2.Диспетчерская централизация на базе ebilock 950.

Перспективы расширения функций локальных волоконно-оптических сетей централизации можно рассмотреть для системы диспетчерского управления движением поeздов, построенной на основе EBILOCK 950. В этом случае расстояние между отдельными петлевыми участками сети может превышать 100-150 км. На выполнение функций диспетчерской централизации будет использоваться только небольшая часть пропускной способности оптического канала, т.к. интенсивность информационного трафика между подсистемами верхнего и нижнего уровней централизации существенно ниже возможностей канала.

Стоимость сети связи диспетчерской централизации с протяженностью оптических каналов, превышающей 100-150 км, достаточно высока, поэтому в таком случае возникает традиционная для связистов задача повышения использования пропускной способности каналов. Известны три группы методов решения этой задачи [ 3 ]:

 методы частного и временного разделения каналов;

 коммутационные методы, сюда входят методы коммутации сообщений, пакетов, а также гибридные методы коммутации, обьединяющие коммутацию пакетов и коммутацию каналов;

методы повышения использования пропускной способности на уровне тракта передачи.

Последняя группа методов включаeт в себя различные виды случайного и упорядоченного доступа большого числа пользователей к широкополосным каналам связи. Эти методы отличаются простотой реализации, они наиболее пригодны для реализации в петлевых структурах связи, поэтому именно такие методы необходимо применять для решения задачи повышения использования пропускной способности волоконно-оптических линий связи в системах диспетчерской централизации.При реализации этих методов, локальная связная сеть подсистемы нижнего уровня диспетчерской централизации будет в состоянии выполнять не только основные функции по обмену данными « по вертикали» между подсистемами нижнего и врехнего уровней, но и « по горизонтали» между подключенными к локальной сети абонентами, обеспечивая связь в интересах различных служб железной дороги. Естественно, функции диспетчерской централизации в таких системах двойного назначения будут основными и для выполнения этих функций необходимо выделить гарантированную часть полосы пропускания волоконно-оптической линии связи.Дополнительный трафик, поступающий в линию связи, ни при каких условиях не должен создавать помехи выполнению основных функций. Поэтому в сетях двойного назначения необходим жесткий контроль уровня, поступающего дополнительного трафика и введение механизма его ограничения.Таким механизмом ограничения могут служить протоколы доступа сообщений в сеть. В качестве меры, определяющей разрешение или запрет доступа вводимого в сеть сообщения, может служить уровень загрузки сети, от которого зависит общее время передачи сообщения по сети от источника до адресата. При разработке протоколов доступа сообщений в сеть возникает задача оценки временных характеристик сети и наиболее важной: суммарного времени передачи сообщения от источника до адресата как функции интенсивности входного трафика и текущей загрузки сети.

В настоящей статье рассматривается такая задача и разрабатываются модели трех типов петлевых сетей. Модели используются для сравнительного анализа петлевых каналов связи.

3.Постановка задачи моделирования петлевых структур.

Для фиксированных условий функционирования сети с петлевой структурой суммарное время передачи сообщения от источника до адресата складывается, как показано на рис.3., из четырех составляющих:

T_ =T_q + T_A + T_s + T_P (1)

Где T_q - время пребывания сообщений в буферной памяти до начала реализации протокола доступа;

T_A - время реализации протокола доступа;

T_s - время передачи сообщения из узла в петлю;

T_P - время распространения сигнала.

Величины этих составляющих зависят от таких характеристик сети как число узлов в петле, длины сообщений, быстродействия канала связи, интенсивности потока сообщений. Необходимо установить зависимость величины T_ от параметров сети, интенсивности входного потока сообщений и процедуры управления доступом.

В петлевых системах связи, в том числе и в EBILOCK 950,сообщения передаются в виде адресуемых блоков данных, называемых кадрами.Узловой петлевой интерфейс формирует кадр, снабжая его адресом интерфейса приемника и передает этот кадр в петлю. Каждый узловой интерфейс, расположенный на петле, получает из петли кадр, анализирует указанный в нем адрес узла-получателя и в случае несовпадения с собстенным адресом немедленно отправляет его дальше по петле. При совпадении адреса узла с адресом , поступившего сообщения, петлевой интерфейс этого узла удаляет сообщение из петли и передает его в свой концентратор.

Среднее время ожидания в очереди T_q можно определить рассматривая петлю как одноканальную систему массового обслуживания, на которую с каждого узла поступает пауссоновский поток сообщений с интенсивностью  .

Пусть

m - средняя длина сообщений в битах;

C - производительность (быстродействие) или максимальная пропускная способность петли в бит/С;

N - число узловых интерфейсов в петле;

h - количество служебных бит в сообщении.

Для марковских одноканальных моделей массового обслуживания известно соотношение, определяющее длину очереди, влючая обрабатываемое соотношение [ 4 ]:

, ( 2 )

где р – коэффициент загрузки канала обслуживания. Для нашей модели

 = (3)

т.к. суммарный поток сообщений, поступающий в петлю, равен N , а интенсивность обработки равна .

Время передачи сообщения из узла в петлю T_s зависит от длины сообщения и быстродействия канала С. Это время в относительных единицах, независимых от быстродействия С, можно выразить в битах:

T_{s =} ( m + h ) ( 4 )

Среднее время ожидания в очереди T_q равно произведению числа сообщений в системе на время обработки [ 4 ], т.е.

T_{q =} L  T_s =  ( m + h ) (5)

Время реализации протокола доступа T_A зависит от типа петли.В системах связи наибольшее распространение получили три типа петлей:

петля Ньюхолла, известная также как петля Token Ring;

петля Пирса или петля Slotten Ring;

петля Хафнера или петля Fixed –length Reguster Ring. Необходимо разработать математические модели петлевых каналов и определить с помощью этих моделей значения суммарных потерь времени передачи сообщений для этих типов каналов.