Каждое сообщение передается несколько раз принимаемые сообщения запоминаются потом производится

Обновлено: 07.07.2024

Проблема обеспечения безошибочности (достоверности) передачи информации в сетях имеет очень большое значение. Если при переда­че обычной телеграммы в тексте возникает ошибка или при разговоре по телефону слышен треск, то в большинстве случаев ошибки и иска­жения легко обнаруживаются по смыслу. Но при передаче данных одна ошибка (искажение одного бита) на тысячу переданных сигналов мо­жет серьезно отразиться на качестве информации.

Существует множество методов обеспечения достоверности пе­редачи информации (методов защиты от ошибок), отличающихся по используемым для их реализации средствам, по затратам времени на их применение на передающем и приемном пунктах, по затратам до­полнительного времени на передачу фиксированного объема данных (оно обусловлено изменением объема трафика пользователя при реа­лизации данного метода), по степени обеспечения достоверности пе­редачи информации. Практическое воплощение методов состоит из двух частей — программной и аппаратной. Соотношение между ними может быть самым различным, вплоть до почти полного отсутствия одной из частей. Чем больше удельный вес аппаратных средств по сравнению с программными, тем при прочих равных условиях сложнее оборудование, реализующее метод, и меньше затрат времени на его реализацию, и наоборот.

Выделяют две основные причины возникновения ошибок при пере­даче информации в сетях:

• сбои в какой-то части оборудования сети или возникновение не­благоприятных объективных событий в сети (например, коллизий при использовании метода случайного доступа в сеть). Как пра­вило, система передачи данных готова к такого рода проявлениям и устраняет их с помощью предусмотренных планом средств;

• помехи, вызванные внешними источниками и атмосферными явле­ниями.

Трудности борьбы с помехами заключаются в беспорядочности, нерегулярности и в структурном сходстве помех с информационны­ми сигналами. Поэтому защита информации от ошибок и вредного влияния помех имеет большое практическое значение и является од­ной из серьезных проблем современной теории и техники связи.

Среди многочисленных методов защиты от ошибок выделяются три группы методов: групповые методы, помехоустойчивое кодиро­вание и методы защиты от ошибок в системах передачи с обратной связью.

Из групповых методов получили широкое применение мажоритар­ный метод, реализующий принцип Вердана, и метод передачи инфор­мационными блоками с количественной характеристикой блока.

Другой групповой метод, также не требующий перекодирования информации, предполагает передачу данных блоками с количествен­ной характеристикой блока. Такими характеристиками могут быть: число единиц или нулей в блоке, контрольная сумма передаваемых символов в блоке, остаток от деления контрольной суммы на посто­янную величину и др. На приемном пункте эта характеристика вновь подсчитывается и сравнивается с переданной по каналу связи. Если характеристики совпадают, считается, что блок не содержит ошибок. В противном случае на передающую сторону поступает сигнал с тре­бованием повторной передачи блока. В современных ТВС такой ме­тод получил самое широкое распространение.

Помехоустойчивое (избыточное) кодирование, предполагающее разработку и использование корректирующих (помехоустойчивых) кодов, применяется не только в ТКС, но и в ЭВМ для защиты от оши­бок при передаче информации между устройствами машины. Оно по­зволяет получить более высокие качественные показатели работы систем связи. Его основное назначение заключается в обеспечении малой вероятности искажений передаваемой информации, несмотря на присутствие помех или сбоев в работе сети.

Существует довольно большое количество различных помехоус­тойчивых кодов, отличающихся друг от друга по ряду показателей и прежде всего по своим корректирующим возможностям.

К числу наиболее важных показателей корректирующих кодов относятся:

• значность кода, или длина кодовой комбинации, включающей ин­формационные символы (т) и проверочные, или контрольные, сим­волы (К). Обычно значность кода п есть сумма т+К;

• избыточность кода K_изб, выражаемая отношением числа конт­рольных символов в кодовой комбинации к значности кода;

• корректирующая способность кода К_кс, представляющая собой отношение числа кодовых комбинаций L, в которых ошибки были обнаружены и исправлены, к общему числу переданных кодовых комбинаций М в фиксированном объеме информации.

Выбор корректирующего кода для его использования в данной ТКС зависит от требований по достоверности передачи информации. Для правильного выбора кода необходимы статистические данные о за­кономерностях появления ошибок, их характере, численности и рас­пределении во времени. Например, корректирующий код, обнаружи­вающий и исправляющий одиночные ошибки, эффективен лишь при условии, что ошибки статистически независимы, а вероятность их появления не превышает некоторой величины. Он оказывается непри­годным, если ошибки появляются группами. При выборе кода надо стремиться, чтобы он имел меньшую избыточность. Чем больше коэффициент К_из6, тем менее эффективно используется пропускная способ­ность канала связи и больше затрачивается времени на передачу ин­формации, но зато выше помехоустойчивость системы.

В качестве примера рассмотрим порядок кодирования информа­ции (формирования кодовой комбинации для ее передачи адресату) и декодирования (выявления и исправления ошибок в принятой кодовой комбинации и выделения из нее информационных символов, т.е. ин­формации пользователя) при использовании одного из наиболее попу­лярных корректирующих кодов — кода Хэмминга, обнаруживающе­го и исправляющего одиночные ошибки.

В этом коде контрольные символы занимают позиции, соответ­ствующие значениям 2°, 2 1 , 2 2 , 2 3 и т.д., т.е. позиции с номерами 1, 2, 4, 8 и т.д. (нумерация позиций кодовой комбинации — слева направо). Количество контрольных символов в кодовой комбинации должно быть таким, чтобы в процессе декодирования сформированное кор­ректирующее число (в двоичной системе счисления) могло указать позицию кодовой комбинации с максимальным номером. Например, для пяти информационных разрядов потребуется четыре контрольных. В полученной кодовой комбинации позиция с наибольшим номером будет 9-й, что записывается как 1001, т.е. требует четырех разрядов.

Значения контрольных символов при кодировании определяются путем контроля на четность количества единиц в информационных разрядах кодовой комбинации. Значение контрольного символа рав­но 0, если количество единиц будет четным, и равно 1 при нечетном количестве единиц.

При определении значения 1-го контрольного символа, размещае­мого на 1-й позиции кодовой комбинации, проверяются на четность те информационные позиции, двоичные изображения номеров кото­рых содержат единицу в младшем разряде, т.е. проверяются позиции с нечетными номерами. При определении значения 2-го контрольного символа, размещаемого на 2-й позиции кодовой комбинации, прове­ряются на четность те информационные позиции, двоичные изобра­жения номеров которых содержат единицу во 2-м разряде, т.е. пози­ции с номерами 3, 6, 7, 10, 11 и т.д. Значение 3-го контрольного симво­ла, размещаемого на 4-й позиции кодовой комбинации, определяется путем контроля на четность тех информационных позиций, двоичные изображения номеров которых содержат единицу в 3-м разряде, т.е. позиции с номерами 5, 6, 7, 12 и т.д. Аналогично устанавливаются значения и других контрольных символов.

В процессе декодирования формируется корректирующее число (КЧ), разрядность двоичного изображения которого устанавливается по указанному выше правилу. Значения разрядов этого числа опреде­ляются по правилам, аналогичным тем, которые использовались для определения значений контрольных символов в процессе кодирова­ния. Разница лишь в том, что при определении значений разрядов КЧ проверяются на четность не только информационные позиции, но и контрольные. Например, для определения значения младшего разряда КЧ проверяются на четность те позиции кодовой комбинации, двоич­ные изображения номеров которых содержат единицу в младшем раз­ряде, т.е. позиции с нечетными номерами 1, 3, 5, 7 и т.д.

Значение корректирующего числа определяет номер позиции ко­довой комбинации, в которой произошла ошибка. Для ее исправления необходимо значение кода в этой позиции изменить на противополож­ное (0 на 1 или 1 на 0). Если КЧ равно нулю, то это указывает на отсутствие ошибок в принятой кодовой комбинации. Процесс деко­дирования завершается выделением из кодовой комбинации инфор­мационных символов.

Заметим, что в ТВС корректирующие коды в основном применя­ются для обнаружения ошибок, исправление которых осуществляет­ся путем повторной передачи искаженной информации. С этой целью в сетях используются системы передачи с обратной связью (нали­чие между абонентами дуплексной связи облегчает применение таких систем).

Системы передачи с обратной связью делятся на системы с ре­шающей обратной связью и системы с информационной обратной связью.

В системах с информационной обратной связью передача инфор­мации осуществляется без помехоустойчивого кодирования. Прием­ник, приняв информацию по прямому каналу и зафиксировав ее в сво­ей памяти, передает ее в полном объеме по каналу обратной связи передатчику, где переданная и возвращенная информация сравнива­ются. При совпадении передатчик посылает приемнику сигнал под­тверждения, в противном случае происходит повторная передача всей информации. Таким образом, здесь решение о необходимости повтор­ной передачи принимает передатчик.

Обе рассмотренные системы обеспечивают практически одинако­вую достоверность, однако в системах с решающей обратной связью пропускная способность каналов используется эффективнее, поэтому они получили большее распространение.

Пример 13.3. В системах с решающей обратной связью ARQ, где реали­зуется непрерывный автоматический запрос на повторение и концепция скользящих окон, для двух возможных вариантов защиты от ошибок (си­стемы с выборочным повторением и системы с возвращением на N_K кад­ров) и заданных характеристиках линий связи и объеме передаваемой ин­формации найти время на передачу этой информации и необходимый объем буферного ЗУ на приемном пункте.

Е_инф = 2 Мбит — объем передаваемой информации;

L_k = 7 — длина окна (количество кадров в окне);

R_k = 4096 бит — длина одного кадра;

V _k = 9600 бит/с — пропускная способность канала связи;

М_к = 1000 — количество каналов в многоканальной линии связи;

N_ош = 1 — число кадров в окне, принятых с ошибками. Ошибочные кадры передаются повторно. Для упрощения условия примера и опреде­ленности будем считать, что в каждом окне ошибочный кадр имеет второй номер (это важно для оценки систем с возвращением на N_k кадров).

Постановка задачи иллюстрируется на рис. 13.2. Данные передаются от узла А к узлу В по прямому каналу. В семикадровом окне на приемном пункте (в узле В) во втором кадре обнаружены ошибки, и сигнал об этом (NAK 2) по обратному каналу передается в узел А (рис. 13.2, а). В протоко­ле ARQ реализуется один из двух методов обнаружения и повторной пере­дачи искаженных данных:

• выборочное повторение (рис. 13.2, б), когда повторно передается только искаженный кадр данного окна. Все другие кадры этого окна, поступившие в узел В после искаженного кадра (в нашем примере это кадры с номерами от 3 до 7), временно хранятся на приемном пункте в буферном ЗУ;

• возвращение на n_k кадров (рис. 13.2, в), когда повторно передается не только искаженный кадр, но и все кадры данного окна, посту­пившие вслед за искаженным (предполагается, что источник, по­служивший причиной искажения второго кадра, продолжает дей­ствовать). Здесь надобность в буферном ЗУ пропадает. Рассчитаем показатели для первого варианта системы ARQ — с выбо­рочным повторением.

Время на передачу заданного объема информации определяется по формуле

где n_ok — количество окон в передаваемом объёме информации, причем

Рис. 13.2.Система с решающей обратной связью ARQ:

а — передача данных по прямому каналу; б — выборочное повторение;

T₁ = 70 • (7+1) • 4096 / 9600 = 238,9 с.

Необходимый объем буферного ЗУ:

(13.3)

где L_3у — количество кадров данного окна, временно сохраняемых в буферном ЗУ (в нашем примере L_3y = 5).

Следовательно, Е_зу = 5 • 4096 • 1000 = 20 480 000 бит.

Для второго варианта системы ARQ — с возвращением на n_k кадров (в нашем примере N_K = 6) — определяется только время на передачу ин­формации:

(13.4)

Как видно, первый вариант предпочтительнее по времени на передачу заданного объема информации, зато требует на приемном пункте буфер­ной памяти. Разница в значениях показателей Т1, и Т₂ будет тем больше, чем выше интенсивность ошибок в линиях связи.

Разные способы © 2022
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Телекоммуникационная система (ТКС), представляет собой совокупность физической среды передачи информации, аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие АС.

Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС), или систем передачи данных (СПД), в условиях функционирования ТВС заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонен­тами, а также сокращении затрат на передачу данных. Главный показатель эффективности ТКС - время доставки информации - зависит от ряда факто­ров: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов.

В ТКС нашли применение следующие типы каналов связи:

• симплексные, когда передатчик и приемник связываются одной линией связи, по которой информация передается только в одном направлении;

• полудуплексные, когда два узла связи соединены также одной линией, по которой информация передается попеременно то в одном направлении, то в противоположном;

• дуплексные, когда два узла связи соединены двумя линиями, по которым информация одновременно пере­дается в противоположных направлениях.

Возможны три способа преобразования цифровых данных в аналоговую форму или три метода модуляции:

• амплитудная модуляция, когда меняется только амплитуда несущей синусоидальных колебаний в соответствии с последовательностью пе­редаваемых информационных битов;

• частотная модуляция, когда под действием модулирующих сигналов меняется только частота несущей синусоидальных колебаний;

• фазовая модуляция, когда в соответствии с последовательностью передаваемых информационных битов изменяется только фаза несущей синусоидальных колебаний.

Цифровое кодирование цифровых данных выполняется напрямую, путем изменения уровней сигналов, несущих информацию.

Коммутация пакетов

Телефонная коммутация является жизненно важным элементом связи абонентских систем между собой и с центрами управления, обработки и хранения информации в сетях. Узлы сети подключаются к некоторому коммутирующему оборудованию, избегая таким образом необходимости создания специальных линий связи.

Коммутация пакетов: обеспечение полной доступности сети и приемлемого времени реакции на запрос для всех пользователей, сглаживание асимметричных потоков между многими пользователями, обеспечение мультиплексирования возможностей каналов связи и портов компьютеров сети, рассредоточение коммутаторов сети.

Одной из концепций коммутации пакетов является мультиплексирование с помощью разделения времени использования одного и того же канала мно­гими пользователями, что повышает эффективность функционирования ТКС. Мультиплексирование порта и канала называют виртуальным каналом. Коммутация пакетов и мультиплексирование обеспечивают сглажива­ние асимметричных потоков в каналах связи.

В настоящее время пакетная коммутация является основной для пере­дачи данных.

Маршрутизация пакетов в сетях

Сущность, цели и способы маршрутизации. Задача маршрутизации состоит в выборе маршрута для передачи от отправителя к получателю. Она имеет смысл в сетях, где не только необходим, но и возможен выбор оптимального или приемлемого маршрута. В современных сетях со смешанной топологией (звездно-кольцевой, звездно-шинной, многосегментной) реально стоит и решается задача выбора маршрута для передачи кадров, для чего используются соответствующие средства, например маршрутизаторы.

Алгоритм маршрутизации - это правило назначения вы­ходной линии связи данного узла связи ТКС для передачи паке­та, базирующегося на информации, содержащейся в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), и информации о заг­рузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, ТКС в целом.

Основные цели маршрутизации заключаются в обеспечении:

• минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к по­лучателю;

• максимальной пропускной способности сети, что достигается, в част­ности, нивелировкой загрузки линий связи ТКС;

• максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащейся в нем информации;

• надежности доставки пакета адресату;

• минимальной стоимости передачи пакета адресату.

Различают следующие способы маршрутизации.

1. Централизованная маршрутизация - выбор маршрута для каждого пакета осу­ществляется в центре управления сетью, а узлы сети связи только восприни­мают и реализуют результаты решения задачи маршрутизации. Такое управ­ление маршрутизацией уязвимо к отказам центрального узла и не отличает­ся высокой гибкостью.

2. Распределенная маршрутизация - фун­кции управления маршрутизацией распределены между узлами сети, кото­рые располагают для этого соответствующими средствами. Отличается большей гибкостью.

3. Смешанная маршрутизация характеризуется тем, что в ней в опре­деленном соотношении реализованы принципы централизованной и распре­деленной маршрутизации.

Методы маршрутизации. Различают три вида маршрутизации - про­стую, фиксированную и адаптивную.

Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе маршрута не учитывается ни изменение топологии сети, ни изменение ее состояния (нагрузки). Она не обеспечивает направленной передачи пакетов и имеет низ­кую эффективность.

Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута учитывается изменение топологии сети и не учитывается изменение ее нагрузки. Для каждого узла назначения направление передачи выбирается по таблице маршрутов (каталогу), которая определяет кратчай­шие пути.

Адаптивная маршрутизация отличается тем, что принятие решения о направлении передачи пакетов осуществляется с учетом изменения, как то­пологии, так и нагрузки сети.

Методы защиты от ошибок

Проблема обеспечения безошибочности (достоверности) передачиинформации в сетях имеет очень важное значение. При передаче данных одна ошибка (искажение одного бита) на тысячу переданных сигналов может серьезно отразиться на каче­стве информации.

Выделяют две основные причины возникновения ошибок при передаче информации в сетях: сбои в какой-то части оборудования сети или возникновение неблагоп­риятных объективных событий в сети; помехи, вызванные внешними источниками и атмосферными явления­ми.

Среди многочисленных методов защиты от ошибок выделяются три группы методов: групповые методы, помехоустойчивое кодирование и методы защиты от ошибок в системах передачи с обратной связью.

1) Изгрупповых методов получили широкое применение мажоритарный метод, реализующий принцип Вердана, и метод передачи информационными блоками с количественной характеристикой блока.

Другой групповой метод, предполагает передачу данных блоками с количественной харак­теристикой блока. Такими характеристиками могут быть: число единиц или нулей в блоке, контрольная сумма передаваемых символов в блоке, ос­таток от деления контрольной суммы на постоянную величину и др. На при­емном пункте эта характеристика вновь подсчитывается и сравнивается с переданной по каналу связи.

2) Помехоустойчивое (избыточное) кодирование - обеспечение малой вероятности искажений переда­ваемой информации, несмотря на присутствие помех или сбоев в работе сети. Существует довольно большое количество различных помехоустойчивых кодов, отличающихся друг от друга по ряду показателей и, прежде всего по своим корректирующим возможностям.

К числу наиболее важныхпоказателей корректирующих кодов отно­сятся:

• значность кода, или длина кодовой комбинации, включающей информационные символы (т) и проверочные, или контрольные, символы (k). Обычно значность кода п есть сумма т+k;

• избыточность кода К_изб, выражаемая отношением числа контрольных символов в кодовой комбинации к значности кода;

• корректирующая способность кода К_кс, представляющая собой от­ношение числа кодовых комбинаций L, в которых ошибки были обна­ружены и исправлены, к общему числу переданных кодовых комбина­ций М.

При выборе кода надо стремиться, чтобы он имел меньшую избыточность. Чем больше коэф­фициент К_изб, тем менее эффективно используется пропускная способность канала связи и больше затрачивается времени на передачу информации, но зато выше помехоустойчивость системы. Корректирующие коды в основном применяются для обнаружения ошибок, исправление которых осуществляется путем повтор­ной передачи искаженной информации.

3) Системы передачи с обратной связью делятся на системы с решающей обратной связью и системы с информационной обратной связью.

Особенностью систем с решающей обратной связью является то, что решение о необходимости повторной передачи информации принимает приемник. Здесь обязательно применяется помехоустойчивое кодирование, с помощью которого на приемной станции осуществляется проверка принимаемой информации. При об­наружении ошибки на передающую сторону по каналу обратной связи посылается сигнал перезапроса, по которому информация передается повтор­но.

В системах с информационной обратной связью передача информации осуществляется без помехоустойчивого кодирования. Приемник, приняв ин­формацию по прямому каналу и зафиксировав ее в своей памяти, передает ее в полном объеме по каналу обратной связи передатчику, где переданная и возвращенная информация сравнивается.

Найди готовую курсовую работу выполненное домашнее задание решённую задачу готовую лабораторную работу написанный реферат подготовленный доклад готовую ВКР готовую диссертацию готовую НИР готовый отчёт по практике готовые ответы полные лекции полные семинары заполненную рабочую тетрадь подготовленную презентацию переведённый текст написанное изложение написанное сочинение готовую статью

Вариант 17 - ДЗ №1 - Задачи 1-2 "Динамика материальной точки" и 2-3 "Динамика вращательного движения"

Защита от ошибок в сетях.

Проблема обеспечения безошибочности (достоверности) передачи информации в сетях имеет очень большое значение. Практическое воплощение методов состоит из двух частей — программной и аппаратной.

Выделяют две основные причины возникновения ошибок при пере­даче информации в сетях:

• сбои в какой-то части оборудования сети или возникновение не­благоприятных объективных событий в сети (например, коллизий при использовании метода случайного доступа в сеть). Как пра­вило, система передачи данных готова к такого рода проявлениям и устраняет их с помощью предусмотренных планом средств;

• помехи, вызванные внешними источниками и атмосферными явле­ниями.

Помехи — это электрические возмущения, возникающие в самой аппаратуре или попадающие в нее извне.

Среди многочисленных методов защиты от ошибок выделяются три группы методов: групповые методы, помехоустойчивое кодиро­вание и методы защиты от ошибок в системах передачи с обратной связью.

Из групповых методов получили широкое применение мажоритар­ный метод.

Другой групповой метод, также не требующий перекодирования информации, предполагает передачу данных блоками с количествен­ной характеристикой блока. Такими характеристиками могут быть: число единиц или нулей в блоке, контрольная сумма передаваемых символов в блоке, остаток от деления контрольной суммы на посто­янную величину и др.

Помехоустойчивое (избыточное) кодирование, предполагающее разработку и использование корректирующих (помехоустойчивых) кодов, применяется не только в ТКС, но и в ЭВМ для защиты от оши­бок при передаче информации между устройствами машины. Оно по­зволяет получить более высокие качественные показатели работы систем связи. Его основное назначение заключается в обеспечении малой вероятности искажений передаваемой информации, несмотря на присутствие помех или сбоев в работе сети.

Системы передачи с обратной связью делятся на системы с ре­шающей обратной связью и системы с информационной обратной связью.

В системах с информационной обратной связью передача инфор­мации осуществляется без помехоустойчивого кодирования. Прием­ник, приняв информацию по прямому каналу и зафиксировав ее в сво­ей памяти, передает ее в полном объеме по каналу обратной связи передатчику, где переданная и возвращенная информация сравнива­ются. При совпадении передатчик посылает приемнику сигнал под­тверждения, в противном случае происходит повторная передача всей информации. Таким образом, здесь решение о необходимости повтор­ной передачи принимает передатчик.

Из групповых методов получили широкое применение:

метод передачи информационными блоками с количественной характеристикой блока.

Другой групповой метод, так же не требующий перекодирования информации, предполагает передачу данных блоками с количественной характеристикой блока. Такими характеристиками могут быть: число единиц и нулей в блоке, контрольная сумма передаваемая, остаток от деления контрольной суммы на постоянную величину и др. на приемном пункте эта характеристика вновь подсчитывается и сравнивается с переданной по каналу связи. Если характеристики совпадают, считается, что блок не содержит шибок. В противном случае на передающею сторону передается сигнал с требованием повторной передачи блока. В современных ТВС такой метод получил самое широкое распространение.

Вопросы по теме

Для самооценки по теме 6 ответить на вопросы:

Основные причины возникновения ошибок.

Методы защиты от ошибок и средства их реализации.

Помехоустойчивое кодирование в системах телекоммуникации.

Основные показатели корректирующих кодов.

Системы передачи с обратной связью: разновидности, особенности применения.

Читайте также:

  
• Сообщение трагедия жизни и творчества бетховена
  
• Путешествие в бразилию сообщение
  
• Сообщение политическое развитие челябинской области
  
• Сообщение на тему иисус христос и его учение
  
• Сообщение на тему ромб