Вероятностно-временные характеристики

Вероятностно-временные характеристики локальной сети передачи данных определяются следующими выражениями.

Среднее время задержки пакета:

Вероятность своевременной доставки:

где среднее допустимое время старения.

Информационная скорость сети общего применения:

Интенсивность поступающего в сеть потока пакетов:

Информационная скорость сети реального времени:

31. Информационно-технические параметры систем передачи.

Основные показатели и критерии качества тракта передачи данных были рассмотрены выше (разд. 5.1.). Любая система связи, предназначенная для передачи как аналоговой, так и дискретной информации (система ПД) характеризуется ещё так называемыми информационно-техническими показателями, к которым можно отнести следующие.

Дальность связи. Дальность связи характеризуется максимальным расстоянием L передачи информации при заданной верности. Величина L зависит от мощности передатчика, чувствительности приёмника, направленности антенных устройств, типа и состояния линии связи, способов кодирования, манипуляции, передачи приёма сигналов и др.

Помехоустойчивость связи. Для количественной оценки помехоустойчивости связи применяются вероятностный, энергетический, артикуляционный и весовой критерии.

Наличие помех в канале связи приводит к тому, что принятый сигнал лишь с некоторой вероятностью соответствует переданному сигналу. Поэтому при использовании вероятностного критерия помехоустойчивость характеризуется зависимостью

P ₀ = f(h ²_c),

где P ₀ – вероятность ошибочного приёма элементарного сигнала;

h = - превышение сигнала над помехой, равное отношению энергии сигнала Q²_c = P _c T _c к спектральной плотности помехи ²_ш. Эта зависимость определяется видом сигнала и помехи, способами модуляции, передачи и приёма сигналов. Чем меньше величина P ₀, тем выше вероятность принимаемой информации.

Скорость передачи информации. В теории связи количество информации принято измерять в так называемых двоичных единицах. Количество информации, передаваемое в единицу времени с заданной вероятностью ошибки, определяет скорость передачи информации В дв. ед/с. Тогда объём информации, переданной за данное время Т, будет

I = ВТ дв.ед.

Пропускная способность канала связи. Пропускная способность канала связи характеризует предельное значение В _макс = С при сколь угодно малой вероятности ошибки. Величина С представляет собой теоретический предел скорости В и в общем случае зависит от полосы пропускания канала Df _k, превышения сигнала h ²_c, типа помех, характера замираний и др.

В качестве примера укажем, что для непрерывных каналов с аддитивными флуктуационными шумами с равномерным спектром величина С определяется по формуле Шеннона:

дв. ед./с.

Ёмкость канала связи. Ёмкость канала связи характеризует максимально возможное количество информации, которое может быть передано по каналу за данное время Т со сколь угодно малой вероятностью ошибки:

V _к = С Т дв. ед.

Так как всегда В < C, то I < V _к.Коэффициент k _с = C/B определяет резерв пропускной способности канала связи. По существу, все известные методы повышения помехоустойчивости и скрытности связи основаны на использовании резерва пропускной способности канала связи.

Эффективность связи. Информационная эффективность системы связи (h - эффективность) характеризуется коэффициентом частотной информативности

h_и =

показывающим, какое количество информации может передаваться в 1с на 1Гц полосы пропускания канала при заданной вероятности ошибки. Для двоичных симметричных каналов с аддитивными флуктуационными помехами максимальное значение коэффициента

h_и = l + R ₀ log₂ R ₀ + (l - R ₀) log (l - R ₀). (7.4.)

Из выражения (7.4.) следует, что при Р₀ ® 0 коэффициент h_и ® h_{и макс}=1 при Р ₀ = 0, 5 коэффициент h_и = 0, т.е. передача информации оказывается невозможной. Это объясняется тем, что при Р ₀ = 0, 5 половина принятых сигналов соответствует переданным только в силу чистой случайности. В таких условиях такой же результат можно получить без использования аппаратуры связи, путём принятия решения о сигналах, например, подбрасывая монету.

При Р ₀ ® 1 регистрация символов может осуществляться негативно и коэффициент h_и ® 1. Коэффициент h_и характеризует степень использования полосы пропускания канала для передачи информации. При нерациональной загрузке D f _k коэффициент h_и резко уменьшается.

Объём аппаратуры. Объём аппаратуры V _ап имеет особенно важное значение для средств связи, устанавливаемых на подвижных объектах, и, в первую очередь, на космических аппаратах. Однако этот параметр важен также и для стационарной аппаратуры. Это обусловлено развитием автоматизированных систем связи и передачи данных, что сопровождается усложнением и увеличением его численности на узлах связи. Для сравнительной оценки различных систем связи можно пользоваться коэффициентом удельной информативности объёма аппаратуры

g_ио = дв.ед/дм³,

характеризующим число единиц информации, приходящейся на 1 дм³ объёма аппаратуры.

Для многоканальных систем, кроме того, целесообразно пользоваться коэффициентом удельного объёма связи

дм³/канал,

где N _к число каналов.

Энергетический КПД. Энергетический КПД характеризуется отношением мощности излучения Р _и к мощности P _о, потребляемой от источников питания:

Величина η _эн зависит от типа и числа электровакуумных приборов, направленности антенн, способов манипуляции и приёма сигналов и др.

Эксплуатационная надёжность. Этот параметр наиболее часто оценивается вероятностью безотказной работы в течение времени при данных условиях эксплуатации:

p (T) = exp

где λ _k – интенсивность отказов деталей k -го типа в аппаратуре; N _э – число типов деталей.

Другие критерии оценки эксплуатационной надёжности электронной аппаратуры рассматриваются в соответствующих курсах.

Мобильность системы связи. Мобильность системы связи определяется временем приведения системы в рабочее состояние(временем развёртывания антенных устройств, настройки на заданную частоту, коммутации каналов и т.п.).

Гибкость системы связи. Гибкость системы связи характеризуется её способностью работать совместно с различными системами. Возможность многоцелевого использования аппаратуры приобретает большое значение при создании сложных автоматизированных систем связи и передачи данных.

Экономическая стоимость. Экономические показатели играют важную роль, особенно в каналах связи большой протяжённости. Для сравнительной оценки различных систем целесообразно пользоваться не абсолютной величиной стоимости S _ст, а коэффициентом удельной стоимости информации

грн./дв. ед./км,

определяющим стоимость передачи 1 дв. ед. информации на 1 км протяжённости трасс.