צינורות פוליפרופילן. מידות, מפרטים והיקף

עיצוב שיטות חישוב רוחב פס

• אורך המערכת הראשית;
• החומר ממנו עשויים המוצרים;
• מספר נקודות מים וכן הלאה.

נכון להיום, ישנן מספר דרכים לסייע בחישוב התפוקה של מבנה.

נוסחה מיוחדת. לא ניכנס לזה יותר מדי, כי זה לא ייתן כלום לאדם רגיל בלי ידע מיוחד. הבה רק נבהיר שבנוסחה כזו משתמשים באינדיקטורים ממוצעים, כמו מקדם החספוס או Ksh. עבור סוג מסוים של מערכת ותקופת זמן, זה שונה. אם נחשב את התפוקה של צינור עשוי פלדה (שלא הופעל בעבר), אז מחוון Ksh יתאים ל-0.2 מ"מ.

חישוב תפוקה מדויק דורש ידע של נתונים טבלאיים התואמים לחומר מסוים.

אבל עדיין, הנתונים האלה לבדם אינם מספיקים.

טבלאות. חישוב תפוקה מדויק דורש ידע של נתונים טבלאיים התואמים לחומר מסוים.
ישנן מספר טבלאות לחישוב הידראולי של צינורות עשויים פלדה, פלסטיק, אסבסט צמנט, זכוכית וכדומה. כדוגמה, ניתן להביא את הטבלה F.A. שבלב.

תוכניות מיוחדות לייעול רשתות אספקת מים. השיטה מודרנית ומקלה מאוד על משימת החישוב. בתוכנית כזו נקבע הערך המקסימלי של כל הערכים עבור כל סוג של מוצר. עקרון הפעולה הוא כדלקמן.

לאחר הכניסה לתוכנית ערכי חובה מסוימים, אתה מקבל את כל הפרמטרים הדרושים. הכי כדאי להשתמש בתוכנית בעת הנחת מערכת אספקת מים גדולה, שאליה מחוברות נקודות מים בהמוניהן.

הפרמטרים שיש לקחת בחשבון בעת ​​שימוש בתוכנית מיוחדת הם כדלקמן:

ישנן תוכניות מיוחדות לחישוב התפוקה של צינור, אתה רק צריך להזין ערכים חובה מסוימים לתוכנית וכל הפרמטרים הדרושים יחושבו.

• אורך קטע;
• גודל הקוטר הפנימי של המבנה;
• מקדם חספוס עבור חומר מסוים;
• מקדם התנגדות מקומית (זוהי נוכחות של עיקולים, טי, מפצים וכו ');
• מידת צמיחת יתר של המערכת הראשית.

כל אחת מהשיטות הנ"ל תספק לכם תוצאה מדויקת של תפוקת האלמנטים, ושל כל מערכת אספקת המים בבית. לאחר ביצוע חישוב איכותי, קל להימנע מהקשיים הקשורים באספקת מים לקויה או בהיעדרם בכלל.

טבלת קיבולת צינור

סוג מערכת צינורות	מחוון מהירות (מ/ש)
לסביבת עבודה מימית
1. קשר עירוני	מ-0.60 עד 1.50
2. כבישים מהירים של הדמות הראשית	משעה 1.50 עד 3.00
3. הסקה מרכזית	משעה 2.00 עד 3.00
4. מערכות לחץ	מ-0.75 עד 1.50
5. נוזלים בעלי אופי הידראולי	עד 12
עבור שמן (נוזלים הידראוליים)
1. צינורות	מ-3.00 עד 7.5
2. מערכות לחץ	מ-0.75 עד 1.25
לזוג
1. מערכות חימום	מ-20.0 עד 30.0
2. מערכות בעלות אופי מרכזי	מ-30.0 עד 50.0
3. מערכות חימום בטמפרטורה גבוהה	מ-50.0 עד 70.0
עבור אמצעי אוויר וגז
1. מערכות עיקריות בעלות אופי מרכזי	מ-20.0 עד 75.0

קיבולת ערוץ תורת המידע 2

קראתי כמה מאמרים באינטרנט ויש לי הבנה טובה למדי של TCP ו-UDP באופן כללי. עם זאת, עדיין יש לי כמה ספקות שאני בטוח שהם לא לגמרי ברורים לי.

( )

עדכון:

הבנתי ש-TCP משתמש בחלונות, שהם לא יותר מקטעים רבים שניתן לשלוח לפני שהם באמת מחכים לתודה. אבל אני בספק אם קטעי UDP נשלחים ללא הרף מבלי להתעסק עם תודה. אז אין תקורה נוספת ב-UDP. אז למה תפוקת TCP גבוהה בהרבה מתפוקת UDP?

ולבסוף

זה נכון ?

אם כן, תפוקת TCP תמיד שווה למהירות Know Link. ומכיוון ש-RTT מבטל אחד את השני, תפוקת TCP אפילו לא תלויה ב-RTT.

ראיתי בכלי ניתוח רשת כמו iperf, בדיקת ביצועי תפוקה וכו' שתפוקת TCP/UDP משתנה עם גודל הבלוק.

חישוב טבלאי של צנרת ביוב

1. ביוב ללא לחץ
   . כדי לחשב מערכות ביוב ללא לחץ, משתמשים בטבלאות המכילות את כל האינדיקטורים הדרושים. לדעת את קוטר הצינורות המותקנים, אתה יכול לבחור את כל שאר הפרמטרים בהתאם ולהחליף אותם בנוסחה. בנוסף, הטבלה מציינת את נפח הנוזל העובר בצינור, אשר תמיד עולה בקנה אחד עם חדירות הצינור. במידת הצורך, ניתן להשתמש בטבלאות Lukin, המציינות את התפוקה של כל הצינורות בקוטר בטווח שבין 50 ל-2000 מ"מ.
2. ביוב לחץ
   . קל יותר לקבוע את התפוקה במערכת מסוג זה באמצעות טבלאות - מספיק לדעת את מידת המילוי המרבית של הצינור ואת המהירות הממוצעת של הובלת נוזלים.

טבלת התפוקה של צינורות פוליפרופילן מאפשרת לך לברר את כל הפרמטרים הדרושים לסידור המערכת.

חישוב קיבולת צינורות ביוב

בעת תכנון מערכת ביוב, חובה לחשב את תפוקת הצנרת, התלויה ישירות בסוגו (מערכות הביוב הן לחץ ואי לחץ). חוקים הידראוליים משמשים לביצוע חישובים. החישובים עצמם יכולים להתבצע הן באמצעות נוסחאות והן באמצעות הטבלאות המתאימות.

עבור החישוב ההידראולי של מערכת הביוב, נדרשים האינדיקטורים הבאים:

• קוטר צינור - דו;
• מהירות התנועה הממוצעת של חומרים - v;
• ערך השיפוע ההידראולי - I;
• דרגת מילוי – h/DN.

המהירות ורמת המילוי המקסימלית של ביוב ביתי נקבעות על ידי הטבלה, אותה ניתן לכתוב באופן הבא:

1. קוטר 150-250 מ"מ - שעה / DN הוא 0.6, והמהירות היא 0.7 מ"ש.
2. קוטר 300-400 מ"מ - h / DN הוא 0.7, מהירות - 0.8 מ' / s.
3. קוטר 450-500 מ"מ - שעה / DN הוא 0.75, מהירות - 0.9 מ"ש.
4. קוטר 600-800 מ"מ - h / DN הוא 0.75, מהירות - 1 m / s.
5. קוטר 900+ מ"מ - שעה / DN הוא 0.8, מהירות - 1.15 מ' לשנייה.

עבור מוצר עם חתך קטן, ישנם אינדיקטורים נורמטיביים לשיפוע המינימלי של הצינור:

• עם קוטר של 150 מ"מ, המדרון לא צריך להיות פחות מ 0.008 מ"מ;
• עם קוטר של 200 מ"מ, השיפוע לא צריך להיות פחות מ 0.007 מ"מ.

הנוסחה הבאה משמשת לחישוב נפח מי השפכים:

q = a*v,

כאשר a הוא השטח החופשי של הזרימה;

v היא מהירות הובלת הקולחים.

ניתן לקבוע את קצב ההובלה של חומר באמצעות הנוסחה הבאה:

v=C√R*i,

כאשר R הוא הערך של הרדיוס ההידראולי,

C הוא מקדם ההרטבה;

i - מידת השיפוע של המבנה.

מהנוסחה הקודמת, אתה יכול לגזור את הדברים הבאים, שיקבעו את ערך השיפוע ההידראולי:

i=v2/C2*R.

כדי לחשב את מקדם ההרטבה, נעשה שימוש בנוסחה של הצורה הבאה:

С=(1/n)*R1/6,

כאשר n הוא מקדם הלוקח בחשבון את מידת החספוס, המשתנה בין 0.012 ל-0.015 (תלוי בחומר הצינור).

ערך R בדרך כלל משווה לרדיוס הרגיל, אך זה רלוונטי רק אם הצינור מלא לחלוטין.

במצבים אחרים משתמשים בנוסחה פשוטה:

R=A/P

כאשר A הוא שטח החתך של זרימת המים,

P הוא אורך החלק הפנימי של הצינור שנמצא במגע ישיר עם הנוזל.

גורמים המשפיעים על מהירות האינטרנט

כידוע, המהירות הסופית של האינטרנט תלויה גם ברוחב הפס של ערוץ התקשורת. כמו כן, מהירות העברת המידע מושפעת מ:

שיטות חיבור.

גלי רדיו, כבלים וכבלי סיבים אופטיים. המאפיינים, היתרונות והחסרונות של שיטות חיבור אלה נדונו לעיל.

עומס שרת.

ככל שהשרת עסוק יותר, כך הוא קולט או משדר קבצים ואותות איטי יותר.

הפרעה חיצונית.

ההפרעה החזקה ביותר משפיעה על החיבור שנוצר באמצעות גלי רדיו. זה נגרם על ידי טלפונים סלולריים, מכשירי רדיו ומקלטי רדיו ומשדרים אחרים.

מצב ציוד הרשת.

כמובן שלשיטות החיבור, מצב השרתים ונוכחות ההפרעות תפקיד חשוב באספקת אינטרנט מהיר. עם זאת, גם אם האינדיקטורים לעיל תקינים, ולאינטרנט יש מהירות נמוכה, אז העניין חבוי בציוד הרשת של המחשב. כרטיסי רשת מודרניים מסוגלים לתמוך בחיבור לאינטרנט במהירויות של עד 100 Mbps. בעבר, כרטיסים יכלו לספק תפוקה מקסימלית של 30 ו-50 Mbps, בהתאמה.

משלוח תקורה

האינטרנט הוא רשת במאמץ הטוב ביותר, מה שאומר שהמנות יסופקו במידת האפשר, אך עשויות גם להישמט. טיפות מנות מותאמות על ידי שכבת התחבורה, במקרה של TCP; אין מנגנון כזה עבור UDP, מה שאומר שלאפליקציה לא אכפת שחלקים מסוימים מהנתונים לא יימסרו, או שהאפליקציה מיישמת שידור חוזר ישירות על גבי UDP.

שידור חוזר מפחית את הצריכה משתי סיבות:

א. חלק מהנתונים צריכים להישלח שוב, וזה לוקח זמן. זה מציג חביון שהוא ביחס הפוך למהירות הקישור האיטי ביותר ברשת בין השולח למקלט (המכונה צוואר הבקבוק). ב. הזיהוי שחלק מהנתונים לא נמסרו דורש משוב מהמקבל לשולח. עקב עיכובי התפשטות (המכונה לפעמים חביון, הנגרמת על ידי מהירות האור הסופית בכבל), המשוב יכול להתקבל רק על ידי השולח בהשהייה מסוימת, מה שמאט עוד יותר את השידור. ברוב המקרים המעשיים, זוהי התרומה הגדולה ביותר לעיכוב הנוסף שנגרם מהשידור החוזר.

ברור שאם אתה משתמש ב-UDP במקום ב-TCP ולא אכפת לך מאובדן מנות, תקבל כמובן ביצועים טובים יותר. אבל עבור יישומים רבים, אי אפשר לסבול אובדן נתונים, ולכן המדידה הזו חסרת משמעות.

יש כמה יישומים המשתמשים ב-UDP כדי להעביר נתונים. האחד הוא BitTorrent שיכול להשתמש ב-TCP או בפרוטוקול שהם יצרו בשם uTP שמחקה TCP על UDP אך שואף לעשות שימוש טוב יותר בהרבה חיבורים במקביל. פרוטוקול תעבורה נוסף המיושם על UDP הוא QUIC, המחקה גם הוא TCP ומציע ריבוי שידורים מקבילים מרובים בחיבור יחיד ותיקון שגיאות קדימה כדי להפחית שידורים חוזרים.

אני אדון קצת בתיקון שגיאות קדימה מכיוון שזה קשור לשאלת התפוקה שלך. הדרך הנאיבית ליישם את זה היא לשלוח כל חבילה פעמיים; במקרה שאחד ילך לאיבוד, לשני עדיין יש סיכוי ללכת

זה מקצץ את מספר השידורים החוזרים בעד חצי, אבל גם מקצץ את ההכנסות שלך בחצי כשאתה שולח נתונים מיותרים (שים לב שרוחב הפס של הרשת או שכבת הקישור נשאר זהה!). במקרים מסוימים, זה נורמלי; במיוחד אם ההשהיה גבוהה מאוד, למשל, בערוצים בין-יבשתיים או בלוויין

כמו כן, יש כמה שיטות מתמטיות שבהן אינך צריך לשלוח עותק שלם של הנתונים; לדוגמה, עבור כל n חבילות שאתה שולח, אתה שולח עוד יתירות, שהיא XOR (או פעולה אריתמטית אחרת) שלהן; אם התוספת אבד, זה לא משנה; אם אחת מ-n החבילות אבדה, אתה יכול לשחזר אותה בהתבסס על האחת המיותרת והשנייה n-1. בדרך זו, אתה יכול לכוון את תקורה של FEC לכל כמות רוחב פס שתוכל לחסוך.

1. קצב העברת מידע במערכת תקשורת דיסקרטית

V
מערכת תקשורת דיסקרטית בהיעדר
מידע הפרעות ביציאה של ערוץ התקשורת
(ערוץ PI) תואם לחלוטין
מידע בקלט שלו, אז
קצב העברת המידע באופן מספרי
שווה לביצועים של המקור
הודעות:

.(5.1)

בְּ
נוכחות של הפרעות חלק ממידע המקור
גם מהירות העברת המידע אובדת
מסתבר שהוא פחות מהפרודוקטיביות
מָקוֹר. במקביל בהודעה
מידע נוסף ביציאה של הערוץ
לגבי הפרעות (איור 12).

לכן
בנוכחות הפרעה, יש צורך לקחת בחשבון
ביציאה של הערוץ, לא כל המידע,
ניתן על ידי המקור, אבל רק הדדי
מֵידָע:

bps (5.2)

על
נוסחה (5.1) שיש לנו

אוֹ

,
(5.3)

איפה ח(איקס)
ביצועים
מָקוֹר;

ח(איקסy)

חוסר אמינות
" ערוץ (הפסד) ליחידת זמן;

ח(y)

אנטרופיה של הודעת הפלט ליחידה
זְמַן;

ח(yאיקס)=ח’(נ)
היא האנטרופיה של הפרעות (רעש) ליחידת זמן.

לַעֲבוֹר
יכולת ערוץ תקשורת (עָרוּץ
העברת מידע) ג
נקרא המקסימום האפשרי
קצב מידע ערוץ

.(5.4)

בשביל הישג
מקסימום, הכל אפשרי
מקורות פלט וכל מה שאפשר
שיטות קידוד.

בדרך זו,
רוחב פס של ערוץ תקשורת
שווה ביצועים מקסימליים
מקור בכניסת הערוץ, לחלוטין
מותאם למאפיינים
הערוץ הזה, בניכוי אובדן המידע
ערוץ עקב הפרעות.

בערוץ ללא הפרעות
ג=מקסימוםח(איקס),
כי ח(איקסy)=0.
כאשר משתמשים בקוד אחיד עם
בָּסִיס ק,
מורכב מ נ
אלמנטים בעלי משך זמן _אה,
בערוץ ללא הפרעות

,

בְּ- ק=2

סיביות/שניות.
(5.5)

ליעיל
שימוש ברוחב פס
יש לתאם ערוץ עם
מקור קלט. כגון
התאמה אפשרית לשני הערוצים
תקשורת ללא הפרעות, ועבור ערוצים עם
התערבות המבוססת על שני משפטים,
הוכח על ידי ק. שאנון.

המשפט הראשון (עבור
ערוץ תקשורת ללא הפרעות):

אם המקור
להודעות יש אנטרופיה ח
(ביט לסמל), וערוץ התקשורת - תפוקה
יְכוֹלֶת ג
(סיביות לשנייה), ואז אתה יכול לקודד
הודעות בצורה כזו
להעביר מידע על ערוץ
מהירות ממוצעת, קרובה באופן שרירותי
לערך ג,
אבל אל תגזים.

ק. שאנון הציע
ושיטה של ​​קידוד כזה, אשר
שנקרא סטטיסטי
קידוד אופטימלי. נוסף
הרעיון של קידוד כזה פותח
ביצירותיהם של פאנו והאפמן וכיום
הזמן נמצא בשימוש נרחב בפועל
עבור "דחיסת הודעות".

עלויות ממסר

האינטרנט הוא רשת מאמצים רבים, מה שאומר שהמנות יסופקו במידת האפשר, אך עשויות גם להישמט. טיפות מנות מטופלות על ידי שכבת ההובלה, במקרה של TCP; אין מנגנון כזה עבור UDP, כלומר או שלאפליקציה לא אכפת אם חלקים מסוימים מהנתונים לא יימסרו, או שהאפליקציה עצמה מבצעת שידור חוזר על UDP.

שידור חוזר מפחית תפוקה שימושית משתי סיבות:

א. חלק מהנתונים צריכים להישלח שוב, וזה לוקח הרבה זמן.זה מציג עיכוב שהוא ביחס הפוך למהירות הקישור האיטי ביותר ברשת בין השולח למקלט (שהוא גם צוואר הבקבוק). ב. הזיהוי שחלק מהנתונים לא נמסרו דורש משוב מהמקבל לשולח. עקב עיכובי התפשטות (המכונה לפעמים חביון; הנגרמת על ידי מהירות האור הסופית בכבל), משוב יכול להתקבל רק על ידי השולח בהשהייה מסוימת, מה שמאט עוד יותר את השידור. ברוב המקרים המעשיים, זוהי התרומה המשמעותית ביותר לעיכוב הנוסף שנגרם מהשידור החוזר.

ברור שאם תשתמשו ב-UDP במקום ב-TCP ולא אכפת לכם מאובדן מנות, תקבלו כמובן ביצועים טובים יותר. אבל עבור יישומים רבים, אובדן נתונים אינו מקובל, ולכן מדידה כזו אינה הגיונית.

יש כמה יישומים המשתמשים ב-UDP כדי להעביר נתונים. אחד מהם הוא BitTorrent שיכול להשתמש ב-TCP או בפרוטוקול שהם פיתחו בשם uTP שמחקה TCP על UDP אך שואף להיות יעיל יותר בעת שימוש בחיבורים רבים במקביל. פרוטוקול תעבורה נוסף המיושם על UDP הוא QUIC, המחקה גם הוא TCP ומציע ריבוי שידורים מקבילים מרובים בחיבור יחיד ותיקון שגיאות קדימה כדי להפחית שידורים חוזרים.

אני אדון קצת בתיקון שגיאות קדימה מכיוון שהוא קשור לשאלת התפוקה שלך. הדרך הנאיבית לעשות זאת היא לשלוח כל חבילה פעמיים; במקרה שאחד יאבד, לשני עדיין יש סיכוי להשיג

זה מקצץ בחצי את מספר השידורים החוזרים, אך גם מקצץ את התפוקה הנטו שלך בחצי כשאתה שולח נתונים מיותרים (שים לב שרוחב הפס של הרשת או שכבת הקישור נשאר זהה!). במקרים מסוימים, זה נורמלי; במיוחד אם ההשהיה גדולה מאוד, למשל, בערוצים בין-יבשתיים או בלוויין

יתר על כן, ישנן כמה שיטות מתמטיות כאשר אינך צריך לשלוח עותק שלם של הנתונים; לדוגמה, עבור כל n מנות שאתה שולח, אתה שולח חבילה עודפת נוספת, שהיא XOR (או פעולה אריתמטית אחרת) שלהן; אם התוספת אבד, זה לא משנה; אם אחת מ-n החבילות אבדה, אתה יכול לשחזר אותה בהתבסס על האחת המיותרת והשנייה n-1. בדרך זו, אתה יכול להגדיר את התקורה של תיקון שגיאות קדימה לכל כמות רוחב פס שתוכל לחסוך.

איך מודדים את זמן ההעברה

האם השידור הושלם כשהשולח סיים לשלוח את הביט האחרון במורד החוט, או שהוא כולל גם את הזמן שלוקח לביט האחרון לעבור למקלט? כמו כן, האם זה כולל את הזמן שלוקח לקבל אישור מהנמען, לפיו כל הנתונים התקבלו בהצלחה ואין צורך בשידור חוזר?

זה מאוד תלוי מה אתה רוצה למדוד.

שימו לב כי עבור העברות גדולות, ברוב המקרים, זמן נסיעה אחד נוסף הלוך ושוב הוא זניח (אלא אם אתם מתקשרים, למשל, עם גשושית על מאדים)

מהי תכונת המפתח הזו ב-TCP שהופכת אותו כל כך עדיף על UDP?

זה לא נכון, אם כי טעות נפוצה.

בנוסף להעברת נתונים בעת הצורך, TCP גם תתאים את קצב השליחה כך שלא יגרום לירידות מנות עקב עומס ברשת. אלגוריתם הכוונון שוכלל במשך עשרות שנים ובדרך כלל מתכנס במהירות עד למהירות המרבית הנתמכת על ידי הרשת (למעשה צוואר הבקבוק). מסיבה זו, בדרך כלל קשה לנצח את TCP בתפוקה.

עם UDP, לשולח אין מגבלת תעריף. UDP מאפשר לאפליקציה לשלוח כמה שהיא רוצה. אבל אם תנסו לשלוח יותר ממה שהרשת יכולה להתמודד, חלק מהנתונים יימחקו, מה שיפחית את רוחב הפס שלכם וגם יגרום למנהל הרשת לכעוס עליכם מאוד. המשמעות היא ששליחת תעבורת UDP בקצב גבוה אינה מעשית (אלא אם היעד הוא רשת DoS).

יישומי מדיה מסוימים משתמשים ב-UDP, אך השידור המגביל את הקצב של השולח הוא איטי מאוד. זה נפוץ בשימוש ביישומי VoIP או רדיו אינטרנט שבהם יש צורך ברוחב פס קטן מאוד אך זמן אחזור נמוך. אני מאמין שזו אחת הסיבות לאי ההבנה ש-UDP איטי יותר מ-TCP; זה לא, UDP יכול להיות מהיר ככל שהרשת מאפשרת.

כפי שאמרתי קודם, ישנם פרוטוקולים כמו uTP או QUIC המיושמים על גבי UDP המספקים ביצועים דומים ל-TCP.

זה נכון ?

שום אובדן מנות (ושידורים חוזרים) אינו נכון.

זה נכון רק אם גודל החלון מוגדר לערך האופטימלי. BDP / RTT - מהירות השידור האופטימלית (המקסימלית האפשרית) ברשת. רוב מערכות ההפעלה המודרניות אמורות להיות מסוגלות להגדיר אותה באופן אוטומטי בצורה מיטבית.

איך התפוקה תלויה בגודל הבלוק? האם גודל הבלוק הוא חלון ה-TCP או גודל הנתונים של UDP?

מה זה קצת איך מודדים קצב סיביות

קצב סיביות הוא מדד למהירות של חיבור. מחושב בסיביות, היחידות הקטנות ביותר של אחסון מידע, למשך שנייה אחת. זה היה טבוע בערוצי תקשורת בעידן "ההתפתחות המוקדמת" של האינטרנט: באותה תקופה, קבצי טקסט הועברו בעיקר ברשת העולמית.

כעת יחידת המדידה הבסיסית היא 1 בייט. זה, בתורו, שווה ל-8 ביטים. משתמשים מתחילים עושים לעתים קרובות טעות גסה: הם מבלבלים בין קילובייטים לקילובייטים. הדבר מעורר תמיהה כאשר ערוץ ברוחב פס של 512 קילובייט לשנייה אינו עומד בציפיות ונותן מהירות של 64 קילובייט לשנייה בלבד. כדי לא להתבלבל, עליך לזכור שאם משתמשים בסיביות לציון מהירות, הרי שהכניסה תתבצע ללא קיצורים: bits/s, kbit/s, kbit/s או kbps.

2. רוחב פס של ערוץ תקשורת סימטרי הומוגני

V
ערוץ תקשורת הומוגני מותנה (חולף)
הסתברויות ע(y₁איקס₁)

לא תלוי
מזמן. גרף של מצבים ומעברים
ערוץ תקשורת בינארי הומוגנית
מוצג באיור. שְׁלוֹשׁ עֶשׂרֵה.

איור.13

באיור הזה
איקס₁
ו איקס₂
- אותות בכניסה של ערוץ התקשורת, y₁
וy₂
- אותות פלט. אם מועבר
אוֹת איקס₁
וקיבל אות y₁,
זה אומר שהאות הראשון
(מדד 1) אינו מעוות. אם מועבר
אות ראשון (איקס₁),
והאות השני מתקבל (y₂),
זה אומר שיש עיוות
אות ראשון. הסתברויות מעבר
מוצג באיור. 13. אם הערוץ סימטרי,
אז הסתברויות המעבר שוות בזוגיות.

לציין: ע(y₂איקס₁)=
ע(y₁איקס₂)=ע_אה– הסתברויות
עיוות אלמנט האות, ע(y₁איקס₁)=
ע(y₂איקס₂)=1-ע_אה– הסתברויות
קליטה נכונה של אלמנט האות.

בהתאם ל
נוסחאות (5.1) ו-(5.3)

.

אם האותות
איקס₁
ו איקס₂ יש
אותו משך זמן _אה,
לאחר מכן
.
ואז קיבולת הערוץ
יהיה שווה ל

.
(5.7)

בנוסחה הזו
maxH(y)=עֵץק.
עבור ערוץ בינארי (k=2)
maxH(y)=1
והנוסחה (5.4) מקבלת את הצורה

.
(5.8)

נותר לקבוע
אנטרופיה מותנית ח(yאיקס).
למקור בינארי יש לנו

מחליף אותו
את הערך של האנטרופיה המותנית ב-(5.8), נקבל
באופן סופי

.
(5.9)

על איור. 14 בנויים
עקומת תפוקה
ערוץ בינארי על הסתברות השגיאה.

לערוץ תקשורת
עם ק>2
תפוקה נקבעת
כמעט אותה נוסחה:

. (5.10)

במעצר
בואו נסתכל על דוגמה אחת. יִהיֶה
מקור בינארי עם ביצועים


סיביות/שניות.

אורז. 14

על איור. 14 בנויים
עקומת תפוקה
ערוץ בינארי על הסתברות השגיאה.

לערוץ תקשורת
עם ק>2
תפוקה נקבעת
כמעט אותה נוסחה:

. (5.10)

במעצר
בואו נסתכל על דוגמה אחת. יִהיֶה
מקור בינארי עם ביצועים


סיביות/שניות.

אם ההסתברות
עיוות ע_אה=0,01,
אז נובע שמתוך 1000 אלמנטים
אותות המועברים בשנייה אחת
ממוצע של 990 פריטים יתקבלו ללא
עיוות ורק 10 אלמנטים יהיו
מְעוּוָת. נראה כי המעבר
יכולת במקרה זה תהיה
990 bps. עם זאת, החישוב
נוסחה (5.9) נותנת לנו ערך, באופן משמעותי
קטן יותר (ג=919
bps). מה הקטע פה? והנקודה היא ש
היינו מקבלים ג=990
סיביות, אם ידעת בדיוק אילו
רכיבי ההודעה משובשים. בּוּרוּת
של עובדה זו (וזה למעשה לדעת
בלתי אפשרי) מוביל לעובדה ש-10
אלמנטים מעוותים כל כך
להפחית את הערך של ההודעה שהתקבלה,
שהתפוקה היא דרסטית
יורד.

דוגמה אחרת.
אם ע_אה=0,5,
אז מתוך 1000 אלמנטים שעברו 500 לא יהיו
מְעוּוָת. עם זאת, עכשיו המעבר
היכולת לא תהיה 500
סיביות, כפי שניתן לצפות,
והנוסחה (5.9) תיתן לנו את הכמות ג=0.
תקף ל ע_אה=0,5
האות מעל ערוץ התקשורת למעשה כבר
לא עובר וערוץ התקשורת פשוט
שווה ערך למחולל רעש.

בְּ ע_אה1
התפוקה מתקרבת
לערך המקסימלי. אולם, בזה
אותות מקרה ביציאה של מערכת התקשורת
צריך להפוך.

שיטות העברת אותות

נכון להיום, ישנן שלוש דרכים עיקריות לשדר אות בין מחשבים:

• שידור רדיו.
• העברת נתונים בכבלים.
• העברת נתונים באמצעות חיבורי סיבים אופטיים.

לכל אחת מהשיטות הללו יש מאפיינים אישיים של ערוצי תקשורת, עליהם יידונו להלן.

היתרונות של העברת מידע באמצעות ערוצי רדיו כוללים: צדדיות של שימוש, קלות התקנה ותצורה של ציוד כזה. ככלל, משדר רדיו משמש לקליטה ולשיטת. זה יכול להיות מודם למחשב או מתאם Wi-Fi.

החסרונות של שיטת שידור זו כוללים מהירות בלתי יציבה ונמוכה יחסית, תלות רבה יותר בנוכחות מגדלי רדיו וכן עלות השימוש הגבוהה (אינטרנט סלולרי יקר כמעט פי שניים מ"נייח").

היתרונות של העברת נתונים על כבל הם: אמינות, קלות תפעול ותחזוקה. מידע מועבר באמצעות זרם חשמלי. באופן יחסי, זרם תחת מתח מסוים נע מנקודה A לנקודה B. A הופך מאוחר יותר למידע. חוטים עומדים בצורה מושלמת בשינויי טמפרטורה, כיפוף ולחץ מכני. החסרונות כוללים מהירות לא יציבה, כמו גם הידרדרות בחיבור עקב גשם או סופות רעמים.

אולי טכנולוגיית העברת הנתונים המתקדמת ביותר כרגע היא השימוש בכבל סיבים אופטיים. מיליוני צינורות זכוכית זעירים משמשים בתכנון ערוצי תקשורת של רשת ערוצי תקשורת. והאות המועבר דרכם הוא דופק אור. מכיוון שמהירות האור גבוהה פי כמה ממהירות הזרם, טכנולוגיה זו אפשרה להאיץ את החיבור לאינטרנט פי כמה מאות.

החסרונות כוללים את השבריריות של כבלי סיבים אופטיים. ראשית, הם אינם יכולים לעמוד בפני נזק מכני: צינורות שבורים אינם יכולים להעביר אות אור דרך עצמם, ושינויי טמפרטורה פתאומיים מובילים לסדקים שלהם. ובכן, רקע הקרינה המוגבר הופך את הצינורות לעכורים - בגלל זה, האות עלול להידרדר. בנוסף, קשה לתקן את כבל הסיבים האופטיים אם הוא נשבר, ולכן יש לשנות אותו לחלוטין.

מהאמור לעיל עולה כי עם הזמן משתפרים ערוצי תקשורת ורשתות ערוצי תקשורת, מה שמוביל לעלייה בקצב העברת הנתונים.

תקורה עקב כותרות

כל שכבה ברשת מוסיפה כותרת לנתונים שמכניסה תקורה מסוימת בגלל זמן ההעברה שלה. בנוסף, שכבת התחבורה מפרקת את הנתונים שלך למקטעים; הסיבה לכך היא שלשכבת הרשת (כמו ב-IPv4 או IPv6) יש גודל מנות MTU מקסימלי, בדרך כלל 1500V ברשתות Ethernet. ערך זה כולל את הגודל של כותרת שכבת הרשת (לדוגמה, כותרת ה-IPv4, שאורכה משתנה, אך בדרך כלל באורך 20 B) וכותרת שכבת התעבורה (עבור TCP, היא גם באורך משתנה, אך בדרך כלל באורך 40 B). . זה מביא לגודל מקטע MSS מרבי (מספר בתים של נתונים, ללא כותרות, בקטע אחד) של 1500 - 40 - 20 = 1440 בתים.

לפיכך, אם ברצוננו לשלוח 6 KB של נתוני שכבת יישומים, עלינו לפצל אותם ל-6 מקטעים, 5 מתוך 1440 בתים כל אחד ואחד מתוך 240 בתים. עם זאת, בשכבת הרשת, בסופו של דבר אנו שולחים 6 מנות, 5 מתוך 1500 בתים כל אחת ואחת מתוך 300 בתים, בסך הכל 6.3 קילובייט.

כאן לא התייחסתי לעובדה ששכבת הקישור (כמו ב-Ethernet) מוסיפה כותרת משלה ואולי גם סיומת, שמוסיפה תקורה נוספת. עבור Ethernet, זהו 14 בתים עבור כותרת ה-Ethernet, אופציונלי 4 בתים עבור תג VLAN, ולאחר מכן CRC של 4 בתים ורווח של 12 בתים, בסך הכל 36 בתים לכל מנה.

אם תספור קישור בתעריף קבוע, נגיד 10 Mbps, תלוי במה שאתה מודד, תקבל תפוקה שונה. בדרך כלל אתה רוצה אחד מאלה:

• ביצועים טובים כלומר תפוקת שכבת יישום אם אתה רוצה למדוד את ביצועי היישום. בדוגמה זו, אתה מחלק 6 קילובייט במשך ההעברה.
• קישור רוחב פס אם ברצונך למדוד את ביצועי הרשת. בדוגמה זו, אתה מחלק 6 kB + TCP תקורה + תקורה IP + תקורה Ethernet = 6.3 kB + 6 * 36 B = 6516 B לפי משך השידור.