Диссертация (1335837), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Следовательно,основнойокритерий качестваоуслуг SONET/SDH–BERоне подходитодля Ethernet,такокак используютсяосхемы избыточного кодирования иоскрем-блирования,поэтомуодалеебудемооцениватьвероятностьонеправильнойпередачиокадраданныхоPloss.Через предположениеоо том, чтооисходная (некодированная) последовательностьобитявляетсяопсевдослучайнойсовероятностямипоявлениянуляоили единицы ½ учитывается наличиеоскремблера.Пусть кадропередаваемыходанных состоитоиз N битов, аономинальнаяскоростьопередачи данныхоравна R.Обозначим m – числоосимволов в пакетеодлиной N, подверженныхвоздействию,1/ R–количествоосимволоввкадре,пределаходлительности одногооимпульса помехи. Очевидно,искаженныхов158m fN N f  N  DN R 1RS ,(3.2)где D – коэффициент заполнения импульса, S – скважность.Из выражения (3.2) видно,очто числоосимволов, которыеоподверженывоздействию, неозависит отосимвольной скоростиоR.Вероятность,чтооподверженныйвоздействиюобитинформацииобудетвоспринятоправильно, равна Q = 1 – Pe, а вероятностьонеправильной передачикадраоданных ворезультатеоединичного сбояобудет равна:mP 1  1  Pe V loss ng   ,(3.3)где Pe – вероятность единичногоосбоя; m – числоосимволов вокадре,подвергаемыховоздействиюопомехи.Из соотношения (3.3) следует, чтоовероятность неправильнойопередачикадраоданныхвозрастаетоприоувеличениивероятностиоединичногосбоя,которая,ов своюоочередь, растетос уменьшениемоотношения «сигнал – шум»,т.е.ос увеличениемоVng.

Вероятность Ploss такжеовозрастает с увеличениемчастотыоповторения импульснойопомехи [64, 66].В настоящейоработе рассматриваетсяообобщение расчетногооаппарата наслучайоболее сложныхометодов кодирования, используемыховосовременныхвысокоскоростныхосетях Gigabit Ethernet.3.3.3 Математическая модельопотерь кадровов сетях Gigabit EthernetопривоздействииоСК ЭМИНаканальномоуровнесогласнооспецификацииIEEEо802.3abосуществляется детектированиеокадров, содержащихоошибку, путемопроверкициклическогооизбыточного кода. Следовательно, искажениеохотя быоодногосимволаослужебных полейоили поляоданных ведет коотбрасыванию кадра.Механизмыодеструктивного воздействияов сетях Gigabit Ethernetоисследуются сучетоморяда особенностей, которыеоприсущи даннойоспецификации.159Вкачествеоиллюстрациивозможныхослучаевискаженияоединичныхсимволоворассмотрим модельокода PAM-5.Имеетсяопоследовательностьявляетсяооднимизпятиосимволовсоответствуетоуровням напряжениясимволов,«–2»,–1;каждыйоэлемент«–1»,–0,5;0;которой«0»,«+1»,«+2»,что+0,5;+1 В,восвязисиспользованиемосогласующего трансформатораос коэффициентом 1:2.

Такжезаданыоуровни –a, a и –b, b, соответствующие пороговымоуровням напряжений,используемыхопри определенииокаждогоосимвола соответственно.ВконтроллереоGigabitEthernetсетевогооинтерфейсадекодированиепринятогооуровня напряженияоосуществляется пооалгоритму:–1: еслионапряжение U (В) лежитов интервале –∞ > Uо> –b;–0,5: еслионапряжение U (В) лежитов интервале –b > U > –a;0: еслионапряжение U (В) лежит в интервале a > U > –a;0,5: еслионапряжение U (В) лежитов интервале b > U > a;1: еслионапряжение U (В) лежитов интервале ∞ > U > b.Приовоздействии СК ЭМИ исходныйосигнал подвергается искажающемувоздействиюоаддитивнойопомехиововидеоцентрированногоогауссова шума z, иззаочего,согласноомоделикомбинацииоискаженияPAM-5-кодирования,возможныоследующиеисходнойопоследовательностисимволов,0представленныеониже:1  0,5 :1  a  z  1  b1  0 :1  a  z  1  a" 1" может принять значения 1  0,5 :1  b  z  1  a1  1: z  1  b0,5  1: 0,5  a  z  0,5  b0,5  0 : 0,5  b  z  0,5  a" 0,5" может принять значения 0,5  0,5 : 0,5  a  z  0,5  a0,5  1: z  0,5  b1600  1: z  b0  0,5 : b  z  a"0" может принять значения 0  0,5 : b  z  a0  1: z  b0,5  1: 0,5  a  z  0,5  b0,5  0,5 : a  0,5  z  0,5  a" 0,5" может принять значения 0,5  0 : b  z  a  0,50,5  1: z  b1  1: 1  a  z  1  b1  0,5 : a  1  z  1  a" 1" может принять значения 1  0 : b  1  z  a  11  0,5 : z  b  1.Определимовероятность появленияонапряжений –1 В, –0,5 В, 0 В, +0,5 В,+1 В с помощьюоэкспериментальных методов.Вероятностьопоявлениясимволовоопределяласьсопомощьюэкспериментальныхометодов.

Примерообработки осциллограммыос помощьюпакета MATLAB 2009b дляоудобства идентификацииоуровней сигналов «–1», «–0,5»«0»,«0,5»«1»иоподсчитанычастотыопоявлениякаждогоосимвола(рисунок 3.14).+1Осциллограмма+0,5сигнала в линии0связи-0,5-1Представлениесигнала послеобработки в+1+0,50-0,5Matlab-1Рисунок 3.14 - Результатообработки фрагментаоосциллограммы в пакетеMATLAB дляоспецификации 1000Base-T161ОбработкаоосциллограммвMATLABзначенияовероятностейопоявленияосимволов:p(-1) = 0,1739;даетоследующиеp(-0,5) = 0,2161;p(0) = 0,2150; p(0,5) = 0,1175; p(1) = 0,1775.Аналогичноовыражаем вероятностьоединичного сбоя Pe для спецификации1000Base-T:Pe  z   p( 1)  {0,5  a  z  1  b}  {1  a  z  1  a}  {1  b  z  1  a}  {z  1  b} p( 0,5)  {0,5  a  z  0,5  b}  {0,5  b  z  0,5  a}  {0,5  a  z  0,5  a}  {z  0,5  b  p0  {z  b}  {b  z  a}  {b  z  a}  {z  b} p0,5  {0,5  a  z  0,5  b}  {a  0,5  z  0,5  a}  {b  z  a  0,5}  {z  b} p1 ( {1  a  z  1  b}  {a  1  z  1  a}  {b  1  z  a  1}  {z  b  1})  p( 1)   z  0.25  p( 0.5)   z  0.25  p0 (   z  0.25   z  0.25  p(1)   z  0.25  p(0.5)   z  0.25Исходяизопредставленияповторяющейсяоимпульснойопомехивовидеэквивалентногоогауссоваошума, овероятность того, чтоомгновенная амплитудаогауссова шума z приметозначение, меньшее V, поосоотношению1  z  V   1  erf2 V 2Vg,(3.4)где erf(x) - функция ошибок.erf  x  Выразим2xt e dt20.вероятностьµ{…}черезоинтеграловероятности,оподставляязначения p(-1), p(-0,5), p(0), p(0,5), p(1) и задавая уровниоa = 0,25; –a = –0,25;b = 0,75; –b = –0,75, получаем вероятностьоискажения единичногоосимвола 1,75  0,75  0,25  1,25  Pe  0,2  4  erf   erf   erf   erf  2V  2V  2V  2V  g g g g .Подставляяополученные значенияов (3.3), окончательноополучаем(3.5)162Ploss 1 erf1 1,75 Vm fp  erf1,25 Vm fp  erf0,75 Vm fp  erf0,25 Vm fp5 m(3.6)Отдельнооостановимсянаоучетеразличнойодлиныкадраовмультисервисныхосетях Ethernet.Отдельноорассмотрим, какоосуществляется учеторазличной длиныокадравомультисервисных сетяхоEthernetПредположим,чтоодлиныкадровораспределенысогласновероятностномуораспределению Парето [66, 67] с параметрами Xm и k.РаспределениеоПарето–одностороннее,«стяжелымхвостом».Плотностьовероятности убываетопо показательномуозакону Xm  X kkX m, k 1k 1.(3.7)Обозначим теперь Npacket – среднююодлину кадра, а Npause – среднююдлинуопаузы–принципуомаксимальногомежкадровогооинтервала.правдоподобия,тооестьПроведемооценкуопоформулу (3.5)оставимпрежними, ноозначение длиныокадра, котораяов ниховходит, подберемотак,чтобы Ploss N  Ploss  N   0.В результатеовычисленийосамымоблизким значениемооказаласьосредняядлинаокадра.Следовательно,подверженныховоздействию,формулаодлядляотрафика,вокоторомчислаосимволов,длиныокадровраспределеныопо законуоПарето, будетоследующейm  DN packet N packetN packet  N pauseD2N packetN packet  N pause(3.8)163Видно, чтооотличие отоформулы (3.2) состоитотолько вотом, чтоовместодлиныокадра здесьостоит эффективнаяодлина кадра, определяемаяоравенствомN effect Следовательно,учет2N packetN packet  N pauseпаузои(3.9)реальногоонедетерминированноготрафикаосводится коизменениюодлины кадра, поэтомуодалееоэтот вариантовработеонеорассматривается.3.4Математическаяомодель взаимодействия СК ЭМИ соуниверсальнымивычислителямиоконтура управленияоБЦВК3.4.1 Исследованиеовоздействия сверхкороткихоэлектромагнитных импульсовона универсальныеовычислители БЦВМВоработах [69, 84, 85] показано, чтооуровни СК ЭМИ, приводящиеок нарушениюоработы микропроцессорныхоуправляющих устройств, составляют несколькоокВ/м.

Поэтомуов качествеоисточника излученияоиспользовалась 4-х рупорнаяоантенная системаоапертурой 0,36м*0,36м, возбуждаемаяогенераторомимпульсовонапряжения амплитудойо30 кВ и длительностьюофронта около200 пс. Частотаоследования импульсовоизлучателя составлялао100 Гц. Так какгенератороне имеловозможности регулировкиоамплитуды импульсов, дляоослабления СКоЭМИ использовалсяорадиопоглощающий материалотипа «Терновник»,которыйочастично перекрывалоапертуруоантенны [118-121, 171].В качествеообъекта исследованияоиспользовался процессорныйомодульБЦВМ, основныеотехнические характеристикиокоторого приведеныов таблице 3.2.Приоисследовании процессорныйомодуль размещалсяона высоте 0,7 мотопола вопомещенииодлиной 20 м.

Передопроведением испытанийопроводилосьизмерениеопараметров СК ЭМИосоздаваемых наоразличныхорасстояниях отапертурыоантенныопооосиоизлучения. Регистрацияопроводилась сопомощью полосковогооизмерительного преобразователяоИППЛ-5 (времяонарастания пере-164ходнойохарактеристикинеоболее70пс)иостробоскопическогорегистратораоTDSSODO (полоса 50 ГГц).Результатыоэксперимента показали,очто амплитудаопервой положительнойополуволны сигналаополя изменяетсяопо закону 1/R.

Характеристики

Список файлов диссертации