Haberleşme Temelleri #32 Örnek Soru Çözümü: STM-1 + ATM Hücreleri — %83.17 Verim

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Bir SDH çerçevesini açıp çok pratik bir soru soruyoruz — ne kadarı gerçekten kullanıcı verisi taşıyor, ne kadarı çerçeveleme yüküne harcanıyor. STM-1 çerçevesi ATM hücreleriyle dolduğunda cevap %83.17, ve video bu sayının her adımını yürüyor. STM-1 çerçevesi 9 × 270 byte ızgaradır — çerçeve başına 2 430 byte, 19 440 bit. Bunlardan ilk 9 sütun kesim yükü (RSOH + AU işaretçisi + MSOH = 81 byte), 3 sütun yol yükü (POH = 27 byte), ve 258 sütun × 9 satır = 2 322 byte doldurabileceğimiz payload alanını oluşturur. STM-1 saniyede 8 000 çerçeve hızında iletilir, yani her çerçeve tam tamına 125 mikrosaniye sürer — SDH'nin nabzı budur. Sonra hücre. Her ATM hücresi 53 byte: 5 byte başlık (yönlendirme, trafik sınıfı, hata kontrolü), 1 byte AAL uyarlama yükü 48-byte payload içinde, geriye 47 byte gerçek kullanıcı verisi kalır. Hücre düzeyi verim: 47/53 ≈ %88.7 — sadece hücre düzeyinde bile %11 yük zaten. Şimdi matematik. Hücreler atomiktir, ama SDH onların iki ardışık payload satırına yayılmasına izin verir, yani 2 322 / 53 = 43.81'i aşağı yuvarlayarak **çerçeve başına 43 hücre**. Her hücre 47 × 8 = 376 kullanıcı biti taşır, yani 43 × 376 = **çerçeve başına 16 168 kullanıcı biti**. Verim: 16 168 / 19 440 ≈ **%83.17**. Veri hızı: 16 168 bit / 125 µs = **129.344 Mbps** gerçek kullanıcı verisi, STM-1 hat hızı 155.52 Mbps'ye karşı. Her linkin yaklaşık 26 Mbps'i yüke gider — çerçeveleme yapısı, hücre başlıkları ve payload'un kullanılmayan kuyruğu. Son üçte birinde gerçek verinin neden hat hızına eşit olmadığını anlatıyoruz. Üç alım: (1) çerçeveleme yükü bir vergidir — her protokol katmanı kullanıcının görmediği byte'lar ekler; (2) ATM gibi küçük sabit hücreler verimliliği öngörülebilirlikle takas eder — ses dev veri paketleri tarafından bekletilemez, ama küçük hücre boyutu nispeten büyük başlık-payload oranı demek; (3) aynı STM-1 çerçevesi farklı dolgularla dramatik farklı verim verir — sonraki videolar aynı hesabı 576-byte IP paketleri ve karışık payload ile çalıştırır. İşlenen konular: - STM-1 çerçeve anatomisi (9 × 270 byte, RSOH/AU/MSOH/POH yükü, payload alanı) - saniyede 8 000 çerçeve = çerçeve başına 125 µs (SDH nabzı) - ATM hücre anatomisi: 5-byte başlık + 1-byte AAL + 47-byte kullanıcı verisi = 53 byte - iki payload satırına yayılan atomik hücre paketleme: floor(2 322/53) = 43 hücre - çerçeve başına kullanıcı verisi: 47 × 8 × 43 = 16 168 bit - çerçeve verimi %83.17 ve eksik %17 nereye gidiyor - kullanıcı veri hızı 129.344 Mbps vs hat hızı 155.52 Mbps (≈ 26 Mbps yük) - ATM'nin küçük sabit hücreleri neden seçtiği (öngörülebilir ses gecikmesi) Kaynaklar: ECE 271 ExQ31 == HW Q44. Bu video AcEdumy Haberleşme Temelleri serisinin bir parçasıdır.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.