Лаб_раб_№1_ Выбор ОПД ([ОТ] Лабораторная №1)

МГТУ им.Н.Э.Баумана

Кафедра “Системы обработки информации и управления”

Методические указания по выполнению

лабораторной работы №1

по дисциплине “Основы телекоммуникаций”

“Выбор состава оборудования передачи данных системы телекоммуникации по экономическому критерию с учетом качества каналов связи.”

Разработал: к.т.н., доцент Галкин В.А.

Москва 2008 г.

Цель работы. Закрепление теоретических знаний и развитие практических навыков проектирования сетей по экономическому критерию.

Необходимое оборудование. ПЭВМ IBM PC, Windows-ХР, MS Office или Open Office.

Требуемое время для выполнения: 4 часа.

Теоретическая часть: Постановка задачи выбора оборудования передачи данных (ОПД).

Как известно, применение типа оборудования передачи данных определяется характером решаемых задач каждым информационно-вычислительным пунктом (ИВП). В зависимости от типа ЭВМ, характера и режима работы с информацией можно выделить следующие классы ИВП и абонентских станций и рекомендуемое для них оборудование передачи данных.

Первый класс. Главные вычислительные центры (ГВЦ), оснащенные ЭВМ высокой производительности. Рекомендуемым оборудованием передачи данных для этого класса могут служить мультиплексоры передачи данных, а также процессоры телеобработки данных (ПТД).

Второй класс. Кустовые вычислительные центры (КВЦ), оснащенные ЭВМ средней производительности, осуществляющие обмен данными с ГВЦ в режиме сеансовой связи и имеющие возможность обмена данными с абонентскими станциями, подключенными к данному КВЦ.

Третий класс. Абонентские станции, оснащенные программируемыми абонентскими пунктами с дисковыми накопителями, предназначенные для работы с ЭВМ в режиме диалога и пакетной передачи данных.

Четвертый класс. Абонентские станции, оснащенные персональными ЭВМ и предназначенные для обмена данными с ГВЦ и КВЦ в режиме пакетной передачи и диалога, а также для решения информационно-вычислительные задач ограниченного объема.

Пятый класс. Абонентские станции, осуществляющие сбор и регистрацию больших объемов входных данных в режиме пакетной передачи на ВЗУ.

Шестой класс. Абонентские станции, осуществляющие передачу исходящей информации в режиме пакетной передачи и регистрацию входящей информации на бумаге. Оборудованием таких АС может служить АЦПУ, подключаемое к сети через модем.

Седьмой класс. Абонентские станции, работающие в режиме диалога без регистрации данных на ВЗУ. Оборудованием станций являются терминальные пульты , имеющие интерфейс RS232С для подключения к сети через модем.

Восьмой класс. Абонентские станции, работающие в режиме запрос-ответ по телеграфным каналам связи с выводом информации на печать, могут быть оснащены телеграфными аппаратами.

Исходными данными для решения задачи выбора сетевого оборудования является заданная иерархическая топология информационной сети, которая определяет количество вычислительных центров (ГВЦ и КВЦ) - К и подмножества абонентских станций Аk, относящихся к каждому из них, причем каждая абонентская станция может быть подключена к своему центру.

А = { А1,А2...Ak,...Am } - множество абонентских станций в сети;

где m - мощность множества A.

Каждый элемент множества А - А(ik), принадлежащий подмножеству абонентских станций, подключенных к k-ому ВЦ, характеризуется внутренними параметрами:

С - класс абонентской станции;

V - объем суточной исходящей информации;

W - объем суточной входящей информации;

Т - продолжительность рабочего дня;

G -количество рабочих дней в году;

L - расстояние до КВЦ или ГВЦ , к которому подключается станция;

А(ik) = ( С,V,W,Т,G,L ).

Оборудование выбирается из множества типов D, разбитого на подмножества рекомендуемого оборудования для каждого l-го класса D(l):

D(l) ={d(1),...,d(j),...,d(r)}, l=1,Nc ,

где Nc - количество классов абонентских станций.

Каждый тип оборудования обладает набором характеристик, образующих вектор d(j) :

d(j) = ( N,v,S,H,Pw ), j = 1,r ,

где N - наименование ;

v - cкорость передачи по каналу связи;

S - стоимость;

H - занимаемая площадь;

Pw - потребляемая мощность;

r - количество типов оборудования передачи данных l-го класса.

При выборе сетевого оборудования необходимо учитывать и ряд обобщенных параметров, значения которых могут изменяться в зависимости от объемов передаваемой информации, квалификации операторов абонентских станций, принятого в сети размера информационного кадра, а также совокупность условно-постоянных параметров, значения которых остаются постоянными на протяжении длительного интервала времени: тарифы на аренду телефонных

каналов связи или затраты на их прокладку, стоимость квадратного метра занимаемой оборудованием площади и единицы потребляемой им энергии, заработная плата обслуживающего персонала абонентских станций и т.п.

Задача состоит в том, чтобы выбрать из множества оборудования передачи данных D такое d(j) из D(l) для Аk:i=1,Nк и в таком количестве, чтобы обеспечить своевременную передачу объемов исходящей и входящей информации каждой абонентской станцией, и при этом суммарные приведенные затраты на приобретение и эксплуатацию оборудования всей сети были бы минимальными:

t(i,j)<= T(i)д , i=1,Nk ; j=1,M ;

n(j) -целые числа;

где

Nk - количество абонентских станций, подключен-

ных к k-ому КВЦ, k=1,K;

t(i,j) - время, затрачиваемое j-ым оборудованием

передачи данных i-ой абонентской станции

на передачу требуемых объемов информации;

T(i)д - допустимое время на передачу для i-ой

абонентской станции;

n(j) - количество сетевого оборудования j-го типа;

C(i,k) = Kz*Eн + Zэкспл - приведенные затраты на еди-

ницу оборудования i-ой абонентской станции,

подключенной к k-ому КВЦ;

здесь

Kz - капитальные затраты;

Eн - нормативный коэффициент эффективности капи-

тальных вложений - величина, обратная норма-

тивному сроку окупаемости капитальных вложе-

ний;

Zэкспл - эксплуатационные затраты на сеть за год.

Сформулированная задача представляет собой комбинаторную задачу.

Существенное влияние на время передачи информации оказывает качество каналов связи. При больших скоростных возможностях ОПД может оказаться, что текущее состояние канала связи не обеспечит своевременную передачу требуемых объемов информации. Затраты на аренду каналов связи существенно зависят от скоростных возможностей канала. Поэтому при решении задачи вы-

бора оборудования будем определять минимально допустимую эффективную скорость передачи для каждого типа ОПД, и следовательно, минимизировать затраты на аренду канала связи.

Эффективная скорость передачи определяется как произведение максимально допустимой скорости оборудования передачи данных на понижающий коэффициент качества канала.

При выполнении лабораторной работы определяется критическое значение коэффициента качества канала, при котором коэффициент использования канала достигает максимального значения для того же количества выбранного оборудования передачи данных.

Под коэффициентом использования понимается отношение времени занятости канала передачей данных - t(i,j) ко времени работы абонентской станции T(i)д.

После определения критического значения коэффициента качества канала вычисляется минимально допустимая эффективная скорость передачи данных:

Vэфф = Vj * Ккс

В параметрах выбранного для данного абонентского пункта оборудования передачи данных значения максимальной скорости заменяются на ближайшее большее из стандартного ряда (100,300,600,1200,2400,4800,9600,19200) вычисленного значения эффективной скорости передачи.

В заключении вновь решается задача выбора ОПД, но уже для найденной эффективной скорости передачи.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Изучить теоретическую часть.

2. Получить у преподавателя индивидуальное задание. Номер варианта определяется по списку группы.

3. Запустить файл “Задача выбора ОПД.xls” или “ОПД OpenOffice”.

Этап 1. Выбор оборудования передачи данных для АП

(с параметром максимальной скорости Vj).

Оборудование для ГВЦ (АП 1) выбирается в последнюю очередь (нагрузка на ГВЦ считается автоматически и вводить ее не надо).

Ввести нагрузку на АП и выполнить действия в соответствии c приглашениями программы.

Просмотреть и перенести в отчет зависимость капитальных и

приведенных затрат от типа ОПД.

Этап 2. Определение эффективной скорости передачи.

Просмотреть и перенести в отчет зависимость Кисп = f (Ккс);

Определить по графику Кисп = f (Ккс) ближайшую к Ккс=1 точку максимума и по ней Ккс, для которого V эфф = Vj * Kкс. Выбрать для Vэфф ближайшее большее значение из стандартного ряда (100,300,600,1200,2400,4800,9600)

Заменить значение скоростей на Vэфф для всех типов оборудования (Лист Расчет. Столбец В)

Этап 3. Выбор оборудования передачи данных для АП

(с параметром Vэфф).

После завершения расчетов результаты (№ АП, Тип ОПД, Vj, К, Lпр, МОДЕМ)

зафиксировать в итоговой таблице и в графе МОДЕМ указать значение Vэфф.

Повторить выполнение этапов 1 - 3 для всех номеров АП варианта задания. Для АП1 (ГВЦ) выполняется только этап 1.

Перенести в отчет итоговую таблицу выбранного оборудования

для всех АП варианта задания.

4. Составить отчет по работе.

5. Ответить на контрольные вопросы.

6. Защитить лабораторную работу.

Содержание отчета.

Отчет о лабораторнорй работе должен содержать:

- Для каждого АП графики зависимостей:

* капитальных и приведенных затрат от типа ОПД;

* коэфф. использования канала от Ккс - Кисп=f(Ккс);

* капитальных и приведенных затрат от типа ОПД для Vэфф.

- Значение эффективной скорости передачи для выбранного типа ОПД.

- Итоговую таблицу выбранного типа ОПД для каждого АП.

Контрольные вопросы.

1. Каким параметром задается качество канала связи?

2. Как вычисляется значение эффективной скорости передачи?

3. Почему уменьшаются приведенные затраты при Vэфф.?

4. Как задать загрузку АП1?

Варианты заданий:

Нагpузка АП1 (ГВЦ) вычисляется автоматически как сумма нагpузок подключенных к нему АП, поэтому значение нагpузки для АП1 не задано.

6