Файл: Курсовой проект по дисциплине Передача дискретных сообщений на железнодорожном транспорте тема работы Проектирование магистральной сети передачи данных.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Электрическая связь»


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Передача дискретных сообщений на железнодорожном транспорте»

ТЕМА РАБОТЫ

«Проектирование магистральной сети передачи данных»


Обучающийся группы АС-824-з ___________ Серов Р.Н.

Подпись, дата И.О. Фамилия


Исправить замечания:_________ ___________ доц. Крючкова Т.В

____________________________ Подпись, дата Должность, И.О. Фамилия

____________________________

____________________________

____________________________

____________________________

____________________________

____________________________

____________________________

Защита: ___________ ___________ доц. Крючкова Т.В.

Зачтено/не зачтено Подпись, дата Должность, И.О. Фамилия
Санкт-Петербург

2023 г.

Оценочный лист

№ п/п	Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков	Показатель оценивания	Критерии оценивания	Шкала оценивания
1	Пояснительная записка к курсовому проекту	Обоснованность принятых технических решений, подтвержденная соответствующими расчетами и выводами	Все принятые решения обоснованы	30
			Принятые решения частично обоснованы	10
			Принятые решения не обоснованы	0
		Соответствие разработанных чертежей пояснительной записки	Соответствует	20
			Не соответствует	0
		Оформление пояснительной записки и разработанных чертежей	Соответствует требованиям ГОСТ	10
			Не соответствует требованиям ГОСТ	0
		Срок выполнения проекта	Выполнение в срок	10
			Выполнение с опозданием на 1 неделю и более	0
ИТОГО максимальное количество баллов					70

---

Итоговая оценка

за курсовой проект: _________________________________
Дата: _________________________________
Преподаватель: _________________________________
Подпись: _________________________________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассматривается построение магистральной сети передачи данных крупного провайдера связи или предприятия, охватывающей несколько населенных пунктов и обслуживающей несколько тысяч клиентов.

Рассматриваемая сеть состоит из:

• 
  волоконно-оптических каналов передачи информации;
  
• 
  узлов коммутации, располагающихся в каждом населенном пункте;
  
• 
  выходов на сети доступа, находящиеся в каждом населенном пункте, где присутствуют пользователи сети. Структура этих сетей в работе не рассматривается;
  
• 
  датацентров, содержащих серверы, предоставляющие услуги пользователям сети.
  

Рис.1

Передаваемые в сети данные состоят из:

• 
  информации, получаемой пользователями сети с серверов разных датацентров (например, Web-страницы, файлы, потоковое видео);
  
• 
  информации, которой ПК пользователей обмениваются между собой без участия серверов – так называемая Peer-To-Peer (P2P) передача (например, IP-телефонная связь, видеотелефония, распределенная передача файлов по протоколу BitTorrent);
  
• 
  служебной информации, сообщений управления и обслуживания сети.
  

В работе следует спроектировать кратчайшесвязанную сеть, охватывающую все нужные населенные пункты и предоставляющую достаточную скорость передачи для обеспечения связью всех пользователей в период наибольшей нагрузки.

1. ПОСТРОЕНИЕ КРАТЧАЙШЕСВЯЗАННОЙ СЕТИ

Исходными данными к расчету является матрица расстояний между 12 узлами сети.

Для выполнения задачи сеть представляется в виде неориентированного графа, в котором вершины соответствуют узлам сети, а вес каждого потенциального ребра равен расстоянию между соответствующими узлами. Для построения графа минимального веса применяется алгоритм Прима.

---

В аналитическом виде алгоритм Прима может быть выполнен в следующей форме:

1. 
   Составляется пустая таблица, имеющая n-1 столбцов и 2n-3 строк (не включая заголовок), где n – число узлов в сети.
   
2. 
   Произвольно выбирается начальная вершина. Все остальные вершины записываются в заголовок таблицы по столбцам.
   
3. 
   В ячейки первой строки записывается вес всех потенциальных ребер, соединяющих начальную вершину с вершинами, соответствующими каждому столбцу.
   
4. 
   По последней заполненной строке выбирается минимальное ребро и присоединяется к графу. В дальнейшем столбец, в котором находилось это ребро, выбывает из анализа.
   
5. 
   В ячейки следующей строки записывается вес всех потенциальных ребер, соединяющих вершину, соответствующую выбывшему на шаге 4 столбцу с вершинами, соответствующими остальным столбцам.
   
6. 
   В следующую строку в каждую ячейку записывается минимум из весов двух ребер, находящихся в том же столбце в предыдущей и пред-предыдущей строках.
   
7. 
   Если в последней заполненной строке осталось одно ребро, оно присоединяется к графу и работа заканчивается. Если ребер больше, возвращаемся к шагу 4.
   

Рабочая таблица алгоритма Прима при выборе начальной вершины A представлена ниже.

B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	Комментарий
51	80	75	95	134	96	62	81	113	98	40	A, A-L
51	75	75	95	134	94	62	81	113	98	-	L, A-B
-	35	35	68	103	87	60	81	113	98	-	B, B-C
-	-	35	40	69	69	60	81	113	98	-	C, B-D
-	-	-	40	69	69	48	81	113	90	-	D, C-E
-	-	-	-	38	34	48	81	113	90	-	E, E-G
-	-	-	-	38	-	48	81	113	90	-	G, E-F
-	-	-	-	-	-	48	81	113	90	-	F, H-D
-	-	-	-	-	-	-	38	92	46	-	H,H-I
-	-	-	-	-	-	-	-	55	20	-	I, I-K

---

Схема кратчайшесвязанной сети представлена на рисунке 2.


F

C

D

K


H

B


E

I


A

G

J




L


Рис. 2. Схема кратчайшесвязанной сети

2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ

1. Расчет трафика от серверов

Расчет выполняется для каждого из каналов связи в схеме.


П
Для расчета месячного трафика, передаваемого в каждом направлении по каналу связи, все узлы сети делятся на две группы, располагающиеся с одной и с другой стороны канала. Для удобства дальнейшего рассмотрения стороны будут обозначаться как «левая» (Л) и «правая» (П). На рисунке 3 представлена схема сети, на которой обозначены все возможные разделения.

---

П

П

П

Л

F

C

D

K


Л

П

Л

Л

Л

П

П

H

B

---