Управление ошибками при передаче информации по каналам связи (стр. 3 из 5)
, (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 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.
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.При использовании механизма передачи “возврат-к-N” эффективность еще больше понижается, так как при искажении некоторого кадра должно быть передано повторно несколько кадров. Число дополнительных кадров, которые должны быть переданы повторно, определяется отношением величин
и 
. Когда 
, эффективность понижается также, как и в методе выборочной повторной передачи, если не считать того, что при возникновении ошибки повторной передаче подлежат два кадра: искаженный и непосредственно следующий за ним, т.е. 
. Если же 
, то на каждый искаженный кадр в пределе должно быть передано кадров, однако это наступает только тогда, когда искажается какой-нибудь кадр, находящийся в окне. Вероятность искажения кадра внутри окна равна 
.