Курсовая работа: Управление ошибками при передаче информации по каналам связи

, (2)

где (при отсутствии ошибок при передаче).

Задержка передачи равна времени, необходимому электрическому сигналу, чтобы достичь другого конца линии связи. Следовательно, оно будет одинаковым для обоих направлений и для обоих кадров ( и ). Скорость распространения в лучшем случае равна скорости распространения света. В реальных проводниках она меньше ( м/с).

Таким образом, задержка передачи равна физическому расстоянию () между станциями, поделенному на скорость передачи электрического сигнала по линии (). Большое значение имеет отношение , т.к. оно соотносит время задержки передачи сигнала со временем, требуемым для передачи кадра. Обычно это отношение колеблется от небольшого значения (для небольших звеньев) до больших значений для длинных звеньев и высокой скорости передачи:

1. Для относительно коротких звеньев, для которых , эффективность их использования близка к 1 и не зависит от его пропускной способности.

2. Для более длинных наземных кабелей эффективность звеньев высока () при низкой пропускной способности и существенно падает при ее увеличении.

3. Для спутниковой связи эффективность мала даже при низкой пропускной способности.

Отсюда можно заключить, что этот протокол не подходит для спутниковой связи, а также для линий наземной связи с высокой пропускной способностью.

В реальных условиях линии обладают ненулевым уровнем искаженных битов, следовательно успешная передача кадра потребует в среднем повторных передач. В связи с этим выражение для эффективности будет иметь следующий вид:

(3)

Значение можно определить, если известна вероятность искажения одного бита передаваемых в канале данных . В этом случае вероятность того, что кадр будет искажен равна , а – вероятность того, что кадр передан без ошибок. Здесь – длина кадра в битах.

Описание механизма тайм-аута и механизма окна

Механизм тайм-аута

Механизм тайм-аута заключается в том, что ПС перед отправкой очередного -кадра запускает внутренний таймер (рис. 6). Таймер отсчитывает определенный промежуток времени, называемый тайм-аутом. Если в течение этого временного интервала в ПС не поступит подтверждающий прием ВС отосланного -кадра -кадр, то ПС решает, что кадр был утерян, и выполняет повторную передачу того же -кадра.

Выбор величины тайм-аута может сильно влиять на эффективность использования передающего канала. Тайм-аут не должен быть слишком коротким, чтобы по возможности исключить избыточные повторные передачи, возникающие из-за временного увеличения задержек в канале (например, из-за временной перегрузки). В то же время он не должен быть слишком большим, чтобы избежать длительных простоев канала. При выборе величины тайм-аута должны учитываться такие параметры канала связи как его протяженность, скорость передачи данных, а также вероятность появления ошибки в канале.

Механизм окна

В режиме непрерывной передачи ЗПР ПС может непрерывно посылать -кадры, не дожидаясь ответного извещения. Поэтому в таком режиме передачи у приемной станции буферная память может переполняться, т.е. она не сможет обрабатывать кадры с той же скоростью, с которой их получает. Чтобы учесть это, в указанную схему включают дополнительный регулирующий механизм, который обеспечивает передачу ограниченного числа -кадров до получения извещения.

Для этого ПС следит за числом выделенных, не получивших извещения -кадров, хранящихся в текущий момент в списке повторных передач. Если при этом ВС окажется не в состоянии принять последующие кадры, то она прекратит возвращение -кадров. Список повторных передач в ПС заполнится, что в свою очередь послужит для ПС сигналом, оповещающим ее о необходимости прекратить посылку -кадров, вплоть до получения извещения. Для реализации этой схемы устанавливается верхний предел числа -кадров, выделенных в списке повторных передач. Этот предел называют окном передачи звена. Предел выбирается таким, чтобы не подавлять потока -кадров по звену при условии, что приемная станция успеет воспринять все поступающие -кадры. Такие факторы как минимальная длина кадра, объем доступной буферной памяти, скорость передачи битов должны быть совместно учтены при определении окна передачи.

Функция механизма окна может быть представлена в виде диаграммы (рис. 10).

ПС обеспечивает запись, хранящую число -кадров в списке повторных передач, ожидающих извещения. Эту запись называют счетчиком повторных передач. При передаче каждого -кадра значение счетчика увеличивается на 1. Соответственно после получения каждого -кадра и связанного с этим удаления -кадра из списка повторных передач, значение счетчика уменьшается на 1. Если значение счетчика повторных передач становится равным окну передач, то поток -кадров приостанавливается (рис. 11).

Рис. 10

Рис. 11

При рассмотрении схемы “бездействие – ЗПР” было показано, что эффективность звена данных с достаточной степенью точности определяется временем передачи кадра и временем задержки кадра при передаче информации.

Если для данного звена , то эффективность звена данных определяется также значением величины окна передачи. Эффективность звена данных при величине окна передачи, равной , выражается равенством

(4)

При наличии ошибок эффективность будет понижена еще больше, так как потребуется повторная передача некоторых кадров. Если вероятность искажения одного бита равна , а средняя длина кадра равна , то

, (5)

– среднее количество пакетов, которое необходимо передать повторно.