Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Гоцуцов Сергей Юрьевич

Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов
<
Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гоцуцов Сергей Юрьевич. Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.13.- Москва, 2007.- 211 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3752

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Современное состояние подсистемы телекоммуникаций АС УВД

1.1 Роль подсистемы связи при управлении воздушным движением. 10

1.2 Анализ развития подсистемы телекоммуникаций на примере московского центра АУВД 14

1.3 Анализ современных тенденций создания и развития сетей связи для УВД 25

1.4 Требования системы УВД к параметрам качества обслуживания при передаче РЛИ 28

ГЛАВА 2 Исследование потоков данных в сетях передачи РЛИ АС УВД 34

2.1 Состав и форматы передачи радиолокационной информации в системе УВД 34

2.2 Разработка модели потока радиолокационной информации в АС УВД 45

2.3 Выбор технологии и определение структуры сети передачи радиолокационной информации 49

ГЛАВА 3 Исследование работы узлов коммутации 63

3.1 Разработка модели узла коммутации Frame relay 63

3.2 Исследование работы узла коммутации Frame relay при различных моделях потока данных 68

3.3 Исследование работы узла коммутации Х.25 80

ГЛАВА 4 Исследование процесса передачи радиолокационной информации по сетям с коммутацией пакетов 113

4.1 Разработка модели маршрута передачи радиолокационной информации по сети Frame relay 113

4.2 Исследование передачи радиолокационной информации по сети Frame relay 122

4.3 Разработка модели маршрута передачи радиолокационной информации по сети Х.25 140

4.4 Исследование передачи радиолокационной информации по сети Х.25 145

4.5 Рекомендации по применению технологий передачи данных с пакетной коммутацией в АС УВД 155

Заключение 165

Приложение 1. Описание имитационных моделей 168

Список литературы

Введение к работе

В настоящее время в единой системе организации воздушного движения (ЕС ОрВД) проводится комплекс мероприятий по созданию укрупненных центров управления воздушным движением (УВД). В соответствии с приказом Руководителя Федеральной аэронавигационной службы разрабатывается план мероприятий, предусматривающий до 2010 г. модернизацию Московского, Ростовского и Калининградского центров УВД, создание Хабаровского и Иркутского укрупненных центров, а также создание к 2025 г. еще 8 укрупненных центров. Центральным звеном автоматизированных систем укрупненных центров УВД является подсистема телекоммуникаций, которая обеспечивает трансляцию речевой информации и передачу данных между территориально-распределенными пунктами и объектами, в том числе обмен радиолокационной информации (РЛИ) между радиолокационными позициями (РЛП), центрами УВД и диспетчерскими службами аэропортов. В силу ограниченного периода актуальности данных РЛИ, к процессу их передачи предъявляются высокие требования по качеству обслуживания, особенно в части обеспечения приемлемого уровня задержки.

В настоящее время обмен данными РЛИ в автоматизированных системах управления воздушным движением (АС УВД) ведется, в основном, по выделенным каналам связи. В то же время в странах ЕС для этой цели на протяжении последних 10 лет применяются иерархические сети с коммутацией пакетов, которые, прежде всего, позволяют сократить эксплуатационные затраты и сделать систему обмена РЛИ легко масштабируемой и расширяемой. В свете решения задач создания укрупненных центров УВД вопросы совершенствования телекоммуникаций в настоящее время становятся все более актуальными для системы УВД России.

В связи с этим, предметом исследования является обеспечение качества функционирования автоматизированной системы управления

воздушным движением при использовании методов передачи радиолокационной информации по сетям с коммутацией пакетов.

Объектом исследования в диссертационной работе является: подсистема телекоммуникаций АС УВД, основанная на принципах коммутации пакетов.

Целью диссертационной работы является научное обоснование совершенствования автоматизированных систем укрупненных центров управления воздушным движением с учетом мирового опыта и современных потребностей.

Для достижения поставленной цели в ходе исследования необходимо было решить следующие основные задачи:

  1. провести анализ современного состояния и перспектив развития подсистемы телекоммуникаций АС УВД;

  2. определить требования, предъявляемые системой УВД к качеству обслуживания при передаче РЛИ по сети с коммутацией пакетов;

  3. исследовать характер потока данных в сети передачи РЛИ на различных этапах передачи;

  4. исследовать работу узлов коммутации и сети (маршрутов), как основных элементов, влияющих на показатели качества обслуживания при передаче данных в АС УВД;

  5. оценить возможность применения в системе укрупненных центров УВД различных технологий пакетной коммутации с учетом качества линий связи.

Методы исследования. При решении поставленных задач используется аппарат теории массового обслуживания и метод статистического имитационного моделирования. При обработке результатов моделирования применяются методы теории вероятностей и математической статистики.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным применением математического аппарата, надежностью источников исходных данных, проверкой адекватности разработанных имитационных моделей.

Научную новизну работы определяют следующие результаты, полученные автором лично:

  1. разработана модель источника радиолокационной информации в автоматизированной системе управления воздушным движением учитывающая интенсивность воздушного движения, систему воздушных трасс и форматы радиолокационных сообщений;

  2. разработаны модели узлов коммутации и сегментов сетей телекоммуникаций, учитывающие особенности передачи данных в сетях с коммутацией пакетов и методы их агрегирования;

  3. получены зависимости загрузки каналов связи от интенсивности воздушного движения, формата радиолокационной информации и уровня помех в линии связи;

  4. проведено обоснование значений предельной загрузки каналов связи в сетях с коммутацией пакетов, обеспечивающих безопасное эшелонирования воздушных судов.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные в ней результаты позволяют:

  1. осуществить практическое внедрение сетей с коммутацией пакетов в Единой системе организации воздушного движения (ЕС ОрВД) с соблюдением требований по обеспечению безопасного эшелонирования воздушных судов;

  2. обосновать требования к подсистеме телекоммуникаций АС УВД в ходе создания укрупненных центров управления воздушным движением в ЕС ОрВД.

Реализация и внедрение результатов исследований Результаты исследований, отраженные в диссертационной работе, использованы в процессе реализации подпрограммы «Единая система организации воздушного движения» «Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)». Материалы исследования используются в учебном процессе в МГТУ ГА.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции в МГТУ ГА (2006г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи, тезисы трех докладов на научно-технической конференции. На защиту выносятся следующие положения:

  1. Модель потока радиолокационной информации в АС УВД;

  2. Модели узлов коммутации и маршрутов в сетях с коммутацией пакетов АС УВД;

  3. Аналитические выражения плотности распределения вероятности задержки передачи в узле коммутации и сети Frame Relay;

  4. Зависимости коэффициента загрузки каналов связи от плотности воздушного движения в зоне действия РЛС при применении различных форматов сообщений РЛИ и различной степени агрегатирования

Основные результаты диссертационной работы:

  1. Проведен анализ подсистемы телекоммуникаций, предназначенной для обмена радиолокационной информацией в АС УВД, рассмотрены перспективы ее развития.

  2. Определены требования к качеству обслуживания при передаче РЛИ по сети с коммутацией пакетов в АС УВД. Показана связь данных требований с решением задачи обеспечения безопасного эшелонирования ВС.

  3. По результатам рассмотрения наиболее распространенных форматов сообщений РЛИ в АС УВД и механизма их формирования в процессе обзора воздушного пространства предложена модель потока радиолокационной информации.

  4. Разработаны аналитические и имитационные модели узлов коммутации Х.25 и Frame Relay. С использованием моделей

проведено исследование зависимости основных показателей качества обслуживания (средней задержки и вероятности сброса кадра) от коэффициента загрузки канала связи.

  1. Разработаны модели маршрута передачи РЛИ в сетях с коммутацией пакетов АС УВД.

  2. С использованием предложенных моделей построены зависимости загрузки каналов связи от интенсивности воздушного движения в зоне действия РЛС.

  3. Определены уровни загрузки каналов связи при передаче РЛИ по сетям с коммутацией пакетов, обеспечивающие выполнение требований к качеству обслуживания.

  4. Предложен вариант организации сети передачи РЛИ в Московском центре автоматизированного управления воздушным движением.

По результатам работы можно сформулировать следующие основные выводы:

1. Система управления воздушным движением с целью обеспечения
безопасного эшелонирования воздушных судов предъявляет к
подсистеме телекоммуникаций следующие основные требования:

- надежность и доступность (99,996%);

- вероятность потери блока данных (не выше 10"6);

- задержка передачи данных (не выше 500 мс).

  1. При исследовании подсистемы телекоммуникаций АС УВД необходимо использовать специализированные модели потока данных, так как применение классических моделей приводит к значительным погрешностям.

  2. Модель маршрута, включающая каналы доступа, агрегатированные магистральные каналы, процессоры узлов коммутации адекватно отражает современные структуры подсистем телекоммуникации АС УВД.

4. Предельная нагрузка на выходные порты узлов коммутации Х.25 и Frame Relay, при которой обеспечивается допустимое качество функционирования телекоммуникационной системы с возможностью решения задачи обеспечения безопасного эшелонирования ВС, лежит в диапазоне 0,2 - 0,3.

Анализ развития подсистемы телекоммуникаций на примере московского центра АУВД

В МЦ АУВД на протяжении последних лет идет развитие системы связи на основе цифровых технологий передачи данных. В настоящее время система телекоммуникаций АС УВД в Московской воздушной зоне объединяет следующие основные объекты: - Московский центр Автоматизации управления воздушным движением (МЦ АУВД); - Федеральное государственное унитарное предприятие Центр радиотехнического оборудования и связи Гражданской авиации (ФГУПЦРОСГА); - аэропорты московской воздушной зоны; - радиолокационные позиции (РЛП); - автоматические радиопеленгаторы (АРП); - приемо-передающие центры радиосвязи (ПГЩ); - службы Госкомгидромета; - узлы междугородней (международной связи). Структура обмена радиолокационной информации и сообщений АФТН в Московской воздушной зоне представлена на рис. 1.3

Исходная радиолокационная информация (РЛИ) обрабатывается на стороне радиолокационной позиции (РЛП) аппаратурой первичной обработки информации (АПОИ). В качестве каналообразующей аппаратуры для передачи РЛИ выступает модем (М). Информация от семи радиолокационных позиций по 14 каналам связи 2400 бит/с поступает в Районный диспетчерский центр (РДЦ). В Аэроузловой диспетчерский центр (АДЦ) поступаю данные от трех

РЛП и автоматических радиопеленгаторов (АРП). Обмен данными между РДЦ и АДЦ происходит по 4 коммуникационным каналам 2400 бит/с.

Из Цента авиационной телеграфной сети АФТН данные в РДЦ поступают по 4 каналам тональной частоты, в качестве резерва используются 2 канала 1200/2400 бит/с. Обмен данными между Центром связи Внуково и РДЦ идет по 4 каналам тональной частоты.

Районный и аэроузловой диспетчерские центры являются центрами обработки РЛИ и телеграмм АФТН. Из АДЦ данные поступают в диспетчерские пункты аэропортов московской воздушной зоны. Для передачи телеграмм АФТН в КДП аэропортов используются 5 каналов 2400 бит/с (4 основных канала +1 резервный). Данные поступаю через блок управления (БУ) на устройство печати стрипов (УПС) в зонах «Посадка», «Руление», «Метео», «САИ» и «Старт». Радиолокационная информация передается в аэропорты МВЗ по 4 каналам 2400 бит/с и поступает на комплекс отображения (КОРЛИ), зоны «Посадка» и «Старт». Комплекс отображения РЛИ состоит из процессора отображения (ПО) и индикатора кругового обзора (ИКО).

Из представленной структуры видно, что для передачи РЛИ и телеграмм АФТН в настоящее время применяются цифровые каналы 1200/2400 бит/с и каналы тональной частоты 50 бод. Сеть связи АС УВД Московской воздушной зоны объединяет Московский центр автоматизации УВД (Внуково), аэропорты, РЛП и станции междугородней связи.

Структура действующей сети связи представлена на рис. 1.4 Сеть связи содержит в себе аналоговые проводные и радиорелейные каналы связи. Данные каналы объединены в коммуникационные системы УВД, характеристики которых приведены в таблице 1.1. Каждая из приведенных систем предназначена для передачи речевой информации и данных. Для передачи данных по аналоговым каналам применяются модемы с пропускной способностью 1200/2400 бит/с. Связь с удаленными РЛП Центрального федерального округа идет по каналам связи, проходящим через станции междугородней связи М5 и М9 (на схеме на обозначены).

Центром существующей сети телекоммуникаций АС УВД является ФГУП ЦРОС ГА, которое является Главным центром Авиационной наземной сети передачи данных и телеграфной связи (АНС ПД и ТС) и Национальным центром международных сетей гражданской авиации (АФТН, CIDIN, ATN).

Несмотря на то, что существующая сеть связи отвечает требованиям по надежности и пропускной способности, большая часть входящего в ее состав оборудования морально и технически устарело. По ряду причин было принято решение о модернизации сети связи АС УВД. Существующая аналоговая сеть связи в ближайшем будущем будет выполнять функции резервной.

В настоящее время происходит модернизация существующей системы телекоммуникаций АС УВД. Основным направлением модернизации является перевод имеющихся аналоговых каналов связи на цифровые. Необходимость такой модернизации возникла по ряду причин: - невозможность дальнейшего развития аналоговой коммуникационной инфраструктуры; - высокие накладные расходы на ее содержание; - практически полное отсутствие предложений аренды множества аналоговых каналов на рынке услуг дальней связи - создание укрупненных центров УВД.

Разработка модели потока радиолокационной информации в АС УВД

Исследование процесса передачи РЛИ через сеть с пакетной коммутацией АС УВД целесообразно начать с определения вида потоков данных, циркулирующих в сети. Рассмотрим более детально процесс поступления в сеть кадров, источником которых является РЛС.

Очевидно, что интенсивность потока данных РЛИ зависит от интенсивности воздушного движения в зоне действия РЛС. Рассмотрим случай трассового радиолокатора, в зоне действия которого проходит несколько воздушных трасс ВТ1-ВТ4, рис.2.6 Согласно данным, представленным в таблице 2.1, период оборота антенны трассового радиолокатора составляет 10 (20) секунд. При крейсерской скорости 900 км/ч воздушное судно за это время проходит 2,5 (5) км, что составляет порядка 0,01 от дальности действия РЛС. В связи с этим делается предположение о том, что число ВС в зоне действия РЛС является случайным с интервалом корреляции, значительно превосходящим период ее обзора, и п - количество ВС, находящихся в зоне действия радиолокатора, на значительном интервале времени остается постоянным.

Прохождение воздушных трасс через зону действия РЛС. Будем считать, что время обзора каждого сектора одинаково и составляет Tseclnr:

Для упрощения процесса моделирования потока РЛИ, предполагается, что вероятность рп i=\,k пребывания ВС в каком-либо конкретном /-ом секторе одинакова и равна р. Такое предположение в большей степени справедливо для трассовых РЛС, в зоне действия которых проходят множество воздушных трасс.

Для аэродромных РЛС характерна иная ситуация: наибольшая вероятность обнаружения ВС соответствует секторам, которые совпадают с основными курсами захода на посадку и вылета ВС. Как правило, таких курсов по 2 на каждую ВПП аэродрома, причем в каждый момент времени основным является только один курс.

В случае выполнения предположения р,=р i=l,k, вероятность р равна:

В работе [46] событие нахождения каждой из п целей в данном секторе обзора РЛС рассматривается как результат серии из п испытаний Бернулли. Успешный исход испытания - нахождение цели в данном секторе обзора, происходит с вероятностью р, неуспешный исход испытания -нахождение цели во всех остальных секторах обзора, кроме данного, происходит с вероятностью q = 1 - р. По результатам серии из п испытаний для каждой из п целей, находящихся в зоне действия РЛС, определяется, находится ли она в данном секторе.

Известно, что число успешных исходов в серии испытаний Бернулли подчиняется биноминальному распределению с параметрами п и р и функцией плотности вероятности: fbinom( x) = x\{n-x)\pX " p)lX 2-3) Применительно к рассматриваемым испытаниям это означает, что количество ВС, находящихся в секторах обзора РЛС, подчиняется биномиальному распределению. Приведенные рассуждения позволяют определить распределение интервала времени между моментами поступления сообщений о ВС. Зная, что количество ВС в секторе обзора РЛС подчиняется биномиальному закону распределения, введено в рассмотрение предположение о том, что данные о различных ВС в пределах одного сектора поступают с одинаковым интервалом, равным: где ti - интервал между моментами поступления данных о ВС в пределах і -го сектора обзора РЛС; щ - количество ВС в /-ом секторе.

Предлагаемая модель потока РЛИ была программно реализована в среде имитационного моделирования GPSS. Моделирование потока сообщений РЛИ происходит в несколько этапов: 1. При помощи генератора случайных чисел, имеющих биномиальное распределение с заданными параметрами пир, получаем количество nt ВС в / -ом секторе обзоре РЛС; 2. По формуле (2.5) находим соответствующий интервал tt\ 3. При помощи программного генератора получаем и, транзакций (сообщений) с интервалом tn которые образуют поток в пределах одного сектора обзора РЛС;

Исследование работы узла коммутации Frame relay при различных моделях потока данных

Рот сокращается, при загрузке более 0,8 расхождение значений не превышает одного десятичного порядка. В рекомендованном для узлов коммутации Frame relay диапазоне загрузки 0,1 - 0,3 расхождения вероятностей сброса кадра Р к и Р составляет более 5 десятичных порядков.

Расхождение значений средней задержки кадра при входящем потоке РЛИ и пуассоновском в области загрузки УК 0,1-0,3 составляют 3-18%, максимальные расхождение значений ëРи Т?ш порядка 90% и наблюдается в области загрузки УК 0,7 - 0,8.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности применения модели входящего пуассоновского потока данных для анализа средней задержки кадра в узле коммутации при передаче РЛИ. Применение модели пуассоновского потока позволит провести исследование с использованием аналитического аппарата теории массового обслуживания. Однако следует рассматривать полученные в ходе такого исследования результаты как предварительные, поскольку, даже при рекомендованной рабочей загрузке узла коммутации, расхождения с моделью потока РЛИ составляют до 18%.

Применять модель пуассоновского потока для анализа вероятности сброса кадра РЛИ не следуют в силу существенных расхождений значений при рассматриваемых потоках данных.

Исследование показало, что результаты, полученные при использовании классических моделей потока данных, значительно расходятся со значениями, полученными при модели потока РЛИ, разработанной в главе 2. В связи с этим, в дальнейшем исследовании процесса передачи РЛИ в АС УВД по сетям с коммутацией пакетов будет применяться разработанная модель потока данных.

В следующем пункте будет рассмотрена аналитическая модель узла коммутации Х.25 с пуассоновским входным потоком данных. Будет проведено исследование средней задержки кадра и показана целесообразность применения в дальнейшем исследовании моделей узлов коммутации с неограниченным входным буфером.

Узел коммутации Х.25 может быть представлен в виде сети массового обслуживания. Проблемам исследования замкнутых и открытых сетей массового обслуживания посвящено достаточно много изданий [18, 21, 33, 34,104,106,108]

В настоящем исследовании применяется аналитическая модель узла коммутации Х.25, разработанная в [33] и представленная на рис.3.14.

Входящий в УК поток кадров поступает в многолинейный центр обслуживания 1 «Память», состоящий из N равнодоступных буферов одинакового объема.

Длительность обслуживания приборов в этом центре равна времени передачи входящего кадра по каналу связи. Обслуживание происходит в соответствии с дисциплиной IS (без ожидания).

Из «Памяти» кадры поступают на обработку в Центр 2 «Процессор». Обслуживание кадров в процессоре осуществляется в соответствии с дисциплиной FCFS.

Работа выходных каналов коммутатора может быть формально представлена группой из L центров обслуживания «Канал». Каждый кадр, обслуженный в центре «Процессор» с вероятностью Pj (у = 1,1) поступает на обработку в у-й центр группы выходящих каналов (pl+p.+... + pL=\).

Дисциплина обслуживания очередей в центрах этой группы - FCFS. Кадры, прошедшие обслуживание в j -ом центре упомянутой группы, с вероятностью (l-Fj) поступают в соответствующий центр ACKj, нормализующий ожидание логического подтверждения передачи по каналу j. В противном случае с вероятностью Fj эти кадры поступают в центр TOj, моделирующий задержку в течение периода time out, после которой осуществляется повторное обслуживание кадра в j центре группы выходных каналов.

Вероятность Fj (./ = 1,1) определяет условия неуспешной передачи сообщения соседнему узлу или адресату, включая отсутствие в последних свободной буферной памяти или действие помехи [33,22]. В рассматриваемой модели положим, что вероятность неуспешной передачи по всем выходным каналам одинакова: Fj = F(j = W- (3-23) Буфер центра «Память» после окончания обслуживания кадра блокируется (не освобождается) до тех пор, пока не завершится обслуживание кадра в одном из центров АСК, т.е. пока не будет отправлено подтверждение об успешном получении данного кадра.

Исследование передачи радиолокационной информации по сети Frame relay

Для исследования процесса передачи РЛИ по сети Х.25 выберем тот же маршрут сети, что и при исследовании сети Frame relay, рис.4.2а. Модель рассматриваемого сегмента сети представляет собой последовательность моделей отдельных узлов коммутации Х.25. Аналитическая [33] и имитационная модели отдельного узла коммутации Х.25 рассматривались ранее подробно в главе 3, рис.3.14.

В отличие от главы 3, где УК рассматривался как отдельная замкнутая система массового обслуживания, в настоящем исследовании узел коммутации является элементом более сложной модели сети Х.25. В связи с этим, узел коммутации рассматривается как открытая система массового обслуживания, для которой входящий/выходящий поступает из/в соседние узлы коммутации. Модель УК в виде открытой СМО, рис.4.20, имеет следующие отличия от рассмотренной в главе 3 модели УК в виде замкнутой СМО: 1. несколько групп выходных каналов, состоящих из центров «Канал», «ТО» и «АСК» были заменены одной такой группой, в которую поступают все кадры, прошедшие обслуживание в центре «Процессор» (количество выходных портов L=\, вероятность поступления кадра из процессора в выходной порт равна i = Р = 1, см. таблицу 3.2); 2. учитывая выводы главы 3, рассматривается модель УК с неограниченным буфером.

Входной поток кадров с интенсивностью Хш поступает во входной буфер неограниченного размера. Из входного буфера сообщения поступают на обслуживание в процессор узла коммутации, интенсивность обслуживания которого равна fiCPU. Время обслуживания кадра в центре «Процессор» имеет экспоненциальное распределение. После обслуживания в процессоре, кадр поступает в выходной порт, который обладает пропускной способностью цСІІ, время обслуживания имеет экспоненциальное распределение. Центр обслуживания «Выходной порт» моделирует передачу кадра по каналу связи соседнему УК. После обслуживания в центре «Выходной порт», кадр с вероятностью F поступает в центр «ТО», который моделирует задержку кадра на величину периода time out тт перед повторной передачей.

Вероятность F характеризует неудачную передачу кадра соседнему узлу коммутации. Учитывая, что рассматривается модель УК с неограниченным буфером, сброс кадра в принимающем УК из-за переполнения буфера невозможен. Причиной сброса может быть ошибка, возникшая при передаче кадра по каналу связи вследствие действия помех.

После обслуживания в центре «Выходной порт», кадры с вероятностью (1-F) поступают в центр «х2». Данный центр не является центром массового обслуживания и не вносит каких-либо задержек в при передаче кадра, а лишь создает на выходе копию потока кадров. Одна копия потока кадров представляет собой выходящий из УК поток кадров Хш, который поступает на вход соседнего узла сети. Вторая копия потока кадров поступает из центра «х2» в центр ожидания подтверждения успешной передачи «АСК». Центр «АСК» моделирует задержку хлск, после которой кадр удаляется из входного буфера узла коммутации.

Центр «х2» реализован программно в среде имитационного моделирования через оператор SPLIT, см. приложение 1, и вместе с центром «АСК» моделирует задержку копии кадра во входном буфере УК до прихода подтверждения об успешной передаче соседнему узлу. Наличие этих центров позволяет более адекватно оценить среднее и максимальное количество кадров, находящихся во входном буфере УК. Не смотря на то, что рассматривается модель УК с неограниченным входным буфером, это позволит оценить нижнюю границу для размера буфера.

Модель узла коммутации Х.25 в виде открытой СМО.

Модель УК Х.25, представленная на рис.4.20, реализована в программной среде имитационного моделирования GPSS World, см. приложение 1. Корректность имитационной модели УК, оценивалась путем сравнения результатов моделирования при пуассоновском входном потоке и значений, полученных по (3.38). Расхождение значений средней задержки кадра наблюдались лишь в третьей-четвертой значащей цифре, что является приемлемым для проводимого исследования. Как показали результаты моделирования, наличие в модели центра «х2» не вносит никакой задержки в обслуживание кадра. Описание имитационной модели УК Х.25 в виде открытой сети МО в приложении 1.

Модель рассматриваемого маршрута сети, рис.4.2а, полученная из последовательно соединенных моделей УК Х.25 в виде открытой СМО, рис.4.20, представлена на рис.4.21. На рисунке не показаны центры обслуживания «Входной буфер», «АСК» и «х2».

Параметрами модели маршрута сети являются интенсивности обслуживания центров «ЦПУ» juCPU, «Выходной порт» juCh и величины периодов АСК и time out -тАСК и тю. Рассматриваемые в ходе исследования значения интенсивностей обслуживания //СА и juCPU представлены в таблице Величина периодов АСК и time out рассчитываются для каждой пары взаимодействующих узлов коммутации.

Похожие диссертации на Совершенствование автоматизированных систем управления воздушным движением на основе технологий коммутации пакетов