Archive for the ‘prace magisterskie’ Category

Ciągły wzrost zatrucia środowiska doprowadził do wprowadzenia nowych i bardziej surowych ustaw dotyczących ochrony środowiska. Przede wszystkim dotyczy to samochodów rejestrowanych po raz pierwszy, które w myśl tych ustaw muszą być wyposażone w katalizator. Tłumik katalityczny, trzyścieżkowy z sondą Lambda jest, biorąc pod uwagę współczesną technologię, rozwiązaniem najbardziej nowoczesnym, jeżeli chodzi o zmniejszenie substancji szkodliwych, produkowanych przez silniki. Pozwala on na wyeliminowanie ponad 90% HC, CO i NOx, ale nie może prawidłowo funkcjonować wyłącznie z systemami zasilania regulowanymi elektronicznie. Dlatego też wyprodukowano i opatentowano urządzenie, które pozwala na przerobienie na LPG pojazdów posiadających katalizator. Urządzenie, które integruje się perfekcyjnie ze

splotem elektronicznym i dynamiki płynnej samochodu, zmniejszając ostatecznie emisje substancji trujących i które pozwala na korzystanie z korzyści oferowanych przez LPG i które potrzebuje w każdym bądź razie urządzenia Lambda Gas gwarantującego perfekcyjne spalanie LPG, urządzenie to zarządza przechodzeniem automatycznym z benzyny na gaz. Realizacja instalacji gazowej z urządzeniem Lambda Gas pociąga za sobą zastosowanie nowych rozwiązań szczególnych takich jak:

– Centralka kontrolna do wiązania odprowadzanych sygnałów z centralki wtrysku według schematów odpowiadających różnym modelom samochodów.

– Urządzenie kontrolne uruchamiające do dołączenia na rurze wyjściowej LPG z reduktora. Ma to miejsce na bazie, który pochodzi z centralki kontrolnej i jest w stanie uregulować przepływ LPG bezpośrednio do mieszacza.

– Przełącznik jest okablowany i łączy bezpośrednio z centralką, pozwala na przełączenie i powiadamia użytkownika o wypadku złego funkcjonowania.

 

Miernik nośności powietrza

Mogą nimi być debimetr K, debimetr łopatkowy z częścią ruchomą o różnym kształcie, debimetr z przewodem cieplnym lub też system speedy-density (szybko zgęszczacz). Wśród tych systemów, te które mają części ruchome i których amplituda jest kontrastowana przez sprężyny (debimetr łopatkowy) i przez siły pochodzące z ciśnienia benzyny (debimetr K), tworzą się w rurociągach zasysania straty (ubytki) załadowania mające zasady generalnie niezgodne z tymi niezbędnymi dla prawidłowego zasysania LPG.

Podczas działania na gaz muszą więc zostać otwarte w sposób sitowy, chyba że nie pociągnie to za sobą dodatkowych problemów. W systemach wielopunktowego wtrysku Motronic np. otwarcie debimetru pociąga za sobą bezwarunkową rozmaitość wyprzedzenia zapłonu. W tych przypadkach wskazane jest zainstalowanie mieszacza na górze debimetru lub też wykonanie kompensacji ciśnienia. System z przewodem cieplnym i systemy speedy-density natomiast nie pociągają za sobą zmian w zasadach zasysania gazu, dlatego też nie wymagają szczególnych środków.

 Emulacja załadowania

Najnowsze systemy elektroniczne wtrysku wyposażone w obiegi diagnostyczne, zdolne są do rozpoznawania braku działania wtryskiwaczy, poprzez zaświecenie się wskaźnika CHECK, zapamiętywania odchyleń i złego funkcjonowania silnika. W tych przypadkach niezbędne jest „emulowanie” obecności wtryskiwaczy w stosunku do centralki, poprzez załadowanie fikcyjne złożone z jednego lub więcej emulatorów. Jeżeli chodzi o emulatory i regularne wchłanianie, muszą być one tarowane na minimalnych wartościach prądu.

Reklamy

Czy fotografia może istnieć bez światła? Jeśli przyjąć, że w wirtualnej rzeczywistości istnieje wirtualne światło, to musimy się zgodzić z faktem, że powstanie tam wirtualna fotografia, czyli obrazy będący rejestracją tejże wirtualnej przestrzeni.

Spowodowane przez rozwój technologii zmiany w psychice ludzkiej i wszystkim co znamy, przewidywano już dawno. Początek ery komputerów wyraźnie zarysował koniec „ery przemysłowej”. Tofflerowska „trzecia fala” nie tylko nadchodzi, a już jest w pełnym rozkwicie. Wiele przepowiedni Tofflera się sprawdziło, jednak on sam miał świadomość, że przewidywanie przyszłości metodą ekstrapolacji jest częściowo bez sensu[1], gdyż myśląc w ten sposób bawimy się we wróżkę zakładając, że tak naprawdę to nic się nie zmieni. Po prostu pewnych rzeczy nie jesteśmy w stanie przewidzieć. Sam Toffler opisując „erę trzeciej fali” rozpisywał się o urządzeniach telekomunikacyjnych, videotelefonach, satelitach, kopiarkach i „biurach bez papieru”, jednak nie wspomniał ani słowa o internecie… [Toffler]. Wiele wynalazków wdrożonych w życie okazało się totalną klapą jak na przykład nietrafione wynalazki typu WAP, MMS, itp.[2] a inne przyjęły się doskonale, choć często w zupełnie innej formie lub środowisku niż zaplanowali to sobie projektanci – np. SMS[3]. Wszystkie wnioski zawarte w tej pracy mogą być więc w znacznej mierze tylko fantazjami – bardzo często takie fantazje, nazywane przewidywaniami są nietrafione[4]. Być może zaczynamy się zbliżać do „czwartej fali”, której jeszcze nie potrafimy nawet zdefiniować. Nowej epoki, która zmieni (tak jak poprzednie) cały świat i społeczeństwo. Czy jednak tak jak w Solaris, nie stykamy się czasem z czymś ogromnym czego nie jesteśmy w stanie ogarnąć zmysłami, nie mówiąc już o tym żeby zrozumieć [Lem 1982], choć bardzo tego pragniemy…

Obecnie możemy przewidywać dwa scenariusze społeczeństwa przyszłości: społeczeństwo wirtualne (cała aktywność ludzka odbywać się będzie w rzeczywistości wirtualnej) lub społeczeństwo androidów (jak to barwnie opisuje Steiner – „transplantacja organów, klonowanie, zapład- nianie in vitro, (…) wszczepianie do kory mózgowej elektrod i końcówek z włókien optycznych, (…) witalne organy zostaną zastąpione a mózgi będą pobudzane elektrochemicznie” [Steiner]. Czy rzeczywistość wirtualna będzie tą „czwartą falą”? Czy tylko zjawiskiem należącym jeszcze do „fazy schyłkowej, naszej ery”, prowadzącym do świata współdzielonego z androidami [por. Dick]?

Tego oczywiście nie wiemy, choć najbardziej prawdopodobny wydaje się schemat hybrydowy[5] z lekką przewagą wirtualności nad implantami. Szczególnie, że częściowo jesteśmy już cyborgami – w sensie psychicznym, a nie cielesnym.

„Era cyborgów jest tu i teraz: gdziekolwiek jest samochód, wideo, telefon, komputer. To czy jesteś cyborgiem nie zależy wcale od ilości silikonu pod skórą, czy liczby protez składających się na twoje ciało. Świat stał się maszynowo-ludzką siecią: złożoną hybrydą mięsa, metalu i krzemu, w której zniknął problem tego co jest naturalne, a co sztuczne. Cyborgi nas nie otaczają, ale wchłaniają: biurowe sieci komputerowe, automatyczne linie produkcyjne, mass-media: to generowane przez cyborgi cyfrowe konstrukcje dla których surowcem jest ludzkie mięso, informacja, plastik, krzem i żelazo.” [Kudlatz]

Co więc się stanie, kiedy cała aktywność ludzka przeniesie się do „świata wirtualnego” (Virtual Reality) – piszę tutaj o VR w rozumieniu pełnym, tzn. nie w takim kształcie jaki mamy dzisiaj, czyli potocznie nazywane tak gry „3D”[6], MUD’y[7], internet, hełmy VR, itp. Chodzi mi o VR w „pełnym zanurzeniu” (full lub total immersion), kiedy człowiek jest zanurzony jest w wirtualnej rzeczywistości nie za pomocą zmysłów – oczy, uszy, dotyk, a za pomocą bezpośredniego połączenia komórek nerwowych (rdzeń, mózg, itp) do hardware’u VR.

Czy oczy ludzkie będą zupełnie niepotrzebne i co w takiej sytuacji zrobi wirtualny flaneur? Co więc stanie się z fotografią? Czy będzie tylko obiektem w wirtualnym muzeum[8], czy też będziemy mieli do czynienia fotografią wirtualną[9]? Aby podjąć próbę stworzenia jednej z możliwych odpowiedzi na pytanie „co się stanie z fotografią”, najpierw przyjrzyjmy się co prowadzi do jej wirtualizacji.

[1] por. Fotografia cyfrowa. Ontologia bytu immaterialnego. [w:] [Zawojski 2002]

[2] zob. Sterling, B. The Dead Media Project [on-line] http://www.deadmedia.org/

(6.09.2006)

[3] SMS – (ang. Short Messages Service) – system przesyłania krótkich wiadomości tekstowych w sieciach telefonii przenośnej (komórkowej)

[4] „futurolodzy informowali pod koniec zeszłego wieku (chodzi o wiek XIX – przyp. WK) o tym, że jeśli nie zostaną podjęte żadne kroki w celu ograniczenia emisji, to w przeciągu kilkudziesięciu lat ulice Londynu pokryją się dwumetrową warstwą łajna końskiego w obfitości produkowanego przez dynamicznie rozwijający się transport kołowy”

[za: http://www.zb.eco.pl/zb/72/polemiki.htm (22.08.2006)], jak zauważa brytyjski wydawca Norman Macrae, „rozwój tendencji z lat osiemdziesiątych XIX wieku musiałby się skończyć pogrzebaniem dzisiejszych miast pod warstwą końskiego nawozu” [Meadows, D., et al. (1972) The Limits to Growth, New York: Universe Books); Passell, P., Roberts, M. Ross, L. (1972) Review of The Limits to Growth, New York Times Book Review; za: http://www.mises.pl/site/subpage.php?id=66&content id=158&view=full]

[5] Warto w tym momencie przywołać przykład już skonstruowanego i zaprezentowanego na Massachusetts Institute of Technology (MIT) urządzenia – „ubieralnej technologii” pomagającej ludziom chorym na autyzm. Jest to jak powiedział Joseph Paradiso – dyrektor MIT Media Lab’s Responsive Environments Group, jeden z przykładów na budowanie „fizjologicznych interfejsów pomiędzy ludźmi a systemami obliczeniowymi”.

[6] 3D – (ang. 3 dimensions – trójwymiarowe) określenie to jest oczywiście umowne,

gdyż przedstawiane tak przedmioty nie są bryłami trójwymiarowymi, to nawet nie iluzja, a tylko umowna sugestia za pomocą standardowych metod takich jak np. perspektywa. Obraz pozostaje płaszczyzną dwuwymiarową i jako taki dociera do zmysłu wzroku.

[7] MUD (ang. Multi User Dungeons – Lochy Wieloosobowe) – komputerowe (w odróżnieniu od gier RPG) gry „przygodowe” (przeciwieństwo do zręcznościowych) w które może grać jednocześnie wielu użytkowników. W podstawowej wersji gry typu MUD są tekstowe – bez grafiki. Czasami skrót MUD rozwija się jako Multi User Dialogues (Dialogi Wieloosobowe), Multi User Domain (Wieloosobowa Posiadłość) lub żartobliwie Multi – Ungraduate Destroyer (Masowy Niszczyciel Studentów) [za: Sitarski]

[8] oczywiście w takim muzeum mogły by znajdować się nie same obiekty fotograficzne takie jak odbitki czy slajdy, a tylko ich konstrukty – cyfrowe modele lub cyfrowe kopie

[9] „fotografia wirtualna” – obraz fotorealistyczny uzyskany bez użycia realnych urządzeń fotograficznych (bez użycia światła), oglądany tylko w przestrzeni wirtualnej (tzn. bez użycia oczu). Zdjęcie wirtualne było by rejestracją czegoś, co „widzi” (lub może powstać w wyniku innych zjawisk) człowiek „zanurzony” (immersion) w rzeczywistości wirtualnej

– podobnie jak możemy zrobić tzw. „zrzut ekranowy”, zatrzymując to co się dzieje na ekranie komputera. Do fotografii wirtualnej nie można zaliczyć oglądanych w VR cyfrowych kopii fotografii powstałych wcześniej w „realu”.

Instalacja LPG

Posted: 16 lutego 2019 in prace magisterskie
Tagi:

Instalacja urządzeń zasilających LPG w pojazdach samochodowych jest określona artykułami Przepisów Wykonawczych Kodeksu Drogowego i Ruchu wydanego przez Ministerstwo Transportu. Artykuły te podają w kolejności części instalacji, które muszą mieć homologację oraz opisują sposób instalowania różnych komponentów. Przeprowadzający próbę z ramienia Regionalnych Inspektoratów Motoryzacji, kontrolują czy różne komponenty zostały zainstalowane zgodnie z normami i weryfikują zachowanie się różnych części podczas prób, poddając je ciśnieniu hydraulicznemu 45 bar.

Przeprowadzenie próby, na żądanie użytkownika, może być przeprowadzone przez firmę instalującą. Instalacja LPG nie wymaga modyfikacji samochodu, a tylko podłączenia niektórych komponentów. Śledząc schemat na rys. LPG płynny poprzez rury wysokociśnieniowe przechodzi od zbiornika do silnika.

Tutaj po przejściu przez elektrozawór, LPG dochodzi do reduktora-parownika i przekształca się w gaz. Wszystko to odbywa się dzięki wodzie przychodzącej z instalacji chłodzącej samochodu. W tym miejscu LPG gazowy o niskim ciśnieniu osiąga mieszalnik. Instalację uzupełniają różne urządzenia i komponenty zarówno mechaniczne jak i elektroniczne, które mogą spełniać funkcje optymalności użytkowania i bezpieczeństwa.

Zbiorniki

Zbiornik LPG jest elementem instalacji o dużych rozmiarach i musi być zainstalowany w tylnej części samochodu wykorzystując w tym celu bagażnik lub też miejsce, w którym normalnie mocowane jest koło zapasowe. Tradycyjną formą zbiornika jest walec (cylinder) mający wypukłe spody. Rynek oferuje zbiorniki tego typu o różnorodnych wymiarach, co pozwala dobrać właściwy zbiornik do każdego pojazdu biorąc pod uwagę także specjalne wymagania użytkownika i wyjście kompromisowe między uzyskiwanym zasięgiem, a wypełnieniem powierzchni bagażnika.

Najbardziej nowoczesnym osiągnięciem jest zbiornik w kształcie koła zapasowego. Także tego typu zbiorniki są produkowane w różnych wymiarach i pojemnościach, aczkolwiek ogólnie nieco mniejszych od pojemności zbiorników cylindrycznych. Oferują za to więcej niż wystarczającą swobodę wykorzystania bagażnika. Instalacja zbiornika toroidalnego (kołowego) jest znacznie bardziej korzystna, jeżeli chce się mieć do dyspozycji całą powierzchnię bagażnika.

Dotyczy to szczególnie samochodów kombi, gdzie płaskość powierzchni bagażnika jest znacznie częściej wykorzystywana. Zbiornik w każdym przypadku musi być zespolony z karoserią przy pomocy specjalnego systemu umocnień.

Wszystkie produkowane zbiorniki przed sprzedażą muszą być zgodnie z przepisami sprawdzone próbą ciśnieniową 45 bar. W każdej partii 100 zbiorników jeden jest poddawany próbie rozerwania, która musi przejść przy ciśnieniu ponad 10 bar. Jeżeli nie zostanie rozerwany cała partia zbiorników zostaje odrzucona.

Próby te wykonywane są przez Urząd Motoryzacji Publicznej a ich surowość jest powszechnie znana, mimo iż ciśnienie normalnie wytwarzane przez LPG jest rzędu kilku barów.

Innymi słowy, stosowane zbiorniki są jednym z elementów znacznie przewyższającymi wymiarami normy bezpieczeństwa dla całego pojazdu. Blacha zbiornika grubości 3-4 mm, jest wykonana ze stali o wysokiej jakości, obrabianej termicznie, co gwarantuje wysoki stopień wydłużania złamaniowego i pozwala na uniknięcie pęknięć także w wypadku, gdy zbiornik ulegnie deformacji na skutek gwałtownego uderzenia. Praktyczne doświadczenie ukazuje, że także w następstwie bardzo silnego uderzenia, zbiornik LPG pozostaje cały, jako jedna z niewielu części pojazdu. W wypadku zderzenia zbiornik zachowuje niezmieniony kształt, robiąc sobie miejsce między blachami uszkodzonej karoserii, które są cieńsze i łatwiej ulegają deformacji. Należy więc jak najszybciej pozbyć się uprzedzeń, dotychczas bardzo rozpowszechnionych, dotyczących niebezpieczeństwa stosowania zbiornika. Bardziej prawdziwe jest stwierdzenie, że zbiornik w samochodzie tworzy „dodatkowy zderzak” niż że jest on „bombą na pokładzie”. Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że zbiornik nie może być nigdy napełniony płynnym LPG w 100%. Dopóki nawet niewielka część jego pojemności zawiera LPG w stanie gazowym, ciśnienie, które panuje we wnętrzu zbiornika jest równe napięciu pary od otrzymanej mieszanki LPG do tej temperatury a więc dotyczy wartości ciśnienia, w każdym przypadku niskiego w stosunku do wytrzymałości zbiornika. Jeżeli natomiast zbiornik jest całkowicie wypełniony płynnym gazem, ciśnienie może osiągnąć wartości bardzo wysokie.

LPG płynny ma w rzeczywistości współczynnik rozszerzalności sześciennej dość wysoki, rzędu 0,002-0,0025°C – 1 tzn. 2000 większy od stali i tak jak prawie wszystkie płyny jest mało ściśliwy. Jest więc oczywiste, że wzrostowi temperatury odpowiada rozszerzalność LPG płynnego, który jeżeli znajduje się

wewnątrz zamkniętego pojemnika, może osiągnąć jakiekolwiek ciśnienie. W takim przypadku ciśnienie mniej zależy od płynnego LPG, a bardziej od wytrzymałości zbiornika. Aby uniknąć niebezpieczeństwa związanego z wyżej wymienioną sytuacją przepisy przewidują, że zbiornik nie może być napełniony płynnym LPG w ilości ponad 80% pojemności. W tym celu został zainstalowany wielozawór (następny rozdział), który zapobiega temu poprzez pływak i odpowiedni system blokujący. Napełnienie ograniczane do 80% zapewnia wystarczający margines bezpieczeństwa. W rzeczywistości niezbędne jest przegrzanie LPG o ponad 80°C ponad temperaturę otoczenia, tak aby jego rozszerzalność spowodowała całkowite wypełnienie zbiornika. Amplitudę cieplną tak wysoką można otrzymać tylko przy pożarze a nie w normalnych warunkach użytkowania. Na końcu należy dodać, że osiągnięcie całkowitego wyletnienia zbiornika oznacza wyłącznie zapoczątkowanie warunków niebezpieczeństwa, natomiast nie oznacza, że zbiornik zamierza wybuchnąć, ponieważ ma on w dalszym ciągu całkowitą zdolność stali do rozciągania się, zanim osiągnie stopień rozłamania.

Wielozawory

Umieszczony jest w zbiorniku LPG i składa się z kompletu urządzeń mechanicznych na tyle kompleksowych aby mógł on spełniać liczne funkcje, a w szczególności:

1) Napełnianie – poprzez wielozawór przechodzi LPG w czasie fazy tankowania. Dobry wielozawór nie powinien stawiać zbyt dużego oporu przepływającemu LPG, a także powinien skracać czas napełniania zbiornika.

2) Ograniczenie tankowania – zgodnie z przepisami i warunkami bezpieczeństwa , zbiornik nie powinien w żadnym wypadku być napełniony w nadmiarze. Ilość max. LPG płynnego wynosi 80% pojemności całkowitej zbiornika. Pozostałe 20% będzie zajęte przez opary LPG i pozwoli płynowi rozszerzyć się w razie ewentualnych wzrostów temperatury, nie osiągając nigdy całej wewnętrznej pojemności zbiornika. Do czasu kiedy w zbiorniku jest jeszcze miejsce dla nawet niewielkiej ilości pary, nie ma możliwości powstania niebezpiecznego ciśnienia. Aby otrzymać właściwy limit

napełniania, wielozawór wyposażony jest w urządzenie, które połączone z pływakiem, wyskakuje przy osiągnięciu max. dopuszczalnego poziomu, blokuje dalszy dopływ LPG. System ten jest bardzo ważny i godny zaufania, choć nie można wykluczyć, że w przyszłości zostanie zastąpiony systemem elektronicznym, jeszcze bardziej precyzyjnym i pewnym.

3) Wskaźnik poziomu – dzięki parze magnesów, z których jeden jest umieszczony wewnątrz i sztywno z urządzeniem związanym z pływakiem, a druki umieszczony na zewnątrz i połączony z małą wskazówką. Możliwe jest uzyskanie wskazania poziomu LPG będącego w zbiorniku. Kontrolka zazwyczaj podzielona jest na cztery części + jedna dla rezerwy. Czasami na żądanie klienta lub w wypadku gdy całe urządzenie pomiarowo-kontrolne okaże się niewygodne ze względu na usytuowanie zbiornika, wielozawór może być wyposażony w odpowiednie przetworniki elektroniczne, które połączone z odpowiednimi obwodami, pokazują prowadzącemu pojazd poziom paliwa przy pomocy diody świecącej lub też innego, analogicznego systemu.

4) Pobieranie LPG – wielozawór pozwala na pobieranie LPG płynnego poprzez rurę nurkującą zwróconą w kierunku dna zbiornika. Wielozawór musi mieć w każdym przypadku sekcje (przegrody), które umożliwiają przelew (przekazanie) bez zbytnich strat ładowania max. wielkości, których wymagają silniki.

5) Przechwytywanie (przejmowanie) – na wielozaworze znajdują się dwa kraniki przeznaczone do przejmowania odpowiednio rury napełniania i rury pobrania. Na ogól kraniki te pozostają otwarte, ale mogą zostać zamknięte w przypadku konieczności przeprowadzenia konserwacji, uderzenia itd. Kiedy wielozawór okazuje się trudno dostępny, niezbędne jest przygotowanie systemu sterującego na odległość (jest to w zasadzie ściągacz), który pozwala zamknąć z łatwością rurę pobrania.

6) Nadmiar przepływu – wzdłuż rurociągu przeznaczonego do pobrania gazu, znajduje się zawsze wewnątrz wielozaworu urządzenie zwane „zaworem nadmiernego przepływu”. Jest to system zdolny do zamknięcia skokowego przepływu kiedy nośność okaże się wyższa od tej określonej wartości wytarowanej. W praktyce zawór nadmiernego przepływu ma za zadanie blokowanie ucieczki gazu kiedy na skutek uderzenia nastąpiło przerwanie (złamanie) rury doprowadzającej do silnika. Działanie tego zaworu jest ograniczone tylko do wyjątkowych przypadków. Należy zaznaczyć, że jego zamknięcie nie może być hermetyczne, ponieważ spowodowałoby to możliwość ponownego uzbrojenia.

Są różne typy wielozaworów przeznaczone do zbiorników o różnych wymiarach, zarówno cylindrycznych jak i toroidalnych (kołowych). Biorąc pod uwagę wymagania aby nie zajmowały one zbyt dużo miejsca, są obecnie produkowane wielozawory do zainstalowania na zbiornik o różnym nachyleniu od osi poprzecznej.

Za granicą. Wielozawór jest rozwiązaniem bardzo istotnym, ponieważ wymaga tylko wykonania jednego otworu w zbiorniku i grupuje wszystkie czynności w jednym urządzeniu. W innych krajach do dzisiaj stosuje się instalowanie oddzielnych zaworów, każdy przeznaczony do spełniania określonych funkcji. Niektóre przepisy zagraniczne przewidują oprócz urządzeń, w które wyposażony jest wielozawór, dodatkowy zawór bezpieczeństwa zdolny do wyrzutu na zewnątrz określonej ilości LPG w wypadku jeżeli ciśnienie wewnątrz zbiornika przekroczy wskaźniki wytarowania.

Pojemnik częściowo hermetycznykomora szczelna

Pojemnik ten jest bardzo ważnym elementem wewnątrz systemu zasilania LPG silników samochodów, biorąc pod uwagę system bezpieczeństwa. W rzeczywistości korzystne jest, gdy LPG w razie ulatniania się gazu lub ze względu na inne motywy, ma możliwość wypłynięcia na zewnątrz samochodu, unikając w ten sposób znalezienie się w środowisku mało korzystnym, a więc potencjalnie niebezpiecznym. Wszystko to zależy w dużej mierze od konstrukcji i odpowiedniego montażu w samochodzie pojemnika częściowo hermetycznego.

Może on być skonstruowany z różnych materiałów (aluminium). W środku podstawy jest wykonany otwór umożliwiający oparcie pojemnika na pierścieniu skurczowym mocowania zbiornika i dla umożliwienia wielozaworowi jego własne oparcie na pierścieniu skurczowym zbiornika. Uszczelki zapewniają perfekcyjną izolację z otoczeniem zewnętrznym. Komora szczelna posiada dwie rury wentylacyjne, które jak można zobaczyć na rysunku, kontaktują wnętrze pojemnika ze sferą zewnętrzną. Na rurach tych umocowane są przy pomocy opasek, dwa przenośniki (transportera) powietrza, które mają za zadanie umożliwić cyrkulację powietrza. We wnętrzu zbiornika obu rur biegną odpowiednie rurociągi zasilania LPG do silnika i rurociąg idący od ujęcia ładowania. Pokrywka jest zrobiona przeważnie z materiału plastycznego, przezroczystego, który spełnia funkcję szkła powiększającego. Jego prawidłowa odległość od wielozaworu pozwala na powiększenie obrazu wskaźnika poziomu, pomagając łatwo i natychmiast odczytać poziom płynu w zbiorniku. Dziabanie pojemnika częściowo hermetycznego bazuje na perfekcyjnej szczelności, która umożliwia zachowanie czystego środowiska oraz powietrza w jego wnętrzu.

Rura wysokociśnieniowa

Rura ta normalnie wykonana z miedzi wyżarzonej jest przystosowana do ciśnienia roboczego 45 bar i może być zginana przy użyciu odpowiednich przyrządów. Rura łączy zbiornik z elektrozaworem i następnie z reduktorem- parownikiem.

Rury są połączone z urządzeniami poprzez odpowiednie złączki.

Rura powinna być zamocowana na spodzie samochodu, w odległości od rury wydechowej i punktów wzmocnienia samochodu, w regularnych odstępach, za pomocą odpowiednich opasek wyposażonych w śruby samo wkrętne. Połączenia w miejscach podatnych na wibracje, muszą być wykonane z wężownic lub ze spiral elastycznych.

Gdy więc zabraknie nam światła w „naszej” rzeczywistości (tym razem mam na myśli VR), cóż zrobimy z fotografią? Czy zadowolimy się tylko przeglądaniem wcześniej stworzonych obrazów, lub tych foto- realistycznych – wytworzonych przez SI? Myślę, że fotografowanie jest wręcz zakorzenione w naturze człowieka, tak jak opowiadanie, opisywanie, rysowanie, malowanie… Wędrując przez świat wirtualny też przecież będziemy spotykać piękne dziewczyny (właściwie piękne avatary[1]), niesamowite widoki, będziemy się spotykać ze znajomymi na wirtualnych imieninach… Wszystkie te momenty będą wymagały zrobienia zdjęcia (komputerowcy nazwą to zarchiwizowaniem lub archiwizacją). Fakt, że nasze wirtualne zdjęcie nie będzie rejestracją światła i raczej nie będziemy go oglądali przy pomocy oczu (pełna VR wymaga „pełnego zanurzenia” – wpięcia się bezpośrednio do układu nerwowego). Oczywiście możliwe będzie wydrukowanie cyfrowej odbitki do oglądania w realu, jednak kto w ogóle by chciał być w realu…

W wirtualnej rzeczywistości będziemy zachowywać się jak dotąd: będziemy oglądać lub pokazywać znajomym albumy z wirtualnymi zdjęciami z wirtualnych imprez, będziemy chodzić na wirtualne wystawy wirtualnej fotografii (być może tworzonej przez wirtualnych artystów)… Tylko czy nasze wrażenia będą wirtualne, czy rzeczywiste?

Ta futurystyczna wizja nie oznacza wcale, że ludzie na stałe przeniosą się do świata wirtualnego. W real’u na pewno będzie trzymać nas fizjologia, klasyczne przestępstwa kryminalne, czasami cyberpunkowy bunt… [por. Gibson] Prawdopodobnie fotografia w postaci materialnej (jako opozycja do wirtualnej) też pozostanie, lecz raczej będzie zjawiskiem marginalnym, wprost proporcjonalnym do aktywności ludzkiej w real’u.

Zakończenie pracy magisterskiej

Neo: Right now, we’re inside a Computer program?

Morpheus: Is it really so hard to belive?

(Neo: Czy naprawdę znajdujemy się teraz wewnątrz programu komputerowego? Morfeusz: Czy rzeczywiście tak trudno w to uwierzyć?)

[Matrix (tłum. za: Bendyk)]

Jak twierdzi Ed Fredkin, „wymyślony przez braci Wachowskich Matrix jest możliwy. W Matriksie cały czas istnieją dwa światy, realny (…) i wirtualny(…). Pokazany w Matriksie podział na realne i wirtualne też może być wynikiem symulacji, podobnie jak czerwona pigułka, a naprawdę to żadnej pigułki, która by umożliwiła stwierdzenie, że nie istniejemy poza pamięcią komputera, nie ma. Może więc być tak, że żyjemy w normalnym, realnym świecie o cyfrowej strukturze, którego prawa są skutkiem działania pewnych (…) algorytmów. Ale w żaden sposób nie da się wykluczyć, że tak naprawdę w ogóle nas nie ma. Lub inaczej – że jesteśmy na przykład bohaterami analogu gry ‘Sim’, w którą gra sobie jakieś inteligentne stworzenie, ustawiając nam początkowe warunki.” [Bendyk]

Czy możemy więc udowodnić, że „nasza” rzeczywistość (w której czytacie ten tekst) to „real”? Być może wirtualna rzeczywistość o której tutaj piszę jest symulacją drugiego (lub wyższego) stopnia – konstruktem VR doświadczanym w VR pierwszego stopnia w której powstał i istnieje ten tekst…? Czy możemy więc twierdzić co będzie w przyszłości, nie znając jej? Oczywiście nie. Możemy co najwyżej zgadywać, ekstrapolować, marzyć… Historia dowodzi, że przyszłość zazwyczaj jest tak odmienna od wyobrażeń człowieka, że tylko nieliczne wizje futurystyczne przybierają kształt zbliżony do „real’u”. Jak twierdzi Manovich, „wszystkie nasze kategorie i modele pojęciowe, za pomocą których myśleliśmy dotąd o kulturze, wymagają przeredagowania, także nasze pojęcia dotyczące sztuki [za: Dziamski].”

Wiele zjawisk, dobrze znanych i opisanych w czasach nam współczesnych, w ogóle nie będzie miało miejsca w przyszłości, gdyż warunki, czyli układ odniesienia może zmienić się całkowicie. Wyobraźmy sobie na przykład, że naukowcy odkrywają, definiują i uczą się eksplorować inne wymiary rzeczywistości – czwarty, piąty, szósty…. Co wtedy będzie ze znaną nam dzisiaj fizyką, mechaniką, kartografią?

Czy więc fotografia może istnieć bez światła? Z ontologicznego punktu widzenia – nie może, jednak twórcy terminu (pojęcia) fotografia (z gr. photos – światło, graphein – rysować, pisać – rysowanie za pomocą światła) nie uwzględnili tego, że świat może zmienić się całkowicie w sposób niewyobrażalny, czyli nie uwzględnili rzeczywistości wirtualnej, w której światła rzeczywistego (czyli przepływu fotonów) nie ma (realnie). Światło nierealne (wirtualne) w zupełności wystarczy by stworzyć fotografię (wirtualną).

[1] avatar – cyforwa reprezentacja dowolnie wybrana/stworzona przez uczestnika danej rzeczywistości (gry sieciowe, RPG, VR),

kontynuujemy pracę magisterską z kwietnia

Architektura sieci ATM pozwala na jednoczesną transmisję ruchu składającego się z głosu, video i danych. W celu zapewnienia określonej jakości obsługi ruchu w sieci, zdefiniowano pięć klas usług biorąc pod uwagę następujące parametry:

  • uzależnienie czasowe między nadawcą a odbiorcą (wymagane lub nie)
  • szybkość transmisji (stała lub zmienna)
  • tryb transmisji (połączeniowy lub bezpołączeniowy)

Klasy określają charakterystykę ruchu,  wymaganą jakość obsługi i definiują także takie funkcje jak routing, kontrolę zgłoszenia, alokację zasobów i kontrolę ruchu. Nie przewidziano wszystkich kombinacji powyższych parametrów, lecz wyróżniono jedynie cztery podstawowe klasy usług. Zestawiono oraz scharakteryzowano je krótko w tabeli.

  Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D
Relacje czasowe dla transmisji danych  

wymagane

 

 

nie wymagana

Przepływność bitowa stała zmienna
Tryb połączenia połączeniowy bezpołączeniowy
Zastosowanie
(przykład)
Emulacja obwodów synchronicznych Transmisja głosu i obrazu (po kompresji) Przesyłanie danych z/do sieci Frame-Realay Przesyłanie danych z/do sieci LAN
Rodzaj połączenia w sieci ATM CBR rt-VBR nrt-VBR ABR

Tabela 1. Klasy usług

Klasy A, B, C oraz D oznaczane są niekiedy odpowiednio jako klasy 1, 2, 3 oraz 4. W literaturze spotyka się również pojęcie tzw. Klasy 0. Terminem tym określa się rodzaj obwodów w sieciach ATM, dla których nie zdefiniowane są usługi QOS, czyli nie zapewnia się dla nich kontroli przepływu komórek.

Klasa A

W obrębie tej klasy zdefiniowano połączenie typu CBR (Constant Bit Rate), dla którego należy zagwarantować stałe pasmo przepustowe dla całego czasu trwania połączenia, niezależnie od faktycznego jego wykorzystania. Połączenie typu CBR charakteryzują parametry:

  • PCR(Peak Cell Ratio) –określa gwarantowane stałe pasmo przepustowe podczas transmisji komórek w danym połączeniu;
  • CDV(Cell Delay Variation) –określa zmienność (dopuszczalny zakres zmian) opóźnienia podczas transmisji poszczególnych komórek w danym połączeniu;
  • Max CTD (Maximum Cell Transfer Delay) –określa maksymalne opóźnienie podczas transmisji poszczególnych komórek w danym połączeniu;
  • CLR (Cell Loss Ratio) –współczynnik określający bieżący stosunek liczby komórek straconych do łącznej liczby komórek przetransmitowanych w danym połączeniu.

W praktyce należy dążyć do tego, aby parametry CDV i CLR były bliskie zeru. W przypadku, gdy w danym momencie strumień danych w połączeniu typu CBR przekroczy dopuszczalną prędkość PCR, komórki zostaną odrzucone przez węzeł, w którym zjawisko to zostało wykryte. Połączenia tego typu stosuje się do emulacji obwodów synchronicznych (np. łączenie central telefonicznych), przesyłania głosu, video (np. video konferencje).

 Klasa B i C

 Początkowo dla obu tych klas zdefiniowano jeden typ połączeń –VBR (Variable Bit Rate), dla którego należy zagwarantować stałe pasmo przepustowe z możliwością jego chwilowego zwiększenia. Dalsze standaryzacja tych klas doprowadziła do wyróżnienia dwóch podklasy: rt-VBR (real time VBR) oraz nrt-VBR (non-real time VBR). Dla połączeń typy nrt-VBR definiuje się parametry:

  • PCR(Peak Cell Ratio) –określa maksymalne pasmo przepustowe podczas transmisji komórek w danym połączeniu;
  • SCR(Sustained Cell Ratio) –określa gwarantowane stałe pasmo przepustowe w danym połączeniu;
  • mean CTD (Mean Cell Transfer Delay) –określa średnie opóźnienie podczas transmisji poszczególnych komórek w danym połączeniu;
  • CLR (Cell Loss Ratio) –współczynnik określający bieżący stosunek liczby komórek straconych do łącznej liczby komórek przetransmitowanych w danym połączeniu.
  • MBS (Maximum Burst Size) –określa maksymalny czas, w którym strumień komórek może przekroczyć parametr SCR, nie przekraczając jednak PCR

W praktyce należy dążyć do tego, aby parametr CLR był bliski zeru. W przypadku, gdy w danym momencie strumień danych w połączeniu typu VBR przekroczy dopuszczalną prędkość PCR, komórki zostaną odrzucone przez węzeł, w którym zjawisko to zostało wykryte.  Natomiast w przypadku przekroczenia tylko parametru SCR, przepływ komórek nie będzie blokowany przez czas określony parametrem MBS. Węzeł sieci może zablokować transmisję komórek, jeżeli zostaną jednocześnie przekroczone parametry PCR i MBS.

Połączenie typu rt-VBR musi dodatkowo zapewnić izochroniczność transmisji, zdefiniowano więc dodatkowo dwa parametry: CVD i Max CTD (znaczenie tych parametrów jak w połączeni CBR). Dla połączenie rt-VBR nie określa się parametru Mean CTD.

Połączenia typu nrt-VBR stosuje się przeważnie do przesyłania danych pomiędzy sieciami Frame-Relay lub X.25 w obrębi sieci ATM. Natomiast przykładem usługi rt-VBR jest transmisja skompresowanego obrazu video.

Klasa D

W obrębie której zdefiniowano połączenie typu ABR (Avaiable Variable Bit Rate), dla którego należy zapewnić możliwie jak największe pasmo przepustowe, ale przy założeniu, że nie nastąpi odrzucenie komórek wskutek przeciążenia tych połączeń. Realizacja połączeń typu ABR w sieci ATM możliwa jest tylko wtedy, gdy w węzłach sieci istnieją odpowiednie mechanizmy kontroli przeciążenia. Mechanizmy te zostaną omówione w dalszej części pracy.  Dla połączeń typu ABR, ATM Forum zdefiniowało dwa podstawowe parametry:

  • PCR(Peak Cell Ratio) –określa maksymalne pasmo przepustowe podczas transmisji komórek w danym połączeniu;
  • MCR (Minimum Cell Rate) –określa minimalne pasmo przepustowe podczas transmisji komórek w danym połączeniu;

 Klasa 0

 W klasie tej zdefiniowano połączenie typu UBR (Unspecified Bit Rate) nie gwarantujące żadnych parametrów jakościowych. Usługa ta wykorzystuje pozostałe pasmo transmisji w sieci ATM i w sytuacji natłoku komórki należące do tego rodzaju połączenia są odrzucane w pierwszej kolejność. Kontrolą przepływu, niezawodnością transmisji zajmują się wyższe warstwy transmisji takie jak. TCP. Połączenia typu UBR stosuje się przeważnie do przesyłania danych takich jak: poczta, transfer plików.

Standard ATM zdefiniował pięć typów połączeń CBR, rt-VBR, nrt-VBR, ABR i UBR. Szczegółowo typy połączeń zostały omówione na początku pracy. Przedstawię teraz metody stosowane w zarządzaniu ruchem i kontrolą przeciążeniem dla poszczególnych typów połączeń.

Ważnym kryterium wyboru metody kontroli przeciążenia jest charakterystyka połączenia (ruchu) w sieci. Ogólnie rodzaje połączeń w sieci ATM możemy podzielić na dwie grupy: gwarantowane i best-effort, czyli połączenia, które starają się wykorzystać maksymalnie pozostałe pasmo po połączeniach gwarantowanych. Do gwarantowanych połączeń zaliczamy: połączenie typu  CBR i rt-VBR. Dla połączeń tych musimy m.in. określić gwarantowane pasmo przepustowe jak i też maksymalne możliwe opróżnienie. Dodatkowo dla połączenia VBR określamy maksymalny czas, przez który połączenie może transmitować dane z większą prędkością. Wymagania te są znane z góry i połączenia te nie mogą być przyjęte do realizacji, jeżeli sieć nie może zapewnić ich realizacji. Kontrola przeciążenia dla tych połączeń w sieci ATM jest realizowana wspólnie poprzez sterowanie przyjęciem zgłoszenia (CAC –Call Admission Control) i rezerwacją pasma przepustowego na cały czas transmisji.

Do połączeń typu best-effort możemy zaliczyć połączenie typu ABR i UBR.

Połączenie UBR nie gwarantuje żadnych parametrów jakościowych. Przesyłanie danych odbywa się z jak największą możliwą prędkością, ale bez kontroli ich przepływu (co prowadzi zwykle do częstych odrzuceń całych serii komórek ATM dla tego połączenia). Kontrolą przepływu, przeciążenia dla tego typu połączenia zajmują się warstwy wyższe np. TCP.

Połączenie ABR, definiuje połączenie niewrażliwe na zmienne opóźnienie, dla którego należy zapewnić możliwie jak największe pasmo przepustowe, ale przy minimalizacji ilości odrzuconych komórek. Połączenia tego typu mogą spowodować zatłoczenie, kiedy zsumowane żądania pasma przepustowego przekroczą dopuszczalny dostępny zakres pasma. Połączenia typu ABR potrzebują mechanizmów zarządzania przeciążeniem, które byłyby wstanie sprawiedliwie rozdzielić pasmo pomiędzy użytkowników zapewniając jednocześnie maksymalne wykorzystanie tego pasma jak i zminimalizować ilość straconych komórek.

W sytuacji zatłoczenia, połączenia typu UBR są odrzucane od razu, połączenia CBR i VBR mają zagwarantowane pasmo i nie mogą być zmieniane i odrzucane. Parametry połączenia typu ABR mogą być właściwie dowolnie zmieniane (oprócz minimalnej i maksymalnej prędkości), dlatego też połączenia tego typu są najbardziej narażone na wystąpienie przeciążenia.

Obecnie mechanizmy kontroli przeciążenia dla ruchu ABR są jednym z największych problemów dla organizacji ATM Forum. Żadne z zaproponowanych metod nie doczekały się jeszcze standardu.  ATM Forum jedynie zdefiniował format komórki zarządzającej i mechanizmy dla urządzenia nadawczego i odbiorczego, pozostawiając producentom urządzeń sieciowy „wolną rękę” przy wyborze algorytmów kontroli przeciążenia dla przełączników.

Zalecenia ATM Forum, format komórki zarządzającej jak i przykładowe mechanizmy kontroli przeciążenia zostaną w następnym rozdziale.

Komórka zarządzająca RM (Resource Management Cell) używana jest w ruchu ABR i przenosi informacje sterujące zwierające m.in. aktualną prędkość transmisji, informacje o przeciążeniu. Komórka ta jest generowana przez urządzenie nadające dane (źródło danych) do urządzenia odbiorczego (odbiorcy), urządzenie odbiorcze pod odebraniu komórki RM powinno odesłać ją do nadawcy. W zależności od algorytmu kontroli przeciążenia i ruchu komórka ta może być także zmieniana lub wygenerowana przez urządzenie pośrednie: przełącznik.

Tabela 2 przedstawia dokładną strukturę komórki RM. Opis poszczególny pól komórki RM:

  • Header –Pięć pierwszych bajtów jest standardowym nagłówkiem komórki ATM z ustawionym dla VPC: PTI=110 i VCI=6 oraz dla VCC: PTI=110
  • ID –Protocol ID Identyfikator protokółu. Dla usługi typu ABR wartość jest równa zawsze 1.
  • DIR- Kierunek komórki RM w odniesieniu do transmitowanych danych. Żródło ustawia DIR=0 a powracająca komórka RM ma ustawione DIR=1. Wartość ta może być tylko zmieniona przez element sieci, który zmienia kierunek komórki RM.
  • BN –Backwards Explicit Congestion Notification – BECN. Źródło ustawia wartość BN=0. Sieć lub przeznaczenie może wygenerować BECN ustawiająć BN=1, wskazując, że komórka RM nie jest wygenerowana przez źródło.
  • CI –Congestion Indication Wartość CI=1 wskazuje na wystąpienie przeciążenia, wartość CI=0 w każdym innym przypadku. Element sieciowy (np. przełącznik) może wysłać komórkę RM do źródło ruchu z ustawionym CI=1, oznaczającą wystąpienie przeciążenia, spowoduje to zmniejszenie wartości ACR przez źródło ruchu.
  • NI –No Increase NI=1 powiadamia źródło ruchu, aby nie zwiększało wartość ACR. Parametr ten używany jest zwykle, kiedy przełącznik jest bliski wystąpienia przeciążenia.
  • RA –Request/ Acknowledge Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • ER –Explicit Cell Rate Wartość używana, do ustawienia parametru ACR źródła ruchu.
  • CCR –Current Cell Rate Parametr ten ustawiany jest przez źródło w chwili generowania komórki RM i wynosi aktualną wartość ACR.
  • MCR-Minimum Cell Rate
  • QL-Queue Length Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • SNSequence Number Parametr nie jest używany w ruchu typu ABR.
  • CRC-10CRC-10 Parametr CRC jest standardową sumą kontrolną generowaną dla wszystkich komórek ATM.
 

Pole

 

Bajt

 

Bit

 

Opis

Wartość początkowa generowana przez:
źródło przełącznik lub odbiorcę
Header 1-5 W1 ATM Header RM-VPC: VCI=6 i PTI=110

RM-VCC: PTI=110

ID 6 W Protocol Identifier 1
DIR 7 8 Direction 0 1
BN 7 7 BECN Cell 0 1
CI 7 6 Congestion Indication 0 Albo CI=1 albo NI=1
lub
obydwa
NI 7 5 No Increase 0 lub 1
RA 7 4 Request/ Acknowledge 0
lub ustawione zgodnie z I.371
Reserved 7 3-1 Reserved 0
ER 8-9 W Explicit Cell Rate Wartość nie większa niż parametr PCR Dowolna wartość
CCR 10-11 W Current Cell Rate Parametr ACR 0
MCR 12-13 W Minimum Cell Rate Parametr MCR 0
QL 14-17 W Queue Length 0 lub ustawione zgodnie z I.371
SN 18-21 W Sequence Number 0 lub ustawione zgodnie z I.371
Reserved 22-51 W Reserved 6A (hex) dla każdego bajta
Reserved 52 8-3 Reserved 0
CRC-10 52 2-1 CRC-10 Suma kontrolna obliczona zgodnie z rekomendacją I.610
53 W

W1 – wszystkie bity wykorzystane

Tabela 2 Format komórki zarządzającej RM

Termin „przeciążenie” odnosi się do sytuacji, kiedy sumaryczne zapotrzebowanie na zasoby sieciowe przekracza aktualne możliwości sieci. Występowanie przeciążenia w sieciach z przełączaniem pakietów, jest rezultatem stosowania multipleksacji statystycznej, której celem jest maksymalizować wykorzystanie zasobów sieciowych. Przeciążenie może być także spowodowane awarią wewnątrz sieci, ale ponieważ przypadek ten występuje bardzo rzadko, został on pominięty w niniejszej pracy.

Jako przykład przyczyny występowania przeciążenia przeanalizuję pracę przełącznika ATM o N portach wejściowych (oczywiście mamy równocześnie N portów wyjściowych), do których wpływa N strumieni komórek. Jeżeli założymy, że pojemność buforów wyjściowych wynosi M to możemy stwierdzić, że w danej chwili do portu wyjściowego (określonego na podstawie pola VPI/VCI i informacji zawartej w tablicy połączeń) może być skierowanych nie więcej niż M komórek. W przypadku kiedy więcej niż M komórek jest skierowanych do danego portu wyjściowego, to część z nich musi pozostać w buforach wejściowych do czasu uzyskania dostępu do danego wyjścia przełącznika. Ponieważ bufory wejściowe i wyjściowe mają ograniczoną pojemność, to łatwo zauważyć, że nadchodzące do przełącznika komórki, które zastają pełny bufor wejściowy są tracone.

Kontrola przeciążenia w sieci jest przedmiotem wielu publikacji, albowiem obecnie stosowane w sieciach pakietowych mechanizmy są nieefektywne dla zastosowań w ATM

Istnieje kilka błędnych przekonań, mówiących że problem przeciążenia może być rozwiązany automatycznie poprzez rozwój nowej technologii i jej zastosowanie np. wymianę urządzeń sieciowych na bardziej wydajne.

Przedstawię dwa takie poglądy:

  1. Przeciążenia spowodowane jest zbyt małą pojemnością buforów. Problem ten zostanie rozwiązany, kiedy pamięci staną się na tyle tanie, aby można było stosować bufory o bardzo dużych pojemnościach.

Niestety większa pojemność buforów nie rozwiążę problemu przeciążenia. Sieci skonstruowane z przełączników o nieskończonej pojemności buforów są podatne tak samo na przeciążenia jak sieci z przełącznikami o małych buforach. Dla tych ostatnich zbyt duży ruch spowoduje przepełnienie buforów i stratę komórek (Rysunek 3 a). W sieci z przełącznikami o nieskończonej pojemności buforów (Rysunek 3 b) kolejka i opóźnienie może się stać na tyle długie, że za nim komórki wyjdą z bufora, większość z nich jest już „time-out” i są jeszcze raz retransmitowane  przez wyższe warstwy sieci, co powoduje jeszcze większe przeciążenie.

Rysunek 3.Wielkość bufora a problem przeciążenia

Przeciążenie spowodowane jest wolnymi łączami. Problem zostanie rozwiązany, kiedy szybkie łącza staną się ogólnie dostępne.

Stwierdzenie to nie zawsze jest prawdziwe, czasami zwiększanie przepustowości łącza może zwiększyć problem przeciążenia. Nowe szybkie łącza muszą współpracować ze starszymi i wolniejszymi łączami. Następujący eksperyment pokazuje, że wdrażanie szybkich łącz, bez odpowiedniej kontroli przeciążenia może obniżyć wydajność całej sieci.[2]. Rysunek 4 pokazuje cztery węzły połączone ze sobą szeregowo trzema łączami o przepustowości 19.2 kbit na sekundę. Czas transferu zwykłego pliku wynosił pięć minut. Zamianie łącza pomiędzy dwoma pierwszymi węzłami na łącze o przepustowości 1Mbit/s spowodowała zwiększenie czasu transmisji plik do siedmiu godzin. Z szybszym łączem dane przychodziły do pierwszego routera z większą prędkością niż przepustowość wyjścia, prowadziło to do powstawania długich kolejek, przepełnienia bufora i stratę komórek, powodując konieczność retransmisji, co zwiększało czas transmisji.

Rysunek 4 Wymiana części łączy a problem przeciążenia

Wymiana wszystkich łączy na szybsze także nie rozwiąże problemu przeciążenia. Przedstawiona przykładowa konfiguracja na Rysunek 5 pokazuje ten problem. Jeżeli węzły A i B zaczną nadawać do węzła C w tym samym czasie spowoduje to powstanie przeciążenia.

Rysunek 5. Wymiana wszystkich łączy a problem przeciążenia

Przeciążenie jest problemem dynamicznym, żadne statyczne rozwiązanie nie będzie wystarczające do jego rozwiązania. Strata pakietów na skutek małej pojemności bufora, jest symptomem, nie przyczyną przeciążenia. Wzrastająca ilość szybkich sieci prowadzi do coraz większego zróżnicowania współistniejących sieci, powodując, że problem kontroli przeciążenia staje się coraz ważniejszym problemem. Odpowiednia metody zarządzania zasobami sieci ATM i kontrola przeciążenia ruchu w sieci zwiększy jej efektywność i wydajność.

Na zakończenie tego punktu omówię niektóre funkcje i procedury przedstawione przez ATM Forum, które powinny znaleźć zastosowanie w zarządzaniu zasobami sieci ATM.

  1. sterowanie przyjęciem zgłoszenia (Connection Admission Control) –Kiedy nowe zgłoszenie przybywa do węzła sieci ATM, użytkownik deklaruje zbiór parametrów ruchowych i wymagany poziom jakości obsługi (QOS). Wykorzystując te informacje oraz znając stan sieci, blok realizujący funkcję CAC decyduje o zaakceptowaniu lub odrzuceniu nowo przybywającego zgłoszenia.
  2. kontrola parametrów użytkownika (Usage Parameter Control), zapewnia wymuszenie zgodności parametrów zgłoszenia zadeklarowanych na etapie akceptacji z tymi, które występują w trakcie transmisji.
  3. sterowanie priorytetem (Priority Control) Końcowy węzeł sieci ATM może generować komórki o różnym priorytecie używając bitu CLP. Urządzenia sieci mogą selektywnie odrzucać komórki o niższym priorytecie, jeżeli np. w ten sposób zapobiegają przeciążeniu.
  4. Traffic Shaping –kształtowanie charakterystyki przepływu informacji na podstawie danych uzyskanych z sieci lub wyżej wymienionych funkcji.

Problem przeciążenia może być częściowo rozwiązany poprzez zastosowanie wyżej wymienionych funkcji. Jednak w większości przypadkach występowania przeciążenia w sieciach ATM należy zastosować wspólnie wyżej wymienione funkcje i algorytmy kontroli przeciążenia.

Obecnie ATM Forum jest w trakcie standaryzacji algorytmów. Algorytmy, które zostały przedstawione w ATM Forum i uzyskały największe zainteresowanie zostaną omówione w dalszej części pracy.

Sieć ATM do przesyłania danych wykorzystuje pakiety o jednakowej długości 53 bajtów (48 bajtów informacji i 5 bajtów nagłówku). Stała długość pakiety upraszcza sterowanie ruchem i zarządzanie zasobami sieci.  W dalszej części pracy przedstawię budowę komórki ATM i rodzaje występujących komórek.

Standard ATM wyróżnia kilka typów komórek, mogących pojawić się w sieci:

  • komórki „puste” (idle cells), komórki nie przenoszące żadnej informacji a jedynie mają za cel dostosowanie szybkości przepływu pomiędzy warstwą ATM a warstwą fizyczną. Komórki te są generowane i usuwane przez warstwę fizyczną;
  • komórki „poprawne” (valid cells) –przesyłane w warstwie fizycznej, które mają prawidłowy nagłówek lub których nagłówek został zmodyfikowany przez proces weryfikacji;
  • komórki „niepoprawne” (invalid cells), których nagłówek zawiera błędy nie usunięte przez proces weryfikacji, komórki tego typu są usuwane przez warstwę fizyczną;
  • komórki „przydzielone” (assigned cells), występujące w warstwie ATM i dostarczające usługi dla aplikacji;
  • komórki nieprzydzielone (unassigned cells), czyli wszystkie komórki warstwy ATM, które nie są „przydzielone”

Dla pełnego omówienia standardu ATM niezbędne jest umieszczenie go w uniwersalnej strukturze OSI (Open System Interconnection).

Rysunek 2. Warstwy ATM

Chociaż standard ATM definiuje trzy warstwy, nie jest słuszne przypuszczenie, że odpowiadają one trzem dolnym warstwom modelu odniesienia ISO OSI. Właściwsze jest traktowanie warstwy fizycznej ATM oraz warstwy ATM jako odpowiednika warstwy fizycznej w modelu OSI, natomiast warstwy adaptacji (ang. AAL) jako odpowiednika warstwy łącza danych wg OSI. Wskazuje na to porównanie usług podstawowych realizowanych przez odpowiednie warstwy. Łącze wirtualne oferowane przez warstwę ATM odpowiada warstwie fizycznej. Udostępnia ono usługę transmisji bajtów informacji w konfiguracji punkt-punkt lub punkt-wielopunkt z określoną prędkością. Jeśli chodzi o warstwę AAL, to oferuje ona usługi dotyczące dostępu do łącza, przydzielania pasma, nie zapewnia natomiast procedur typowych dla warstwy sieciowej, związanych z routingiem czy adresacją końcówek sieci. Według ITU-T te dodatkowe funkcje powinny rezydować w warstwie powyżej AAL.

Warstwa ATM jest zespołem funkcji niezależnych od  medium transmisyjnego, dostarczających możliwości przezroczystego transferu informacji użytkownika. Warstwa definiuje budowę komórki ATM i związane z tym sposoby jej transportu przez sieć, zarządzania ruchem, ustalania jakości połączeń. Podstawowymi funkcjami warstwy ATM są:

  • tworzenie i rozpakowywanie nagłówka
  • multipleksacja i demultipleksacja komórek
  • realizacja doboru trasy dla komórek
  • realizacja translacji VCI lub/i VPI
  • realizacja procedur sterowania przepływem

Komórki należące do jednego połączenia tworzą kanał wirtualny (Virtual Channel). Kanał wirtualny realizuje jednokierunkową transmisję danych w sieci ATM. Wiele kanałów wirtualnych może jednocześnie korzystać z tych samych łączy fizycznych, kanały te są rozróżniane na podstawie VCI i VPI zawartych w nagłówku komórki ATM.

Ponieważ komórki ATM mogą być wysyłane z dowolną (ustaloną na etapie zestawienia połączenia) szybkością transmisji i innymi ustalonymi parametrami, kanał wirtualny musi cechować się dowolnie dużym pasmem przepustowym. Jest to jedna z cech sieci ATM, umożliwiająca na realizację idei sieci szerokopasmowej, umożliwiającej zestawienie połączenia dla każdej aplikacji w elastyczny sposób.

W sieci ATM jest realizowane połączenie typu kanał wirtualny (VCC –Virtual Channel Connection), które oznacza zestawienie pewnej liczby łączy typu kanał wirtualny w celu utworzenia trasy pomiędzy punktami dostępu do sieci ATM dla przezroczystej transmisji danych. Połączenie VCC jest połączeniem jednokierunkowym. W celu zestawienia połączenia dwukierunkowego konieczne jest zestawienia pary połączeń typu VCC, po jednym w każdym kierunku. Połączenia VCC mogą mieć także strukturę wielopunktową, wykorzystywaną na przykład w przypadku usług konferencyjnych. Zgodnie z rekomendacjami ITU-T możliwe jest utworzenie kanału wirtualnego na jeden z wymienionych sposobów:

  • bez wykorzystania procedur sygnalizacyjnych, na podstawie subskrypcji usługi;
  • wykorzystując procedury metasygnalizacji –w taki sposób są tworzone specjalne kanały sygnalizacyjne;
  • wykorzystując specjalne kanały sygnalizacyjne (signaling VCC) –w taki sposób są tworzone „klasyczne” kanały wirtualne w chwili nadejścia nowego zgłoszenia;
  • wykorzystując procedury sygnalizacyjne typu użytkownik-użytkownik, np. tworzenie odrębnego kanału sygnalizacyjnego na bazie już istniejącego połączenia typu ścieżki wirtualnej.