Інформаційно-потоковий розрахунок мережі

 

Головною метою даного етапу є розробка структурної схеми мережі, схеми інформаційних потоків у мережі і визначення величин потоків у кожному її елементі. Схема потоків є ідеалізацією структурної схеми, зображуючи ідеальні вузли та ідеальні зв’язки між ними, прив’язані до реального їх розташування на місцевості міста з урахуванням технологічних особливостей МД. Схема потоків необхідна для наступних розрахунків кількості обладнання та експлуатаційного персоналу мережі.

З огляду на складність проектованого об’єкту, схеми МД розробляють на декількох ієрархічних рівнях. В загальному випадку, як правило, розрізняють такі ієрархічні рівні МД:

- загальноміська транспортна мережа, включно із центральним маршрутизатором на міжміській станції міста;

- мережі міських районів;

- мікрорайонні мережі;

- будинкові мережі;

- мережі приміщень користувачів.

В залежності від базової технології, склад і межі ієрархічних рівнів МД можуть варіюватися. Це добре видно при конкретному розгляді основних технологічних схем МД, що рекомендуються для даного курсового проектування і наведені на рис.1…6. Студент може також обрати власну технологічну схему при відповідному текстовому обгрунтуванні такого вибору у проекті.

При розробці схеми потоків МД для зменшення витрат на нові вузли зв’язку бажано прив’язувати розташування вузлів і міжвузлових зв’язків МД до вже існуючих телекомунікаційних об’єктів міста. Це значно зменшить витрати на будівництво або пристосування робочих приміщень, на систему їх охорони, життєзабезпечення, електроживлення, на будівництво лінійних споруд, тощо.

Після розробки схеми потоків конкретної МД проводять розрахунки інтенсивності інформаційних потоків для усіх ліній і вузлів МД.

В реальному проектуванні, як правило, усі складові МД (вузли і лінії зв’язку кожного ієрархічного рівня всієї МД) є оригинальними, неповторними і інформаційні потоки розраховуються для кожної складової МД окремо. В учбовому проекті задля зменшення його трудомісткості можна застосовати спрощуючі припущення – рівномірний розподіл користувачів кожної категорії, однакові профілі споживання послуг у межах категорії, однакові довжини однотипних ліній зв’язку, однакові пропускні здатності однотипних вузлів зв’язку, рівномірне тяготіння, тощо. Кожне припущення повинно бути оговорено в текстовій частині проекту.

Розрахунки інформаційних потоків починають з мережних закінчень МД, орієнтуюччись на профілі споживання основних інформаційних послуг користувачами у годину найбільшого навантаження. Для кожної послуги визначають середній інформаційний потік за формулою

V_сⁱ = V_mⁱ × yⁱ / K_пⁱ ,

де V_mⁱ – максимальна швидкість при наданні і-ї послуги, yⁱ – інтенсивність використання і-ї послуги в ГНН користувачем, К_п^і – коефіцієнт пульсацій інформаційного потоку при наданні і-ї послуги.

Величини для перших двох членів формули беремо з таблиць уточнених даних проекту, конкретизованих студентом для кожного варіанту курсового проекту з орієнтацією на дані табл.1. Коефіцієнт пульсацій істотно залежить від виду послуг і методів стистення інформації при наданні послуги. Для аудіо- і відео-послуг його величину можна прийняти рівною одиниці, для телефонних послуг – 2, для електронної пошти і пересилання файлів – 3, а для Web-сеансів – 10.

На завершення даного етапу виконують розрахунок пропускних здатностей елементів МД.

Пропускна здатність елементів мережі істотно залежить як від середньої швидкості інформаційного потоку елемента, так і від кількості послугових складових інформаційного потоку. В загальному випадку це дуже складна задача теорії черг (теорії масового обслуговування), яка у кожному конкретному випадку потребує спеціальних теоретичних досліджень або використання потужних моделюючих програм.

Перш за все, слід пам’ятати, що величина пропускної здатності (продуктивності) елемента мережі передачі даних повинна бути більшої середньої швидкості інформаційного потоку у елементі, але меншою суми максимальних швидкостей усіх послугових складових інформаційного потоку. Відповідно до центральної граничної теореми теорії імовірності, чим більше елементарних незалежних складових потоку, тим менше середньоквадратичне відхилення миттєвої швидкості сумарного потоку (s) від середнього значення (V_c) і тим ближче розподіл миттєвих швидкостей до нормального закону. Для такого закону вже добре відомі значення інтегралу імовірностей або процентилі розподілу значень швидкості потоку. В якості пропускної здатності при нормальному закону розподілі миттєвих швидкостей можна прийняти 99,9-процентиль розподілу швидкостей потоку, який приблизно дорівнює

V_пз = V_c + 3s

Однак, оскільки в проектованій МД будуть ділянки як з невеликою кількістю складових (від кожної послуги, кожного користувача) інформаційного потоку елемента, так і з дуже великою (тисячі, десятки тисяч), то прийдеться для різних типів ділянок застосовувати різні статистичні методи розрахунку пропускних здатностей. Такі обставини значно ускладнюють розрахунки пропускних здатностей елементів МД.

В даному курсовому проекті, з метою зменшення трудомісткості можна застосувати метод спрощених нормативів на величину пропускної здатності елемента V_пзв залежності від кількості послугових складових у потоці, а саме:

а) до 10 найвагоміших незалежних складових потоку – V_e = S_i V_mⁱ ;

б) від 11 до 100 – V_e = 5 V_c ;

в) від 101 до 1000 – V_e = 2,5 V_c ;

г) більше 1000 – V_e = 1,5 V_c .

Під найвагомішими послуговими складовими потоку слід вважати такі складові, середня швидкість яких у 10 і більше разів перевишує середні швидкості інших складових.