции распределения времени пребывания сообщения в этих условиях равны для аритмичного режима:

т

рпра (г) = Е Р1аРа [(г + г н) -1 т].

I=1

В этом выражении гн - временной интервал между окончанием времени передачи сообщения и освобождением канала связи (время ожидания). Для циклического режима

т

рпрц (г) = Е Р1 ц Рц [(г + тс) -г (Т + тс)].

г=1

Для непрерывного режима

т

Рпрн =Е Рщ Рп [г - гт]. г=1

Характеристики среднего времени пребывания сообщения в системе, а также функция распределения времени ожидания приведены на рис. 2 и 3.

Т1Л

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 У,к Рис. 2. Характеристика Т1 к

Ру 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 У,к

Рис. 3. Характеристика Р у

Далее найдем время передачи сообщения, включающего N > 1 фрагментов, по нормально функционирующему виртуальному соединению в фазе переноса данных, учитывая, что т ё = Т^ к + Ti, ё = 1, Б -

задержка фрагмента при передаче по ё-му звену виртуального соединения.

Справедливо следующее соотношение для задержки абонентского сообщения в ненагруженном тракте передачи данных [3]:

Т(Б, N) =£ т ё + Nтм, ё =1

где т м = тах т ё, ё = 1, Б .

Очевидно, что для произвольного звена неоднородного виртуального соединения время между началом передачи одного фрагмента и началом передачи следующего (рис. 4) может быть записано так:

Путь передачи

Xd = т, + G(Xd--тd),d = 1,D,X0 = 0 .

где

G( X) =

X X > 0; 0 X < 0.

Поскольку передача сообщения по звену с номером d >1 совмещена с передачей А-1 пакетов по предыдущему звену, то полная задержка сообщения при передаче по всему виртуальному соединению составит:

Т (Д А) = | {т , + (А -1)X , - (А -1)Хй-1} = й =1

= £ т й + (А - 1)ХВ. (1)

й=1

Выразим время передачи пакета по межузловому соединению через параметры звена передачи данных:

т А =

a^L+^d сd d

T (D, N) = X

d =1, d Ф IM

B+H

N

Cd

+ Td

+N

*m

B+H

N

C

+ T,

M

M

Здесь Тй имеет смысл времени обработки пакета в узле-приемнике й-го звена передачи данных. Подставляя данное соотношение в (1) и учитывая, что

в

Ь = — + Н , где В - размер передаваемого сообщения,

А

получаем:

Рис. 4. Схема прохождения мультипакетного сообщения

Выводы

1. Использование технологии разделения типов нагрузки ТЫК позволяет усилить эффект, достигаемый за счет статистического мультиплексирования.

2. При передаче по однородному виртуальному соединению однородного потока пакетов задержка сообщения не зависит от состава отдельных очередей к выходным каналам связи.

3. Задержка фрагмента сообщения по многозвенным виртуальным каналам с учетом влияния конвейерного эффекта в значительной мере определяется звеном соединительного пути с наибольшим временем передачи и имеет унимодальный характер.

Литература

1. Лагутин В.С., Костров В.О. Оценка характеристик пропускной способности пакетных сетей // Электросвязь. 2003. № 3.

2. Шварц М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование. М., 1981.

3. Сущенко С.П. Параметрическая оптимизация сети пакетной коммутации // Автоматика и вычислительная техника. 1985. № 2.

Северо-Кавказский государственный технический университет

13 июля 2004 г.

УДК 681.5

планирование траектории движения штукатурного робота на основе задания скоростей в опорных точках

© 2005 г. Д.Я. Паршин, И.Г. Булгакова, Н. Техрани

Характерной особенностью планирования движения штукатурных роботов является необходимость задания скорости движения рабочего инструмента, определяемой условиями выполнения технологических операций. Кроме того, планирующие алгоритмы

должны иметь объем вычислений, обеспечивающий получение управляющей информации для степеней подвижности за интервал управления. Это делает проблематичным использование методов планирования, основанных на применении аппроксимирующих