Amaliy mashg‘ulot materiallari. 1– amaliy mashg‘ulot signallarning uzatish sathi. Logarifmik o‘lchov birliklari

Konseptual model. Videodasturlarni mahalliy IP-tarmoq orqali uzatish jarayonini ko‘rib chiqamiz. Tarmoqning kommutatsiya muxiti (5.1-rasm) odatdagi besh qavatli uyning tarmog‘iga ulanish uchun eng ma’qul bo‘lgan, CISCO firmasining masalan, Catalysi 351 2XI (yoki Catalysi 352 4XI yoki Catalysi 354 8XI) faol kommutatori asosida tashkil etilgan. Abonentning shaxsiy kompyuteri asosida tashkil etilgan ishchi stansiyasi kommutatorga IFFF8023.34 standartga muvofiq Fast Ethernet porti orqali ulangan. Bunday port orqali ma’lumotlarni maksimal uzatish tezligi 100 Mbit/s ni tashkil etadi. Axborot serveri kommutatorga IFFF8023.37 standartiga muvofiq Gigabit Ethernet porti orqali ulangan. Bunday port orqali maksimal uzatish tezligi 1000 Mbit/s ni tashkil etadi.

3.1-rasm. Talab bo‘yicha video servisni taqdim etish uchun telekommunikatsiya tizimining tuzilishi

Faraz qilaylik, tarmoq abonentlari buyurtma qilingan videodasturlarni qabul qilish uchun axborot serveridan foydalanadilar. Shu maqsadda ular server bilan ulanishni o‘rnatadilar. Byudjet identifikatsiya qilinganidan va tekshirilganidan so‘ng ularni qiziqtiruvchi video dasturlar tanlab olinadi va ularni haqiqiy vaqt masshtabida o‘z ishchi stansiyalarida ko‘rishni boshlaydilar. Faraz qilaylik, vaqtning qandaydir daqiqasida N-abonentlar bir vaqtda server bilan TCP-transport ulanishni o‘rnatishdi va tanlangan dasturlarni ko‘rishmoqda, deylik.
Tarmoqda shunday topologiya bilan bunday serverni taqdim qilish sifati parametrlarini baholash uchun model ishlab chiqilgan bo‘lib, ular rasmda keltirilgan quyidagi parametrlar sinfini hisobga oladi:

1. 
   axborotli yuklanish parametrlari;
   

1. 
   texnik parametrlar;
   

2. 
   dasturiy parametrlar.
   

Axborotli yuklanish parametrlari. Abonentga olib ko‘rsatilayotgan video oqim MPEG standartiga muvofiq raqamli ko‘rinishda kodlanadi. Bu standartga muvofiq tasvirni regeneratsiyalash chastotasi sekundiga 26 yoki 30 ta kadri bo‘lgan raqamli videooqim, video kadrlarning /W/Z guruhli ketma-ketlikdan iborat (GOP – group of puctures). Har bir guruh qayd qilingan uzunlikka va tuzilmaga ega. Har bir guruh tarkibida uch turdagi videokadrlar ajratiladi (VOP – Obyect Plang):

• 
  I – kadr (tayanch);
  
• 
  P – kadr (bashorat qilingan);
  
• 
  B – kadr (ikki tomonga yo‘naltirilgan).
  

Videooqimning har bir guruhi undagi yagona I-kadrdan boshlanadi. Videooqimning M-parametri guruhdagi kadrlarning umumiy sonini, Z-parametr esa P-kadrlar orasidagi intervalni aniqlaydi. Modelda hisobga olinadigan axborot yuklangan paramterlari 5.1-jadvalda keltirilgan.
Tarmoqning texnik parametrlariga quyidagilar tegishli bo‘ladi: foydalanilayotgan telekommunikatsiya muhitining tarkibi va tuzilmasi, foydalaniladigan aloqa liniyalari parametrlari (uzunligi, o‘tkazish qobiliyati, shuningdek bitga xatolik ehtimolligi (BER)), foydalanilayotgan hisoblash texnikasi vositalarining (axborot serveri va ishchi stansiyalar) unumdorligi, foydalanilayotgan kommutatsion qurilmaning unumdorligi (kommutatsion matrisaning unumdorligi va kommutatorning bufer xotirasi hajmi). Tarmoqning texnik parametrlari ro‘yhati 3.1-jadvalda keltirilgan.
3.1-jadval
Foydalanuvchining ishchi stansiyasiga keladigan videotrafikning paramterlari

i-foydalanuvchi uchun videotrafik tavsiflari		i-foydalanuvchi uchun VOP kirib kelishi intensivligi, λi ^vop	λi ^vop= 25 VOP/s
		VOP ning o‘rtacha o‘lchami, Si ^vop	Si ^vop= 360 240 piksel
		I:P:B kadrlar kodlash sxemasi	1:1R:4V:K
Kadrlarning tavsifi	I	i-foydalanuvchi uchun 1-kadrlarning kelib kirishi intensivligi, λi ^1	λi ^1=1,67kadr/s
		1-kadrning o‘rtacha o‘lchami, Si^1	Si^1=1457 bayt
	P	i-foydalanuvchi uchun R-kadrlarning kirib kelishi intensivligi λi ^0	λi ^0= 6,67 kadr/s
		P-kadrning o‘rtacha o‘lchami, Si^P	Si^P= 486 bayt
	B	i-foydalanuvchi uchun V-kadrlarning kirib kelishi intensivligi λi ^V	λi ^V=16,67 kadr/s
		V-kadrning o‘rtacha o‘lchami, Si^V	Si^V = 182 bayt

Tanlangan videodasturni raqamli uzatishni tashkil etish uchun abonentning ishchi stansiyasida mijoz va raqamli video ko‘rsatuv serveri o‘rtasida TCP - ulanish o‘rnatiladi. Videokadrlar TCP - segmentga kiritiladi va IP-paketlar ko‘rinishida tarmoq bo‘ylab ishchi stansiyagacha uzatiladi. Uzatishda bu IP-paketlar tasodifiy kechikichlarga uchraydi, ular noto‘g‘ri qabul qilinishi yoki yo‘qotilishi mumkin. Bularning hammasi tegishli TCP-segmentlarning takroriy uzatilishini yuzaga keltiradi va videokadrlarning qo‘shimcha kechikichiga, shuningdek ularning qayta tartibga solinishiga sabab bo‘ladi.

3.2-jadval
Telekommunikatsiya muhitining texnik parametrlari

Kommutatordan i-ishchi stansiyasigacha zveno	Li masofa	li = 100 m
	O‘tkazish qobiliyati,	Vi = 10^6bit/s
	BER, g1	Pi = 10^-6B^1
Kommutatordan servergacha zveno	Ix masofa	Ix = 1000 m
	O‘tkazish qobiliyati,Vx	Vx = 10^9 bit/s
	BER, Px	Px = 10-6 B^-1
Server	Unumdorlik, Vsv	Vs = 10^6MFL OP/s
i-ishchi stansiya	Unumdorlik, Vi	Vi = 10^5bit/s
Kommutator	O‘tkazish qobiliyati,VSw	VSw=4.8 Mp/s
	Kommutatorning bo’linadigan xotira o’lchami SM	SM=4 Mb
Kommutator porti 100BaseT	O‘tkazish qobiliyati (paketlar/s), Vi	Vi=14880 p/s
Kommutator porti 1000BaseX	O‘tkazish qobiliyati (paketlar/s), Vx	Vx=1488000 p/s

Dasturiy parametrlarga quyidagilar kiradi: turli darajadagi ma’lumotlarni uzatishda qo’llaniladigan protokollar, TCP/IP protokollini turli tipdagi paketlarini maksimal o‘lchamlari, bu paketlarda bo‘lgan hizmat axborotlarining o‘lchamlari, TCP ulanishlarini boshqarish tadbirlaridagi darchalarning o‘lchamlari, bu transport ulanishlarning vaqt davomiyligi. Tarmoqning dasturiy parametrlarining ro‘yxati 3.3-jadvalda keltirilgan.

Aborot parametrlarining qiymatlari umumiy raqamli videooqimlar statistikasiga mos keladi. Yuqorida tavsiflangan lokal tarmoqning faoliyat yurtishining asosiy algoritmlari, shuningdek asosiy texnik va dasturiy parametrlarning qiymatlari, kommutatsion qurilmaning tegishli standartlari va texnik harakteristikalarining tavsifidan olingan.
3.3-jadval
Tarmoqning dasturiy parametrlari

Qo’llaniladigan protokollar	Transport sathi	TCP
	Tarmoq sathi	IP
	Kanal va fizik sath	IEEE.802.3u
		IEEE.802.3Z
Protokollar parametrlari	TCP-segmentning maksimal o’lchami, si^TCP	1500 bayt
	IP-paketning maksimal o’lchami, si^IP	1500 bayt
	MAC-kadrning maksimal o’lchami, si^MAC	1536 bayt
	TCP-oqimlarini boshqarish oynasini o’lchami, τw	τw=500ms
	TCP-taymoutni o’lchami, τTO	τTO=200ms
	TCP-segmenti sarlavhasining o’chami, s^TCP	s^TCP=20bayt
	IP-paketi sarlavhasining o’chami, s^IP	S^IP=20bayt
	Tasdiqlanish paketining o‘lchami s^Ack	S^Ack=20bayt
	MAC-kadrning sarlavha o’lchami, s^MAC	S^MAC=20bayt
Serverning dasturiy parametrlari	Bitta I-kadrni uzatish uchun serverga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αI^Sv	αI^SvvSv^-1=0.05mls
	Bitta P-kadrni uzatish uchun serverga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αP^Sv	αP^Sv vSv^-1=0.03mls
	Bitta B-kadrni uzatish uchun serverga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αB^Sv	αB^Sv vSv^-1=0.02mls
	Bitta tasdiqqa ishlov berish uchun serverga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αAck^Sv	αAck^Sv vSv^-1=0.02mls
i-ishchi stansiyaning dasturiy parametrlari	Bitta I-kadrni qabul qilish uchun i-ishchi stansiyaga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αI^i	αI^i=0.5mls
	Bitta P-kadrni qabul qilish uchun i-ishchi stansiyaga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αP^i	αP^i=0.3mls
	Bitta B-kadrni qabul qilish uchun i-ishchi stansiyaga zarur MFLOPni o’rtacha soni – αB^i	αB^i=0.2mls