Odezva

Níže uvedený výpočet doby odezvy předpokládá ideální podmínky na rádiovém kanále, tzn. že nedochází ke kolizím ani k opakování paketů. Kapacita rádiového kanálu je popsána zde.

Doba odezvy je doba od vyslání dat z dispečinkového systému (aplikace) přes Morse síť na koncovou stanici a zpět.

Celková doba se skládá z:

  1. Doby přenosu po sériovém (drátovém) rozhraní mezi dispečinkem a připojeným rádiovým modemem (Twc)
  2. Doby přenosu rádiovým kanálem (Tr)
  3. Doby přenosu z rádiového modemu sériovým rozhraním do řídícího systému (PLC) na koncové stanici (Twe)
  4. Doby zpracování v PLC (Tplc)
  5. Doby přenosu z PLC do rádiového modemu sériovým rozhraním (Twe)
  6. Doby přenosu rádiovým kanálem (Tr)
  7. Doby přenosu z rádiového modemu sériovým rozhraním do dispečinku (Twc)

T = Twc + Tr + Twe + Tplc + Twe + Tr + Twc

1. Doba přenosu po sériovém rozhraní (Tw)

Doba přenosu po sériovém rozhraní Tw.. je dána přenosovou rychlostí a počtem přenášených dat. Při příjmu dat do rádiového modemu se doba přenosu prodlužuje ještě o tzv. idle, což je doba, po kterou nepřicházejí žádná data. Po této době je buffer uzavřen a odeslán k dalšímu zpracování. V síti MORSE je hodnota idle typicky nastavena na 5 bytů.

Při paketu o délce 100 Byte a rychlosti 19 200 b/s

Tw = [(100+5) . 10,5] / 19,2 = 57,42 ms

kde:
100 … délka dat v byte
5 … počet iddle
10,5 … odpovídající počet bitu na jeden byte (1 start bit; 8 bitů; 1,5 stop bit; žádná parity)
19,2 … rychlost kbps

2. Doba přenosu rádiovým kanálem (Tr)

2.1 Doba přenosu na rádiové lince mezi dvěma radiomodemy

Skládá ze dvou základních částí

2.1.1 Vlastní přenos rádiovým kanálem (Tt)

Délka paketu přenášeného rádiovým kanálem není stejná s délkou dat přijatých po sériovém kanálu.

Velikost paketu se zmenšuje o:

  • nepřenášené hlavičky – záleží na způsobu implementace toho kterého protokolu na sériovém rozhraní; v nejhorším případě se přenáší celá velikost paketu

Velikost paketu se zvětšuje o:

  • synchronizační sekvenci – 18 byte
  • hlavičku protokolu MORSE – 12 byte
  • CRC – 4 byte
  • koeficient prodloužení dat vlivem FEC – 1,375

Tt = 8 . [18 + 1,375 . (100 + 12 + 4)] / 21,68 = 65,5 ms

kde:
8 … počet bitů v bytu
18 … synchronizační sekvence ( 18byte)
1,375 … koeficient prodloužení dat vlivem FEC
100 … velikost uživatelských dat po zpracování protokolem na interface
12 … hlavička protokolu MORSE (12 byte)
4 … CRC (4 byte)
21,68 … modulační přenosová rychlost kbps

2.1.2 Přístup na rádiový kanál (Ta)

Doba přístupu na rádiový kanál je náhodné číslo dané algoritmem, jehož výchozí podmínky je možno v širokých mezích nastavovat. Nastavení je nutno optimalizovat pro uvažovaný druh provozu a topologii sítě.

Doba potřebná pro hardwarové přepnutí radiomodemu (2 ms) není ve výpočtu uvažována, neboť začátek vysílání synchronizační sekvence začíná společně s požadavkem na přepnutí radiomodemu na vysílání.

Doba přístupu na kanál se skládá z fixního a náhodně vypočítaného času:

Ta = 15 + 1,5 . 15 = 37,5 ms

kde:
15 … fixní čas
1,5 … průměrný počet timeslotů (náhodně 0–3)
15 .. délka time slotu

Celková doba přenosu rádiovým kanálem na lince mezi dvěma radiomodemy:

Tl = Tt + Ta

Tl = 65,5 + 37,5 = 103 ms

2.2 Retranslace

V případě využití jedné nebo více retranslací je nutné připočíst čas potřebný pro vyslání paketu ACK:

Tack = 8 . [18 + 1,375 . (12 + 4)] / 21,6 = 14,8 ms

kde:
8 … počet bitů v bytu
18 … synchronizační sekvence (18 byte)
1,375 … koeficient prodloužení dat vlivem interleavingu
12 … hlavička protokolu MORSE (12 byte)
4 … CRC (4 byte)
21,68 … modulační přenosová rychlost (kbps)

V případě, že data jsou přijata správně, ACK paket se vysílá okamžitě, nepoužívá se softwarový přístup na rádiový kanál.

Každá jedna retranslace znamená prodloužení doby přenosu rádiovým kanálem o 2 × Tack + 2 × Tl.

3. Celková doba odezvy

Příklady celkové doby odezvy pro různé případy jsou uvedeny v následující tabulce.

Rychlost na portech RS232
dispečink / podstanice
Délka dat
disp / podst
Počet retranslací
0 1 2 3 4
19 200 / 9600 20 / 20 407 561 716 870 1 025
300 / 20 1 008 1 305 1 601 1 898 2 194
115 200 / 38 400 20 / 20 343 497 652 806 961
300 / 20 587 884 1 180 1 477 1 773

Reakční doba PLC na vygenerování odpovědi Tplc je odhadnuta na 200 ms.

Z výše uvedených výpočtů je zřejmé, že rychlost komunikace na sériovém propojení mezi rádiovým modemem a řídícím systémem (na dispečinku i na koncovém bodě) má nezanedbatelný vliv na dobu odezvy. S větší délkou paketů se její vliv logicky zvyšuje. Z tohoto důvodu je nutné nastavit komunikační parametry na sériovém rozhraní na co nejvyšší rychlost.

Program pro výpočet doby odezvy pro MS Excel je k dispozici ke stažení zde.