5- маъруза. Маълумотлар узатиш тармоқларининг таснифи, тузулиш схемаси ва қуриш тамойиллари. Маълумотлар узатиш тармоқларининг параметрлари ва вақт – эхтимоллик характеристикалари

Тармоқнинг ташкилий тузилмаси. Ташкилий тузилма тармоқни яхлитлигидаги ташкил қилинишини, яъни унинг вазифалари, элементларни асосий хусусиятлари ва алохида тизим ости ахборот тармоқ сегментлари сифатида қўлланиладиган унсурларни тузилма компонентларига бирлаштиришни композицион тамойилларини акс ттиради.

Тармоқ элементлари, уларнинг вазифалари ва хусусиятлари.Умумий холда хар қандай тармоқнинг элементлари бўлиб пунктлар ва уларни боғловчи линиялар хисобланадилар. Тармоқ пунктлари охирги ва тугун пунктларга бўлинадилар.

Охирги пунктларда (ОП) (endpoints) тармоқнинг терминал ускуналари, хамда ОП функционал вазифаларини белгиловчи ахборот ресурслар ва ишчи тизимлар жойлашади. Масалан, ОП тармоққа,телекоммуникацион хизматларга киришни таъминлаш ёки тармоқнинг турли сегментларини бирлаштириш учун ишлатилади. Юқоридаги иккита холатда ОП кириш тугуни (access node) деб аталади.

Фойдаланувчиларнинг тармоққа киришида, мувофиқ ОП терминал қурилмаси фойдаланувчи вазифасига кўра, ахборот киритиш-чиқариш хамда ахборотни қайта ишлаш функциясини бажаради.

Телекоммуникация хизматларидан фойдаланиш учун фойдаланувчини тармоққа кириш имконини берувчи пункт-хизмат тугуни (service node) деб юритилади. Уларда фойдаланувчилар кириши учун абонент-тармоқ интерфейслари (User Network Interface,UNI) ва тармоқ билан ўзаро боғланиш учун хизмат тугуни интерфейси (Service Node Interface) амалга оширилган.

Турли сегментларни бирлаштирувчи ОП да чегара коммутатор, киритиш-чиқариш мультиплексор ёки турли телекоммуникацион технологиялар тармоқларини бирлаштиришда тармоқлараро ўзгартиргич (шлюз) вазифасини бажарувчи махсус ускуналар ўрнатилиши мумкин.

Тугун пункти (node point) ёки тармоқ тугуни (node) бу икки ва ундан ортиқ алоқа линиялари бирлашган пункт ва ушбу пункт маълумотлар оқими йўлида оралиқ пунктдир. Тармоқ тугунида бир пайтда ёки хар хил пайтда турли вазифалар амалга оширилади, улардан асосийси коммутация, концентрация, мультиплексорлаш ва маршрутизациядир.

Коммутация (switching)-маршрутизация схемасига мувофиқ тармоқда ахборот оқимларини тақсимлашда тугунда бирлашадиган линиялар ўртасида алоқа ўрнатиш жараёни. Коммутация оператив (алоқа сеанси мобайнида) ва узоқ муддатли (кроссли), яъни тугунда бирлашадиган линияларни кросслаш йўли билан амалга ошириладиган бўлади.

Концентрация (concentration)-линиянинг самарали юкланишини таъминлаш мақсадида, қувватли чиқиш оқимига эришиш учун бир неча кириш ахборот оқимларини бирлаштиришдир.

Мультиплексорлаш (multiptxing)-линиянинг ўтказиш қобилияти ресурсини маълум қисмини ахборот оқимининг хар бирига бериш йўли билан битта линиядан бир неча ахборот оқимларини узатишни таъминлаб беради. Бу ўрнатилган тақсимлаш узатилаётган ахборот йўқлигида хам сақланиб қолади, яъни бу ерда концентрация вазифаси мавжуд эмас.

Маршрутизация (routing)-адрес ахборот ва маршрутлар трассаси жадвали асосида тармоқнинг икки пункти ўртасида йўл қидириш жараёни.

Алоқа линиялари сигнал шаклида ахборот оқимларини узатишни таъминлаб беради ва умумий холатда сигнал тарқатиш мухитини ва уни тақсимлаш режимида ишлатишга имконият берувчи ускуналар мажмуасини ўз ичига олувчи қурилмалардир. Физикавий мухит жуфт мис симлар, оптик тола,эфир бўлиши мумкин. Мухит турига боғлиқ равишда алоқа линияларини симли ва симсизга ажратилади.

Симли линияларга сигнал сунъий ташкил қилинган йўналтирувчи мухитда тарқаладиган, масалан, химояланган қобиққа эга симлар(кабель алоқа линиялари) киради. Кабель алоқа линияларида узоқ масофани таъминлаш мақсадида, маълум интервалда кучайтиргич пунктлари ташкил қилинади. Оптик толали алоқа линиялари хам симли хисобланади, уларда тарқалиш мухити сифатида диэлектрик материал, хусусан, юқа шиша толалар ишлатилади. Уларнинг афзаллиги конструкциясида дефицит бўлган мис, алюминий, қўрғошиннинг йўқлиги.

Тармоқ тузилмаси компонентлари. Тармоқ элементлари бирлашишни нисбатан мустақил тузилма компонентларга –тармоқ сегментларига-бирлашиши тамойиллари одатда сегмент миқёси, унинг бажараётган вазифаси, ишлатилаётган телекоммуникацион технологияси бўйича таснифланади. Тармоқни сегментациялашни асосий вазифаси сегмент ичидаги оқим улушини максималлаштириш ва сегментлар орасидаги оқимларни улушини камайтириш.

Тармоқ сегментларини миқёс тамойили асосида тасниф тармоқ иерархияси билан тасвирланади(5.8-расм):

- локал тармоқ (Local Area Network,LAN), унда юкланишнинг асосий қисми кичик худуд, муассаса, саноат корхона ва хоказо ичида чегараланади, яъни маълум катта бўлмаган худудда жойлашган компьютерлар тармоғи. Умумий холда битта ёки бир нечта бинолар ва битта ташкилотга таълуқли бўлган қурилмалар мажмуаси;

- худудий(минтақавий) тармоқ (Metropolitan Area Network,MAN), йирик ахоли пункт ёки кичик минтақага хизмат қилиш учун мўлжалланган;

- йирик миқёсли худудий тармоқ(глобал) (Wide Area Network,WAN), катта худуд, давлат, континент хамда турли континентларда жойлашган LAN, MAN туридаги тармоқларни бирлаштириш учун мўлжалланган. Мазкур магистрал тармоқ узатиш мухити сифатида асосан оптик толадан фойдаланилади.

LAN, MAN, WAN тармоқларидан хар бири кичик миқёсдаги бир қатор сегментларга бўлиниши мумкин. Улар тармоқнинг мантиқий тузилмасини акс этади ва уларнинг хар бир сегменти умумтармоқ алмашувини шакллантиришда аниқ функционал вазифани бажаради. Хар қандай қатламда сегментлар боғлиқлиги магистраллар (магистрал сегментлар) билан таъминланади.

5.8-расм. Масштаб белгиси кўра тармоқ иерархия сегменти
Охирги пунктларни сегмент ичида бирлашиши ва магистрал сегментларни амалга оширилиши умумий коммуникацион мухитни ёки тугун ташкил қилиш йўли билан амалга оширилиши мумкин.

Тармоқ(тармоқ сегментлари) боғловчи магистрал сифатида ташкил қилинса-таянч тармоқ (backbone network) деб аталади. Магистрал қурилишини турли топографик вариантлари бўлиши мумкин, бунга асосланиб таянч тармоқларнинг номланиши хам турличадир, масалан: «тизма тармоқ», «транспорт халқа», «коммутацияланадиган тармоқ». Улардан хар бири аниқ вазифа доирасида чегараланган.

Таянч тармоқ ихтиёрий даражада (LAN, MAN, WAN) ташкил қилиниши мумкин, яъни тармоқнинг ишончлилиги, ишлаб чиқаришни ошириш мақсадида, тармоқнинг мантиқий сегментация вазифаси ечиладиган хамма жойда ишлатилиши мумкин. Турли даражалардаги таянч тармоқларнинг йиғиндиси тақсимланган тармоқнинг иерархик боғлиқлигини таъминлаб беради. Шуни қайд қилиш лозимки, кичик миқёсли сегментлар (LAN, MAN) учун таянч тармоғи вазифасини битта тугун бажариши мумкин.

Тақсимланган тармоқ боғлиқлик иерархиясидаги юқори даража таянч тармоғини транспорт тармоқ(transport network) деб аташади. У юкламани анча секин сегментлар бўлмиш минтақавий ва махаллий даражага узатадиган юқори тезликли тракт(сегмент) тизими кўринишида амалга оширилади.

«Транспорт тармоғи» атамаси сегментнинг масштабини эмас, балки функционаллигини акс эттиради. Бунинг натижасида транспорт тармоғи технологияларни қўллаб ташкил қилинган катта бўлмаган худудий тармоқларнинг таянч тармоқларини аксарият холларда транспорт тармоқлари деб аташади. Барча вазиятларда сегментларни транспорт магистрали билан бирлашиши унинг охирги пунктлари бўлган кириш тугунларида амалга оширилади.

Функционалликни композицион тамойил сифатида қабул қилиб, кириш тармоғи(access network) деб транспорт тармоғига кириш пункти билан ўзаро боғланган ахборот тармоқни худудий тақсимланган охирги пунктлари трактини ташкил қиладиган сегмент ёки сегментлар йиғиндисига айтилади. Хусусан, сервис тугуни билан фойдаланувчиларни терминал тизимлари ўзаро таъсир қиладиган тармоқ сегментини абонент кириш тармоғи (customer access network) деб аталади.

Транспорт тармоқлари ва кириш тармоқлари функционал белгилари бўйича мустақил тузилма компонентлари, яъни телекоммуникацион тармоқни функционал сегменти сифатида қабул қилиниши мумкин.

Фойдаланувчиларга хизмат кўрсатиш платформасини ташкил қилиш хам тармоқ компонентларини вазифалари бўйича бирлаштиришга асосланган. Хизматлар кўрсатишни ягона платформасини ташкил қилишда хизматларни етказиб берувчи ва алока операторларини бирлаштирувчи глобал коммуникациялар сегментининг йиғиндиси база тармоғи(Core Network) деб атлади.

Турли ўлчамдаги (бутун тармоқдан алохида фрагментгача) технологик равишда фарқланадиган сегментлар тармоқ технологияларни кескин ривожланишида ахборот тармоқларини эволюцион ривожланиши туфайли пайдо бўлди. Бундай сегментларни мавжудлиги хизматлар кўрсатишни ягона мультисервисли платформага ўтиш даври учун хосдир. Уларни функционал-технологик белгилар бўйича таснифлаб, қуйидаги тушунчаларни ишлатишади: аналог тармоқ, рақамли тармоқ, ISDN тармоғи, IP-тармоқ, SDH тармоғи, FR(Frame Relay) тармоғи, ATM тармоғи ва бошқалар.
Маълумотлар узатиш тармоқларининг параметрлари ва вақт – эхтимоллик характеристикалари
Маълумот узатиш тармоғи (МУТ) узатилаётган хабарларни берилган сифат билан хизмат кўрсатиш учун мўлжалланган. МУТ да бир нечта хабарлар тармоқда хизмат кўрсатилаётган ρ кириш юкламасининг интенсивлиги бўйича узатилади. Тармоқнинг чиқишида хизмат кўрсатилган ёки ўз вақтида юкламанинг интенсивлиги қайд қилиниши мумкин. МУТ да хизмат кўрсатиш сифати Т ўртача етказиб бериш вақти ва Q ўз вақтида етказиб бериш эхтимоллиги билан баҳоланади.

Q хабарларни ўз вақтида етказиш эхтимоллиги – МУТ нинг киришига келувчи хабар берилган вақтдан кўп бўлмаган ҳолда хизмат кўрсатилади. Т ўртача етказиб бериш вақти – хабарни етказиш вақтининг математик кутилиши, ҳар бир алоҳида олинган хабар учун МУТ га чақирувларни келиб тушган моментидан бошлаб, унга хизмат кўрсатилиш якунланишигача бўлган момент ҳисобланади.

Хабарларни ўз вақтида етказиб бериш эхтимоллиги Q ни ва ўртача етказиб бериш вақти Т ни аниқлаш етарлича мураккаб ҳисобланади. Шунингдек, тармоқ тузилиши иерархик бўлиб, вақт ўтиши билан барча катталиклар тасодифий ўзгаради. Q ва Т тармоқнинг ички ва ташқи кўрсаткичларига боғлиқ.

Уларни кўрсаткичларга боғлиқлигини кўриб чиқамиз:

Q = f (λ, μ, С_э),
бу ерда

λ – чақирув оқимларининг кириш интенсивлиги;

μ – хабарга хизмат кўрсатилиш интенсивлиги;

С_э – коммутация тугунлари ва каналларининг ўтказиш қобилияти;

Т=f (λ, μ, С_э,_,d, с, К_г, V, Y, γ)
d – тармоқнинг қайта тикланиш интенсивлиги;

c – тармоқнинг тўғри ишлаш интенсивлиги;

K_г – тармоқнинг тайёргарлик коэффициенти;

V – хабар хажми;

γ – хабарни эскириш интенсивлиги;

Y – тармоқни бошқариш.

Ташқи кўрсаткичлар λ, V, γ, Y;

Ички кўрсаткичлар μ, K_г, d, с, С_э;

“ - “ тасодифий характерга эга кўрсаткичлар;
A(t) = 1 – e^-2t – чақирув оқимларининг киришини тақсимлаш функцияси;

B(t) = 1 – e^{- μ t} – чақирувларга хизмат кўрсатиш вақтини тақсимлаш функцияси;

С(t) = 1 – e^-сt – тармоқни тўғри ишлаш вақтини тақсимлаш функцияси;

D(t) = 1 – e^-dt – тармоқнинг қайта тикланиш вақтини тақсимлаш функцияси;

Z(t) = 1 – e^{- γ t} – хабарни эскириш вақтини тақсимлаш функцияси.

МУТ ни оптимизация масаласида асосий мақсадли функциялар сифатида қуйидагилар олинади:

• 
  келтирилган харажатлар (К), эксплуатация харажатлари каби мухим ташкил этувчини ўз ичига олади;
  
• 
  хабарларни ўз вақтида етказиб бериш эхтимоллиги Q;
  
• 
  хабарларни ўртача етказиб бериш вақти Т.
  

МУТ ни синтез масаласи хабарларни ўртача етказиб бериш вақти ва хабарларни ўз вақтида етказиб бериш эхтимоллигини чегаралашни бажаришда келтирилган харажатларни минимумга (min К) олиб боришга қаратилади.

Т≤Т_з

Q≥Q_з