Projektēšanas joslas platuma aprēķina metodes
- galvenās sistēmas garums;
- materiāls, no kura izgatavoti izstrādājumi;
- ūdens punktu skaits un tā tālāk.
Līdz šim ir vairāki veidi, kā palīdzēt aprēķināt struktūras caurlaidspēju.
Īpaša formula. Mēs tajā pārāk neiedziļināsimies, jo vienkāršam cilvēkam bez īpašām zināšanām tas neko nedos. Paskaidrosim, ka šādā formulā tiek izmantoti vidējie rādītāji, piemēram, raupjuma koeficients vai Ksh. Noteikta veida sistēmai un laika periodam tas atšķiras. Ja mēs aprēķinām caurules, kas izgatavota no tērauda (iepriekš nedarbota), caurlaidību, tad Ksh indikators atbildīs 0,2 mm.
Precīzs caurlaides aprēķins prasa zināšanas par tabulas datiem, kas atbilst konkrētam materiālam.
Bet tomēr ar šiem datiem vien nepietiek.
Tabulas. Precīzs caurlaides aprēķins prasa zināšanas par tabulas datiem, kas atbilst konkrētam materiālam.
Ir vairākas tabulas hidrauliskajiem aprēķiniem caurulēm, kas izgatavotas no tērauda, plastmasas, azbestcementa, stikla utt. Kā piemēru varam minēt tabulu F.A. Ševeļevs.
Specializētas programmas ūdensapgādes tīklu optimizēšanai. Metode ir moderna un ievērojami atvieglo aprēķina uzdevumu. Šādā programmā jebkura veida produktam tiek noteikta visu vērtību maksimālā vērtība. Darbības princips ir šāds.
Pēc noteiktu obligāto vērtību ievadīšanas programmā jūs saņemat visus nepieciešamos parametrus. Visizdevīgāk ir programmu izmantot, ieklājot lielu ūdens apgādes sistēmu, kurai masveidā tiek pieslēgti ūdens punkti.
Parametri, kas jāņem vērā, izmantojot īpašu programmu, ir šādi:
Caurules caurlaidības aprēķināšanai ir specializētas programmas, jums programmā jāievada tikai noteiktas obligātās vērtības, un tiks aprēķināti visi nepieciešamie parametri.
- sekcijas garums;
- konstrukcijas iekšējā diametra lielums;
- raupjuma koeficients konkrētam materiālam;
- vietējās pretestības koeficients (tas ir līkumu, tēju, kompensatoru uc klātbūtne);
- galvenās sistēmas aizaugšanas pakāpe.
Jebkura no iepriekšminētajām metodēm nodrošinās precīzu elementu caurlaidības rezultātu un visas mājas ūdens apgādes sistēmas darbību. Pēc kvalitatīva aprēķina veikšanas ir viegli izvairīties no grūtībām, kas saistītas ar sliktu ūdens piegādi vai tās neesamību.
Cauruļu kapacitātes tabula
Cauruļvadu sistēmas veids | Ātruma indikators (m/s) |
Ūdens darba videi | |
1. Pilsētas mezgls | no 0,60 līdz 1,50 |
2. Galvenā varoņa lielceļi | no 1.50 līdz 3.00 |
3. Centrālā apkure | no 2.00 līdz 3.00 |
4. Spiediena sistēmas | no 0,75 līdz 1,50 |
5. Hidrauliskas dabas šķidrumi | līdz 12 |
Eļļai (hidrauliskajiem šķidrumiem) | |
1. Cauruļvadi | no 3.00 līdz 7.5 |
2. Spiediena sistēmas | no 0,75 līdz 1,25 |
Pārim | |
1. Apkures sistēmas | no 20.0 līdz 30.0 |
2. Centrālā rakstura sistēmas | no 30,0 līdz 50,0 |
3. Augstas temperatūras apkures sistēmas | no 50,0 līdz 70,0 |
Gaisa un gāzes medijiem | |
1. Galvenās centrālās sistēmas | no 20,0 līdz 75,0 |
informācijas teorijas kanāla kapacitāte 2
Esmu izlasījis dažus rakstus tiešsaistē, un man ir diezgan laba izpratne par TCP un UDP kopumā. Tomēr man joprojām ir dažas šaubas, kuras, manuprāt, man nav pilnībā skaidras.
( )
ATJAUNINĀT:
Es sapratu, ka TCP izmanto logus, kas ir nekas vairāk kā daudzi segmenti, kurus var nosūtīt, pirms tie patiešām gaida Paldies. Bet es šaubos, ka UDP segmenti tiek pastāvīgi sūtīti, pat neuztraucoties ar Paldies. Tātad UDP nav papildu pieskaitāmu izdevumu. Tad kāpēc TCP caurlaidspēja ir tik daudz augstāka nekā UDP caurlaidspēja?
Un visbeidzot
Tā ir taisnība ?
Ja tā, tad TCP caurlaidspēja vienmēr ir vienāda ar Know Link ātrumu. Un tā kā RTT izslēdz viena otru, TCP caurlaidspēja pat nav atkarīga no RTT.
Dažos tīkla analīzes rīkos, piemēram, iperf, caurlaides veiktspējas testā utt., esmu redzējis, ka TCP/UDP caurlaidspēja mainās līdz ar bloka izmēru.
Kanalizācijas cauruļu aprēķins tabulā
-
Bezspiediena kanalizācija
. Lai aprēķinātu bezspiediena kanalizācijas sistēmas, tiek izmantotas tabulas, kurās ir visi nepieciešamie rādītāji. Zinot uzstādīto cauruļu diametru, atkarībā no tā varat izvēlēties visus citus parametrus un aizstāt tos formulā. Turklāt tabulā ir norādīts caur cauruli izejošā šķidruma tilpums, kas vienmēr sakrīt ar cauruļvada caurlaidību. Ja nepieciešams, varat izmantot Lukin tabulas, kas norāda visu cauruļu caurlaidību ar diametru diapazonā no 50 līdz 2000 mm. -
Spiediena kanalizācija
. Caurlaidību šāda veida sistēmās ir nedaudz vieglāk noteikt, izmantojot tabulas - pietiek zināt cauruļvada maksimālo piepildījuma pakāpi un vidējo šķidruma transportēšanas ātrumu.
Polipropilēna cauruļu caurlaides tabula ļauj noskaidrot visus sistēmas sakārtošanai nepieciešamos parametrus.
Kanalizācijas cauruļu jaudas aprēķins
Projektējot kanalizācijas sistēmu, obligāti jāaprēķina cauruļvada caurlaidspēja, kas ir tieši atkarīga no tā veida (kanalizācijas sistēmas ir spiediena un bezspiediena). Aprēķinu veikšanai tiek izmantoti hidrauliskie likumi. Pašus aprēķinus var veikt gan izmantojot formulas, gan izmantojot atbilstošās tabulas.
Kanalizācijas sistēmas hidrauliskajam aprēķinam ir nepieciešami šādi rādītāji:
- Caurules diametrs - Du;
- Vielu vidējais kustības ātrums - v;
- Hidrauliskā slīpuma vērtība - I;
- Pildījuma pakāpe – h/DN.
Sadzīves notekūdeņu uzpildes ātrumu un maksimālo uzpildes līmeni nosaka tabula, kuru var uzrakstīt šādi:
- Diametrs 150-250 mm - h / DN ir 0,6, un ātrums ir 0,7 m / s.
- Diametrs 300-400 mm - h / DN ir 0,7, ātrums - 0,8 m / s.
- Diametrs 450-500 mm - h / DN ir 0,75, ātrums - 0,9 m / s.
- Diametrs 600-800 mm - h / DN ir 0,75, ātrums - 1 m / s.
- Diametrs 900+ mm - h / DN ir 0,8, ātrums - 1,15 m / s.
Produktam ar nelielu šķērsgriezumu ir normatīvie rādītāji cauruļvada minimālajam slīpumam:
- Ar diametru 150 mm slīpums nedrīkst būt mazāks par 0,008 mm;
- Ar diametru 200 mm slīpums nedrīkst būt mazāks par 0,007 mm.
Lai aprēķinātu notekūdeņu daudzumu, tiek izmantota šāda formula:
q = a*v,
kur a ir plūsmas brīvais laukums;
v ir notekūdeņu transportēšanas ātrums.
Vielas transportēšanas ātrumu var noteikt, izmantojot šādu formulu:
v=C√R*i,
kur R ir hidrauliskā rādiusa vērtība,
C ir mitrināšanas koeficients;
i - konstrukcijas slīpuma pakāpe.
No iepriekšējās formulas varat iegūt sekojošo, kas noteiks hidrauliskā slīpuma vērtību:
i=v2/C2*R.
Lai aprēķinātu mitrināšanas koeficientu, tiek izmantota šādas formas formula:
С=(1/n)*R1/6,
Kur n ir koeficients, kas ņem vērā raupjuma pakāpi, kas svārstās no 0,012 līdz 0,015 (atkarībā no caurules materiāla).
R vērtība parasti tiek pielīdzināta parastajam rādiusam, bet tas ir svarīgi tikai tad, ja caurule ir pilnībā piepildīta.
Citās situācijās tiek izmantota vienkārša formula:
R=A/P
Kur A ir ūdens plūsmas šķērsgriezuma laukums,
P ir caurules iekšējās daļas garums, kas ir tiešā saskarē ar šķidrumu.
Faktori, kas ietekmē interneta ātrumu
Kā zināms, interneta gala ātrums ir atkarīgs arī no sakaru kanāla joslas platuma. Arī informācijas pārsūtīšanas ātrumu ietekmē:
Savienojuma metodes.
Radioviļņi, kabeļi un optiskās šķiedras kabeļi. Šo savienojuma metožu īpašības, priekšrocības un trūkumi tika apspriesti iepriekš.
Servera slodze.
Jo noslogotāks ir serveris, jo lēnāk tas saņem vai pārraida failus un signālus.
Ārējie traucējumi.
Spēcīgākie traucējumi ietekmē savienojumu, kas izveidots, izmantojot radioviļņus. To izraisa mobilie tālruņi, radio un citi radio uztvērēji un raidītāji.
Tīkla aprīkojuma statuss.
Protams, liela nozīme ātrdarbīga interneta nodrošināšanā ir savienojuma metodēm, serveru stāvoklim un traucējumu klātbūtnei. Tomēr, pat ja iepriekš minētie rādītāji ir normāli un internetam ir mazs ātrums, problēma ir paslēpta datora tīkla aprīkojumā. Mūsdienu tīkla kartes spēj atbalstīt interneta savienojumu ar ātrumu līdz 100 Mbps. Iepriekš kartes varēja nodrošināt maksimālo caurlaidspēju attiecīgi 30 un 50 Mbps.
Piegādes izmaksas
Internets ir labākais tīkls, kas nozīmē, ka, ja iespējams, paketes tiks piegādātas, taču tās var arī pamest. TCP gadījumā pakešu kritumu regulē transporta slānis; UDP šāda mehānisma nav, kas nozīmē, ka vai nu lietojumprogrammai ir vienalga, ka dažas datu daļas netiek piegādātas, vai arī lietojumprogramma īsteno retranslāciju tieši virs UDP.
Retranslācija samazina patēriņu divu iemeslu dēļ:
a. Daži dati ir jānosūta vēlreiz, un tas prasa laiku. Tas ievieš latentumu, kas ir apgriezti proporcionāls tīkla lēnākās saites ātrumam starp sūtītāju un saņēmēju (pazīstams arī kā sašaurinājums). b. Lai noteiktu, ka daži dati nav piegādāti, saņēmējam ir nepieciešama atgriezeniskā saite sūtītājam. Izplatīšanās aizkavēšanās dēļ (dažreiz saukta par latentumu, ko izraisa ierobežots gaismas ātrums kabelī), atgriezenisko saiti sūtītājs var saņemt tikai ar zināmu kavēšanos, kas vēl vairāk palēnina pārraidi. Vairumā praktisko gadījumu tas ir lielākais ieguldījums papildu aizkavē, ko rada retranslācija.
Acīmredzot, ja izmantojat UDP, nevis TCP un nerūpējaties par pakešu zudumu, jūs, protams, iegūsit labāku veiktspēju. Taču daudzām lietojumprogrammām datu zudumu nevar pieļaut, tāpēc šim mērījumam nav nozīmes.
Ir dažas programmas, kas datu pārsūtīšanai izmanto UDP. Viens no tiem ir BitTorrent, kas var izmantot vai nu TCP, vai pašu izveidoto protokolu, ko sauc par uTP, kas emulē TCP, izmantojot UDP, bet kura mērķis ir labāk izmantot daudzus vienlaicīgus savienojumus. Cits transporta protokols, kas ieviests, izmantojot UDP, ir QUIC, kas arī emulē TCP un piedāvā vairāku paralēlu pārsūtīšanu multipleksēšanu vienā savienojumā un pārsūtīšanas kļūdu labošanu, lai samazinātu atkārtotas pārraides.
Es nedaudz apspriedīšu kļūdu labošanu, jo tas ir saistīts ar jūsu jautājumu par caurlaidspēju. Naivs veids, kā to īstenot, ir nosūtīt katru paketi divas reizes; ja viens apmaldās, otram vēl ir iespēja tikt
Tādējādi tiek samazināts atkārtoto pārsūtīšanas reižu skaits uz pusi, bet arī ieņēmumi uz pusi samazinās, jo sūtāt liekus datus (ņemiet vērā, ka tīkla vai saites slāņa joslas platums paliek nemainīgs!). Dažos gadījumos tas ir normāli; īpaši, ja latentums ir ļoti augsts, piemēram, starpkontinentālajos vai satelīta kanālos
Ir arī dažas matemātikas metodes, kurās nav jānosūta pilnīga datu kopija; piemēram, katrai n paketei, ko nosūtāt, jūs nosūtāt citu lieko, kas ir XOR (vai kāda cita aritmētiska darbība); ja ekstra tiek pazaudēts, tas nav svarīgi; ja viena no n paketēm ir pazaudēta, varat to atgūt, pamatojoties uz lieko un otru n-1. Tādā veidā jūs varat noregulēt FEC pieskaitāmās izmaksas jebkuram rezerves joslas platumam.
1. Informācijas pārraides ātrums diskrētā sakaru sistēmā
V
diskrēta sakaru sistēma prombūtnes laikā
informācija par traucējumiem sakaru kanāla izejā
(PI kanāls) pilnībā sakrīt ar
informācija tās ievadē, tātad
informācijas pārraides ātrums skaitliski
ir vienāds ar avota veiktspēju
ziņas:
.(5.1)
Plkst
avota informācijas traucējumu daļas klātbūtne
zūd arī informācijas pārsūtīšanas ātrums
izrādās mazāks par produktivitāti
avots. Tajā pašā laikā ziņojumā
informācija tiek pievienota kanāla izejā
par traucējumiem (12. att.).
Tātad
traucējumu klātbūtnē ir jāņem vērā
kanāla izvadā ne visa informācija,
avota dota, bet tikai savstarpēja
informācija:
bps (5.2.)
Uz
formula (5.1) mums ir
vai
,
(5.3)
kur H(x)
sniegumu
avots;
H(xy)
neuzticamība
“ kanāls (zaudējums) laika vienībā;
H(y)
izvades ziņojuma entropija uz vienību
laiks;
H(yx)=H’(n)
ir traucējumu (trokšņu) entropija laika vienībā.
caurlaide
komunikācijas kanāla iespējas (kanāls
informācijas pārsūtīšana) C
sauc par maksimālo iespējamo
kanāla informācijas ātrums
.(5.4)
Par sasniegumiem
maksimums, viss iespējamais
izvades avoti un visi iespējamie
kodēšanas metodes.
Pa šo ceļu,
sakaru kanāla joslas platums
vienāds ar maksimālo veiktspēju
avots kanāla ieejā, pilnībā
atbilst īpašībām
šo kanālu, atskaitot informācijas zudumu
kanāls traucējumu dēļ.
Kanālā bez traucējumiem
C=maksH(x),
jo H(xy)=0.
Lietojot vienotu kodu ar
pamata k,
kas sastāv no n
elementi ar ilgumu uh,
kanālā bez traucējumiem
,
plkst k=2
bits/s.
(5.5)
Lai efektīvi
joslas platuma lietojums
kanāls ir jāsaskaņo ar
ievades avots. Tādas
saskaņošana ir iespējama abiem kanāliem
saziņai bez traucējumiem un kanāliem ar
traucējumi, kuru pamatā ir divas teorēmas,
pierādīja K. Šenons.
1. teorēma (par
sakaru kanāls bez traucējumiem):
Ja avots
ziņojumiem ir entropija H
(bits uz simbolu), un sakaru kanāls - caurlaidspēja
spēja C
(biti sekundē), tad varat kodēt
ziņas tādā veidā, ka
pārsūtīt informāciju pa kanālu
vidējais ātrums, patvaļīgi tuvu
uz vērtību C,
bet nepārcenties.
K. Šenons ieteica
un šāda kodēšanas metode, kas
sauc par statistisko
optimāla kodēšana. Tālāk
tika izstrādāta ideja par šādu kodēšanu
Fano un Hafmena darbos un šobrīd
laiks tiek plaši izmantots praksē
“Ziņojuma saspiešanai”.
Releju izmaksas
Internets ir labākais tīkls, kas nozīmē, ka, ja iespējams, paketes tiks piegādātas, taču tās var arī pamest. TCP gadījumā pakešu nolaišanu apstrādā transporta slānis; UDP šāda mehānisma nav, kas nozīmē, ka vai nu lietojumprogrammai ir vienalga, ja dažas datu daļas netiek piegādātas, vai arī pati programma veic atkārtotu pārraidi, izmantojot UDP.
Atkārtota pārraide samazina lietderīgo caurlaidspēju divu iemeslu dēļ.
a. Daži dati ir jānosūta vēlreiz, kas aizņem ilgu laiku.Tas rada aizkavi, kas ir apgriezti proporcionāla tīkla lēnākās saites ātrumam starp sūtītāju un saņēmēju (kas arī ir sašaurinājums). b. Lai noteiktu, ka daži dati nav piegādāti, saņēmējam ir nepieciešama atgriezeniskā saite sūtītājam. Izplatīšanās aizkaves dēļ (dažreiz saukta par latentumu; ko izraisa ierobežots gaismas ātrums kabelī), atgriezenisko saiti sūtītājs var saņemt tikai ar zināmu kavēšanos, kas vēl vairāk palēnina pārraidi. Vairumā praktisko gadījumu tas ir visnozīmīgākais ieguldījums papildu aizkavē, ko rada retranslācija.
Ir skaidrs, ka, ja izmantojat UDP, nevis TCP un nerūpēsities par pakešu zudumu, jūs, protams, iegūsit labāku veiktspēju. Taču daudzām lietojumprogrammām datu zudums ir nepieņemams, tāpēc šādam mērījumam nav jēgas.
Ir dažas programmas, kas datu pārsūtīšanai izmanto UDP. Viens no tiem ir BitTorrent, kas var izmantot vai nu TCP, vai viņu izstrādāto protokolu, ko sauc par uTP, kas emulē TCP, izmantojot UDP, bet kura mērķis ir būt efektīvākam, izmantojot daudzus vienlaicīgus savienojumus. Cits transporta protokols, kas ieviests, izmantojot UDP, ir QUIC, kas arī emulē TCP un piedāvā vairāku paralēlu pārsūtīšanu multipleksēšanu vienā savienojumā un pārsūtīšanas kļūdu labošanu, lai samazinātu atkārtotas pārraides.
Es nedaudz apspriedīšu kļūdu labošanu, jo tas ir saistīts ar jūsu jautājumu par caurlaidspēju. Naivs veids, kā to izdarīt, ir nosūtīt katru paketi divas reizes; ja viens tiek pazaudēts, otram joprojām ir iespēja tikt iegūtam
Tādējādi tiek samazināts retranslāciju skaits uz pusi, bet arī jūsu neto caurlaidspēja tiek samazināta uz pusi, sūtot liekos datus (ņemiet vērā, ka tīkla vai saites slāņa joslas platums paliek nemainīgs!). Dažos gadījumos tas ir normāli; īpaši, ja kavēšanās ir ļoti liela, piemēram, starpkontinentālajos vai satelīta kanālos
Turklāt ir dažas matemātiskas metodes, kad nav jānosūta pilnīga datu kopija; piemēram, katrai n paketei, ko nosūtāt, jūs nosūtāt vēl vienu lieko paketi, kas ir XOR (vai kāda cita aritmētiskā darbība) no tām; ja ekstra tiek pazaudēts, tas nav svarīgi; ja viena no n paketēm ir pazaudēta, varat to atgūt, pamatojoties uz lieko un otru n-1. Tādā veidā jūs varat konfigurēt pārsūtīšanas kļūdu labošanas izmaksas jebkuram joslas platumam, ko varat ietaupīt.
Kā jūs izmērāt pārsūtīšanas laiku
Vai pārraide ir pabeigta, kad sūtītājs ir pabeidzis pēdējā bita nosūtīšanu pa vadu, vai arī tajā ir iekļauts laiks, kas nepieciešams, lai pēdējais bits nonāktu līdz uztvērējam? Vai tas ietver arī laiku, kas nepieciešams, lai saņemtu apstiprinājumu no adresāta, kurā teikts, ka visi dati ir veiksmīgi saņemti un atkārtota pārsūtīšana nav nepieciešama?
Tas tiešām ir atkarīgs no tā, ko vēlaties izmērīt.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka lieliem pārsēšanās gadījumiem vairumā gadījumu viens papildu laiks turp un atpakaļ ir niecīgs (ja vien jūs nesazināsieties, piemēram, ar zondi uz Marsa).
Kāda ir šī galvenā TCP funkcija, kas padara to tik daudz pārāku par UDP?
Tā nav taisnība, lai gan izplatīts nepareizs priekšstats.
Papildus datu pārsūtīšanai, kad nepieciešams, TCP pielāgos arī sūtīšanas ātrumu, lai tas neizraisītu pakešu kritumu tīkla pārslodzes dēļ. Noregulēšanas algoritms ir pilnveidots gadu desmitiem un parasti ātri saplūst līdz maksimālajam tīkla atbalstītajam ātrumam (faktiski sašaurinājumam). Šī iemesla dēļ parasti ir grūti pārspēt TCP caurlaidspējas ziņā.
Izmantojot UDP, sūtītājam nav ātruma ierobežojuma. UDP ļauj lietojumprogrammai nosūtīt tik daudz, cik tā vēlas. Bet, ja mēģināsit nosūtīt vairāk, nekā tīkls spēj apstrādāt, daži dati tiks dzēsti, kas samazinās jūsu joslas platumu un arī padarīs tīkla administratoru ļoti dusmīgu uz jums. Tas nozīmē, ka UDP trafika sūtīšana ar lielu ātrumu nav praktiska (ja vien mērķis nav DoS tīkls).
Dažas multivides lietojumprogrammas izmanto UDP, taču sūtītāja ātruma ierobežojošā pārraide ir ļoti lēna. To parasti izmanto VoIP vai interneta radio lietojumprogrammās, kur ir nepieciešams ļoti mazs joslas platums, bet mazs latentums. Es uzskatu, ka tas ir viens no pārpratumiem par to, ka UDP ir lēnāks nekā TCP; tā nav, UDP var būt tik ātrs, cik tīkls atļauj.
Kā jau minēju iepriekš, papildus UDP ir ieviesti tādi protokoli kā uTP vai QUIC, kas nodrošina līdzīgu veiktspēju kā TCP.
Tā ir taisnība ?
Neviens pakešu zudums (un atkārtota pārraide) nav pareizs.
Tas ir pareizi tikai tad, ja loga izmērs ir iestatīts uz optimālo vērtību. BDP / RTT - optimālais (maksimālais iespējamais) pārraides ātrums tīklā. Lielākajai daļai mūsdienu operētājsistēmu vajadzētu būt iespējai to automātiski konfigurēt optimāli.
Kā caurlaidspēja ir atkarīga no bloka lieluma? Vai bloka lielums ir TCP loga vai UDP datagrammas lielums?
Kas ir bits Kā tiek mērīts bitu pārraides ātrums
Bitu pārraides ātrums ir savienojuma ātruma mērs. Aprēķināts bitos, mazākajās informācijas glabāšanas vienībās, uz 1 sekundi. Tas bija raksturīgs saziņas kanāliem interneta “agrīnās attīstības” laikmetā: tajā laikā teksta faili galvenokārt tika pārraidīti globālajā tīmeklī.
Tagad pamata mērvienība ir 1 baits. Tas, savukārt, ir vienāds ar 8 bitiem. Iesācēji lietotāji ļoti bieži pieļauj rupju kļūdu: viņi sajauc kilobitus un kilobaitus. Tas rada neizpratni, ja kanāls ar joslas platumu 512 kbps neattaisno cerības un nodrošina tikai 64 KB/s ātrumu. Lai neapjuktu, jāatceras, ka, ja ātruma norādīšanai tiek izmantoti biti, tad ieraksts tiks veikts bez saīsinājumiem: biti / s, kbit / s, kbit / s vai kbps.
2. Viendabīga simetriska sakaru kanāla joslas platums
V
viendabīgs komunikācijas kanāls nosacīts (pārejošs)
varbūtības lpp(y1x1)
nav atkarīgi
no laika. Stāvokļu un pāreju grafiks
viendabīgs binārais komunikācijas kanāls
attēlā parādīts. trīspadsmit.
13. att
Šajā attēlā
x1
un x2
- signāli sakaru kanāla ieejā, y1
uny2
- izejas signāli. Ja tiek pārraidīts
signāls x1
un saņēma signālu y1,
tas nozīmē, ka pirmais signāls
(1. rādītājs) nav izkropļots. Ja tiek pārraidīts
pirmais signāls (x1),
un tiek saņemts otrais signāls (y2),
tas nozīmē, ka ir izkropļojumi
pirmais signāls. Pārejas varbūtības
attēlā parādīts. 13. Ja kanāls ir simetrisks,
tad pārejas varbūtības ir pa pāriem vienādas.
Apzīmē: lpp(y2x1)=
lpp(y1x2)=lppuh– varbūtības
signāla elementu kropļojumi, lpp(y1x1)=
lpp(y2x2)=1-lppuh– varbūtības
pareiza signāla elementa uztveršana.
Saskaņā ar
formulas (5.1.) un (5.3.)
.
Ja signāli
x1
un x2 ir
tāds pats ilgums uh,
tad
.
Tad kanāla jauda
būs vienāds ar
.
(5.7)
Šajā formulā
maxH(y)=žurnālsk.
Bināram kanālam (k=2)
maxH(y)=1
un formula (5.4) iegūst formu
.
(5.8)
Tas vēl ir jānosaka
nosacītā entropija H(yx).
Mums ir binārais avots
Aizstājot to
nosacītās entropijas vērtību (5.8), iegūstam
galīgi
.
(5.9)
Uz att. 14 uzbūvēts
caurlaides līkne
binārais kanāls par kļūdu iespējamību.
Saziņas kanālam
Ar k>2
tiek noteikta caurlaidspēja
gandrīz tāda pati formula:
. (5.10)
Apcietinājumā
apskatīsim vienu piemēru. Lai ir
binārais avots ar veiktspēju
bits/s.
Rīsi. 14
Uz att. 14 uzbūvēts
caurlaides līkne
binārais kanāls par kļūdu iespējamību.
Saziņas kanālam
Ar k>2
tiek noteikta caurlaidspēja
gandrīz tāda pati formula:
. (5.10)
Apcietinājumā
apskatīsim vienu piemēru. Lai ir
binārais avots ar veiktspēju
bits/s.
Ja varbūtība
izkropļojumu lppuh=0,01,
tad izriet, ka no 1000 elementiem
signāli tiek pārraidīti vienas sekundes laikā
vidēji tiks pieņemtas 990 preces bez
kropļojumi un tikai 10 elementi
sagrozīts. Šķiet, ka caurlaide
spēja šajā gadījumā būs
990 bps. Tomēr aprēķins
formula (5.9) dod mums nozīmīgu vērtību
mazāks (C=919
bps). Kas te par lietu? Un būtība ir tāda
mēs būtu saņēmuši C=990
bit / s, ja jūs precīzi zinātu, kuras
ziņojuma elementi ir izkropļoti. Vienaldzība
par šo faktu (un tas ir praktiski jāzina
neiespējami) noved pie tā, ka 10
tik spēcīgi izkropļoja elementus
samazināt saņemtā ziņojuma vērtību,
ka caurlaidspēja ir krasi
samazinās.
Vēl viens piemērs.
Ja lppuh=0,5,
tad no 1000 izietajiem elementiem 500 nebūs
sagrozīts. Tomēr tagad caurlaide
spēja nebūs 500
bits/s, kā varētu gaidīt,
un formula (5.9) dos mums daudzumu C=0.
Derīgs lppuh=0,5
signāls pa sakaru kanālu faktiski jau ir
neiztur un saziņas kanāls ir vienkāršs
līdzvērtīgs trokšņa ģeneratoram.
Plkst lppuh1
caurlaidspēja tuvojas
līdz maksimālajai vērtībai. Tomēr šajā
lietu signālus sakaru sistēmas izejā
ir jāapgriež otrādi.
Signāla pārraides metodes
Līdz šim ir trīs galvenie veidi, kā pārraidīt signālu starp datoriem:
- Radio pārraide.
- Datu pārraide pa kabeli.
- Datu pārraide, izmantojot optiskās šķiedras savienojumus.
Katrai no šīm metodēm ir individuālas komunikācijas kanālu īpašības, kas tiks aplūkotas turpmāk.
Informācijas pārsūtīšanas pa radio kanāliem priekšrocības ietver: šādu iekārtu daudzpusību, uzstādīšanas un konfigurācijas vienkāršību. Parasti uztveršanai un metodei tiek izmantots radio raidītājs. Tas var būt modems datoram vai Wi-Fi adapteris.
Šīs pārraides metodes trūkumi ietver nestabilu un salīdzinoši mazu ātrumu, lielāku atkarību no radio torņu klātbūtnes, kā arī augstās lietošanas izmaksas (mobilais internets ir gandrīz divas reizes dārgāks nekā "stacionārais").
Datu pārraides priekšrocības salīdzinājumā ar kabeli ir: uzticamība, vienkāršība ekspluatācijā un apkope. Informācija tiek pārraidīta ar elektriskās strāvas palīdzību. Relatīvi runājot, strāva zem noteikta sprieguma pārvietojas no punkta A uz punktu B. A vēlāk tiek pārvērsta informācijā. Vadi lieliski iztur temperatūras izmaiņas, lieces un mehānisko spriegumu. Trūkumi ir nestabils ātrums, kā arī savienojuma pasliktināšanās lietus vai pērkona negaisa dēļ.
Iespējams, ka šobrīd vismodernākā datu pārraides tehnoloģija ir optiskās šķiedras kabeļa izmantošana. Sakaru kanālu tīkla sakaru kanālu projektēšanā tiek izmantotas miljoniem sīku stikla cauruļu. Un caur tiem pārraidītais signāls ir gaismas impulss. Tā kā gaismas ātrums ir vairākas reizes lielāks par strāvas ātrumu, šī tehnoloģija ir ļāvusi vairākus simtus reižu paātrināt interneta savienojumu.
Trūkumi ietver optisko šķiedru kabeļu trauslumu. Pirmkārt, tie nevar izturēt mehāniskus bojājumus: saplīsušas caurules nevar caur sevi pārraidīt gaismas signālu, un pēkšņas temperatūras izmaiņas izraisa to plaisāšanu. Palielināts radiācijas fons padara caurules duļķainas - tāpēc signāls var pasliktināties. Turklāt optisko šķiedru kabeli ir grūti salabot, ja tas plīst, tāpēc tas ir pilnībā jāmaina.
Iepriekšminētais liecina, ka laika gaitā tiek uzlaboti sakaru kanāli un sakaru kanālu tīkli, kā rezultātā palielinās datu pārraides ātrums.
Pieskaitāmās izmaksas galveņu dēļ
Katrs tīkla slānis datiem pievieno galveni, kas pārsūtīšanas laika dēļ rada papildu izmaksas. Turklāt transporta slānis sadala jūsu datus segmentos; tas ir tāpēc, ka tīkla slānim (kā IPv4 vai IPv6) ir maksimālais MTU paketes izmērs, parasti 1500 V Ethernet tīklos. Šajā vērtībā ir iekļauts tīkla slāņa galvenes lielums (piemēram, IPv4 galvene, kas ir mainīga garuma, bet parasti 20 B gara) un transporta slāņa galvenes (TCP gadījumā tā ir arī mainīga garuma, bet parasti 40 b gara) . Tādējādi maksimālais MSS segmenta lielums (datu baitu skaits, bez galvenes, vienā segmentā) ir 1500–40–20 = 1440 baiti.
Tādējādi, ja mēs vēlamies nosūtīt 6 KB lietojumprogrammas slāņa datu, mums tie ir jāsadala 6 segmentos, katrs — 5 no 1440 baitiem un viens — no 240 baitiem. Tomēr tīkla slānī mēs galu galā nosūtām 6 paketes, 5 no 1500 baitiem katra un vienu no 300 baitiem, kopā 6,3 kB.
Šeit es neņēmu vērā faktu, ka saites slānis (kā Ethernet) pievieno savu galveni un, iespējams, arī sufiksu, kas rada papildu izmaksas. Ethernet tīklam tie ir 14 baiti Ethernet galvenei, pēc izvēles 4 baiti VLAN tagam, pēc tam 4 baitu CRC un 12 baitu atstarpe, kopā 36 baiti katrā paketē.
Ja uzskaitāt fiksētas likmes saiti, piemēram, 10 Mb/s, atkarībā no tā, ko mērīsit, jūs iegūsit atšķirīgu caurlaidspēju. Parasti jūs vēlaties kādu no šiem:
- Laba veiktspēja, t.i., lietojumprogrammas slāņa caurlaidspēja, ja vēlaties izmērīt lietojumprogrammas veiktspēju. Šajā piemērā jūs dalāt 6 kB ar pārsūtīšanas ilgumu.
- Saistiet joslas platumu, ja vēlaties izmērīt tīkla veiktspēju. Šajā piemērā jūs dalāt 6 kB + TCP pieskaitāmās izmaksas + IP pieskaitāmās izmaksas + Ethernet pieskaitāmās izmaksas = 6,3 kB + 6 * 36 B = 6516 B ar pārraides ilgumu.