Tietokoneverkossa toimiva parametriohjattu telexlähetysautomaatti

TEKNILLINEN KORKEAKOULU

Sähkötekniikan osasto

Ismo Suikkanen

TIETOKONEVERKOSSA TOIMIVA PARAMETRIOHJATTU TELEX- LÄHETYSAUTOMAATTI

Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoossa /У* S

(YW l -

Työn valvoja Martti Mäntylä

Työn ohjaaja Mikael Roos

16 827

Tekniilisö^k/rkeakoulun SähkÖteknJiH^e. osaston

käsikirjasto

TEKINILUNKN KORKEAKOULU DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ

Tekijä Ja työn nimi : ismo Kalervo Suikkanen, 29903 SN

Tietokoneverkossa toimiva parametriohjattu telex-lähetysautomaatti

Päivämäärä: 9.12. 1987 Sivumäärä: 62

Osasto : Professuuri :

Sähkötekn. os. 3.76

Tietojenk, Työn valvoja :

prof. Martti Mäntylä Tytin ohjaaja : _ . . . .... .

Tekn. Lis. Mikko Roos

Diplomityössä määritellään ja toteutetaan postin teletex - telex yhdyskäytävää käyttävä telex-lähetysautomaatti. Toteutusympäristönä on VAX/VMS tietokoneverkko ja ohjelmointikielenä pääosin VMS PASCAL. Työn tuloksena syntyvästä ohjelmistosta pyritään tekemään mahdollisimman

yleiskäyttöinen muiden maiden vastaavia yhdyskäytäviä silmällä pitäen. Ohjelmiston perustana on

tyyppihyväksytty suora tietokoneliitännäinen teletex-ohjelmisto TELETEX EMU.

Selostus koostuu lyhyestä nykytilanteen kuvausvaiheesta, rajapintojen ja algoritmien määrittelystä sekä

itse toteutuksen kuvauksesta. Työssä on pyritty laiteriippumattomuuteen ja yleisyyteen niiltä osin, kuin se useita osia käsittävässä verkkopohjaisessa hajautetussa ohjelmistossa on mahdollista.

Avainsanat: TELETEX, TELEX, YHDYSKÄYTÄVÄ, TIETOKONEVERKOSSA HAJAUTETTU, TIETOKONELIITÄNNÄINEN VIESTINTÄ

SISÄLLYS

Kiitokset ja alkusanat... 1

Diplomityössä käytetyt termit... 2

1. Johdanto 1.1 Työn motivaatio, lähtökohdat, tavoitteet ja rakenne... 3

1.2 Teletex - telex yhdyskäytävä - "conversion facility"... 5

1.2 Telexpalvelun rajoitukset käytettäessä sitä teletex-verkosta... 6

1.3 Yhdyskäytäväliikenteen erityisongelmia... 6

2. TELETEX EMU/VMS - teletexohjelmisto VMS-ympäristössä 2.1 Ominaisuudet sekä rakenne OSI-mallin avulla... 8

2.2 Ohjelmiston rajapinta lähetyssuunnassa... 10

2.2.1 Liitännän implementointi VMS-ympäristössä... 10

2.3 Ohjelmiston rajapinta vastaanottosuunnassa sekä palautetiedot... 11

2.3.1 Palautetietojen saanti teletex lähetyspyynnöstä... 11

2.3.2 Palautetietojen saanti telex lähetyspyynnöstä... 12

2.3.3 Palautetietojen välitysmekanismi VMS-käyttöjärjestelmän kannalta... 13

3. Yhdyskäytävän käyttöstrategiat ja niillä saavutettavan liikenteen analyysi 3.1 Nykyinen käyttötapa ja siitä aiheutuvat ongelmat... 15

3.2 Päästrategiat pyrittäessä mahdollisimman suureen viestitaajuuteen ja minimiestoon... 15

3.2.1 Yksinkertainen malli: 'Nopeusrajoitus'... 16

3.2.2 Maksimikuormitusmalli: 'Törmäysalgoritmi'... 17

3.2.3 Ennakoiva malli: 'Keskimääräinen odotusaika vakio'... 18

3.2.4 Adaptiivinen tilastollinen malli: 'oppiva yleiskäyttöinen'... 20

3.2.5 Heuristiset mallit: 'itsetahdistuva'... 22

3.3 Priorisointiperusteet... 23

3.4 Parametrointitarpeet... 23

4. Uudelleenlähetysalgoritmin suunnittelu 4.1 Palautetiedot teletex puolella... 25

4.2 Palautetiedot telex puolella... 26

4.3 Virheluokat ja suositeltava vaste luokkakohtaisesti... 27

4.3.1 Lyhytaikaista estoa indikoivat palveluviestit... 27

4.3.2 Pitkäaikaista estoa indikoivat palveluviestit... 28

4.3.3 Viasta ilmoittavat palveluviestit... 29

4.4 Priorisointiperusteet uudelleenlähetettäessä... 29

4.5 Parametrointitarpeet... ... 30

5. Jakauman tarkastelu 5.1 Jakauman huippujen ilmaisu... 31

5.2 Jakauman huippujen muodon määrittäminen... 33

5.3 Automaatin käyttäytymisen sovittaminen jakaumaan... 34

6. Sovellusohjelman toimintaympäristö ja yleiskuvaus 6.1 Rajapintojen vaatimat VMS-palvelut... 36

6.2 Hajautusmahdollisuudet DECNET verkossa lyhyesti... 36

6.3 Käyttäjäliitännät... 37

6.3.1 Lähetysliitäntä... 37

6.3.2 Hallintatoimenpiteet ja niiden käyttäjäliitännät... 38

6.3.3 Hallintaohjelmiston kuvaus... 38

6.4 Automaattiohjelmiston kuvaus... 39

6.4.1 Ohjelmiston moduulit... 40

6.4.1.1 Pääohjelmamoduuli autodriver... 40

6.4.1.2 Tapahtumaluokat ja niiden palvelurutiinit... 40

6.4.1.3 Palvelumoduulit autolist ja autopriority... 41

6.4.1.4 Jakauman käsittelymoduuli automath... 41

6.4.1.5 Käyttöjärjestelmäriippuvat toiminnot: moduuli autosysdep... 41

6.4.1.6 Tilastointimoduuli autostatistics... 42

6.4.1.7 Lähetyspyyntöjen hakumoduuli autofetcher... 43

6.4.2 Ohjelmiston tietorakenteet... 44

6.4.3 Informaation kulku eri prosessien välillä... 46

6.4.4 Tiedostot, syötteet ja tulosteet... 47

6.4.4.1 Tiedostot... 47

6Л.4.2 Syötteet... 50

6.4.4.3 Tulosteet... 52

6.4.5 Pseudokielinen kuvaus päätoiminnoista... 53

6.4.5.1 Alustustoiminnot... 53

6.4.5.2 Lähetyspyynnön teko... 54

6.4.5.3 Lähetyspyynnön kuittaus käyttäjälle... 54

6.4.5Л AP:n kuittaustiedon käsittely... 54

6.4.5.5 Uusien lähetyspyyntöjen haku... 55

6Л.5.6 Listan priorisointi... 55

7. Komennot ja toiminnot 7.1 Automaatin hyväksymä syntaksi... 56

7.2 Komentoluettelo... 56

7.2.1 Lähetystehtävän antoon liittyvät komennot ja eri lähetystyypit... 57

7.2.2 Tilan kyselyyn liittyvät komennot... 57

7.2.3 Peruutuskomennot ja muut hallintaan liittyvät komennot... 58

8. Käytännön kokemuksia automaatin suorituskyvystä 8.1 Saavutettu parannus tehokkuudessa... 59

8.2 Käytön helppous... 60

8.3 Sovelluksen yleisyys... 60

8.4 Suositeltavat parametriarvot... 60

9. Loppuyhteenveto ja lopetussanat... 62

LÄHDELUETTELO

LIITTEET:

Liite A : otteita teletex - telex of sf määrityksistä (rakenne ja toimintakuvaukset) Liite В : PTH:n tilastoja telex-liikenteen aikajakaumista cf:n puolelta katsottuna Liite C : YDV-verkon palveluviestit ja telex-verkon palveluviestit

Kiitokset ja alkusanat

Tämä diplomityö on tehty tietojenkäsittelyopin laboratorion professori Martti Mäntylän alaisuudessa. Työ on suoritettu työpaikassani Scandinavian Softline Technology Oy:n toimitiloissa Tapiolassa. Softlinen puolelta työtä valvoi Tekn. Lis.

Mikko Roos.

Haluaisin esittää lämpimät kiitokseni professori Mäntylälle ja lisenssiaatti Roosille myönteisestä ja kannustavasta suhtautumisesta diplomityöprojektiin.

Samalla esitän kiitokseni Softlinen muille työntekijöille, joiden luomassa positiivisessa ja toimeliaassa ilmapiirissä diplomityön teko muodostui miellyttäväksi. Kiitokset kuuluvat myös VTT:n teletekniikan laboratorion tutkija Jan Luceniukselle, jonka esittämät vihjeet ja huomautukset allaolevan teletex-ohjelmiston luonteesta osaltaan auttoivat työn etenemistä, sekä PTL:n telex-osaston dipl. insinööri Mikko Auralle, joka toimitti tilastoaineistoa sekä teknistä materiaalia postin yhdyskäytävään liittyen.

Tapiolassa, 6.12. 1987 Ismo Suikkanen

1

Termistö, lyhenteet ja kaupalliset nimet

CF (conversion facility) Postin teletex ja telex verkot toisiinsa liittävä kaksisuuntainen yhdyskäytävä

DECNET Digital Equipment Corporation markkinoima VAX tietokoneet yhteen liittävä verkko-ohjelmisto NOODI DECNET verkon yksi solmu

JAKAUMA (tässä) telexviestien kuittausaika sekunneissa keskimäärin liikennöitäessä cf:n kautta

VAX/VMS VAX tietokoneiden käyttöjärjestelmä

VMSMAILBOX VMS käyttöjärjestelmän tarjoama prosessien välinen kommunikaatiotapa

EVENT FLAG VMS käyttöjärjestelmän tarjoama semaforipalvelu rinnakkaisohjelmointia varten

GROUP VMS käyttöjärjestelmän käyttäjäryhmä,

jotka jakavat EVENT FLAG palvelussa samat liput

VOPS Virtual Operating System, tietoliikenneyhteyskäytäntöjen suunnitteluun, testaukseen ja toteuttamiseen tarkoitettu kehitystyökalu

2

1. JOHDANTO

1.1 Työn motivaatio

Lähetysautomaatti kävi tarpeelliseksi erään pankkiasiakkaan tilattua yritykseltä, jossa työn tekijä työskentelee, ohjelmiston hoitamaan ilman ihmisen puuttumista asiaan iltaisin kauppakuittaustelexien lähetyksen.

Koeliikennöintivaiheen jälkeen (lähetettiin teletex-liittymästä telexeinä 30-100 kpl yksittäisviestejä, joiden koko jäi alle 2 ktavua / kpl) kävi ilmeiseksi, ettei postin telexyhdyskäytävä selviä tällaisesta viestiryöpystä ilman ihmisen puuttumista asiaan. Tästä seurasi kuittausten viivästyminen tunneilla, pahimmassa tapauksessa päivillä. Tarvittiin lähetysautomaatti, joka tasaa yhdyskäytävän kuormitusta pitäen kuitenkin yllä maksimivauhtia lähetyksessä.

Samoin tarvittiin laskutusautomaatti, jotta asiakasta voitiin veloittaa tarjotusta lähetyspalvelusta.

Lähtökohdat

Ohjelmisto päätettiin toteuttaa Digitalin VAX tietokoneessa VMS- käyttöjärjestelmän alaisuudessa. Ohjelmointikieleksi valittiin VMS-PASCAL.

Ohjelmisto, josta tästä lähin käytetään lyhyyden vuoksi nimitystä automaatti tai telex-automaatti, lähettää teletexit TELETEX EMiV-ohjelmiston kautta, joka jo toimii VAX/VMS:n alaisuudessa ja on ohjelmoitu pascal-kielellä.

Suurin osa lähetettävistä yksittäisviesteistä oli telexejä, joita teletex-laitteella voi lähettää postin tarjoaman teletex-telex yhdyskäytäväpalvelun avulla. Tästä postin tarjoamasta palvelusta käytetään lyhyyden vuoksi jäljempänä nimitystä "cf"

tai Conversion Facility. Cf on välivarastoiva, muistinvarainen palvelu, mikä vaikuttaa oleellisesti ohjelmiston luonteeseen.

Tavoitteet

Syntyvän ohjelmiston on oltava varma, nopea, helppo hallita ja asentaa sekä hyvin dokumentoitu. Ohjelman rakenteen on oltava selkeä ja modulaarinen, erityisesti järjestelmäriippuvat osuudet on eristettävä omaksi kokonaisuudekseen.

3

Käyttäjän kannalta ohjelmiston tulee olla itsenäinen automaatti, jonka älykästä toimintaa ohjaavat helposti muutettavissa olevat parametrit. Parametrien valintaan ja tarkistuksiin on kiinnitettävä erityistä huomiota. Ohjelmiston hallintakäyttäjäliitynnällä on pystyttävä poikkeustilanteissa vaikuttamaan muuten automaattiseen toimintaan oleellisesti (lähetyspyynnön peruutus / muutos / siirto). Lisäksi ohjelmiston on itsenäisesti selviydyttävä sähkökatkoksesta ilman että kaikkia muistissa olevia lähetyspyyntöjä menetetään.

Työn rakenne

Työ aloitetaan kuvailemalla lyhyesti nykyinen tapa lähettää teletexejä ja telexejä cf:n kautta sekä osoittamalla, mitkä osa-alueet lähetysprosessissa vaativat parannusta. Tästä lähtökohdasta edetään selostamalla yhdyskäytäväliikenteen sekä TELETEX EMU teletex-ohjelmiston rakenne. Painopiste on toimintojen ja niiden käytön vaatimien rajapintojen kuvauksessa. Huomiota kiinnitetään lisäksi ohjelmistojen toisiinsa liittämisen vaatimiin käyttöjärjestelmäpalveluihin sekä näin syntyvän rakenteen aiheuttamiin käyttörajoituksiin VMS-ympäristössä.

Kun arkkitehtuuri on näin selvitetty, ryhdytään suunnittelemaan automaattiohjelmiston vaatimia algoritmeja. Päähuomio kiinnitetään lähetyspyynnön ajoitukseen optimaalisesti kuittausten onnistumisen kannalta sekä uudelleenlähetyspäätöksen parametreihin.

Viimeisessä vaiheessa kuvataan ohjelmiston teknistä toteutusta kiinnittäen huomiota rajapintoihin, moduulijakoon sekä syötteisiin ja tulosteisiin.

4

1.2 Teletex - telex yhdyskäytävä - "conversion facility"

TELETEX X.21

VAIHE 1 Lähetys

VAIHE 3 Kuittaus

Estynyt kuittaus

VAIHE 3 (VAIHE 4)

Käsivälitteinen kuittaus

Teletex Inform

CF linja 1 CF linja 6 CF linja 5 CF linja 4 CF linja 3 CF linja 2 TELETEX EMU

Postin cf:n toimintaperiaate on se, että saapuva teletexviesti varastoidaan muistiin, yhteys teletex puolella katkaistaan ja viestiä lähetetään telexinä 50 Bit/s nopeudella kunnes onnistutaan tai on yritetty 5x3 minuuttia. Tämän jälkeen otetaan uusi yhteys kutsuvaan teletexnumeroon ja välitetään telex-yhteyden palauteviesti kutsuvalle laitteelle teletex-yhteytenä. /liite А/

Palvelu on siis tyypillinen välivarastoiva yhteyskäytäntömuunnin. Tekninen ratkaisu on Suomessa toteutettu Siemensin toimittamalla modulaarisella 56 muunninyksikön keskuksella. Muuntimista jokainen toimii itsenäisesti teletex - telex muuntimena lähetyssuunnassa (teletex -> telex). Vastaanottosuunnassa (telex -> teletex) on käytössä 40 vastaavaa konversioyksikköä.

5

Cf kuittaa teletex-tilaajalle (А-tilaaja) seuraavan menettelyn mukaisesti:

- yritetään yhteyttä 5 kertaa 5 sekunnin välein = 25 sekunnin ajan

- jos yhteyttä ei saada 25 sekunnin sisällä, siirretään kuittauspyyntö TELETEX INFORMin käsioperoitavaan teletex-koneeseen. Täältä kuittauksen hoitaa postin operaattori.

1.2.1 Telexpalvelun rajoitukset käytettäessä sitä teletex-verkosta

Teletex verkosta ei voi lähettää sähkeitä eikä multitelexejä.

Sähkeiden lähetystä ei ole teknisesti estetty, mutta posti on kieltänyt sen käytön laskutusongelmien vuoksi. Multitelex keskukseen el voi lähettää postin päätöksen takia. Jos tämä olisi mahdollista, kulkisi viesti kahden peräkkäisen välityspaikan kautta.

1.3 Yhdys käy täväliikenteen erityisongelmia

Koska cf on muistinvarainen laite, sen muistin voi tietysti myös täyttää. Nykyiset Siemensin muuntimet hyväksyvät 13.5 kilotavun kokoisen viestin maksimissaan, suurempi viesti johtaa lähetyspyynnön hylkäämiseen.

Muunninlaitteet saattavat kovan kuormitushuipun aikana loppua kesken, jolloin uudet lähetyspyynnöt hylätään ja palautetaan YDV-palveluviesti Y20, "no connection". Cf ei siis tarjoa jonotuspalvelua.

Muunninlaitteet toimivat varmuussyistä mahdollisimman pitkälle itsenäisesti.

Tästä seuraa mm. se, että yksi teletex-tilaaja voi noin 10 minuutissa kaapata itselleen koko yhdyskäytävän kapasiteetin. Samoin voivat kaikki 56 muunninta yrittää yhtäaikaisesti yhteyttä samaan, varattuun telex-numeroon. Enemmän ongelmia aiheuttava muunnelma tästä on tilanne, jossa yksi teletex-tilaaja on kaapannut itselleen huomattavan osan muuntimista. Kun näille tehdyt lähetyspyynnöt on palveltu, yrittävät muuntimet satunnaisena ajanhetkenä lähettää kuittausviestin teletex tilaajan varattuun numeroon. Epäonnistuttuaan tässä muunninlaitteet siirtävät kuittauspyynnön käsivälitteiseen INFORMin teletexlaitteeseen, jonka muisti täyttyy n. 100 kuittauspyynnön kohdalla. Lisäksi

6

INFORM harvoin lähettää kuittauksia klo 18:00 jälkeen, jolloin ne saadaan vasta seuraavana aamuna.

Juuri cf:n kulttauskäyttäyty minen aiheuttaa eniten ongelmia. Ihmisen sekaantumista kuittausprosessiin ei voida pitää hyväksyttävänä. Samoin kuittauksen viivästyminen yli tunnilla vaikeuttaa palautetietoihin perustuvan automaatin rakentamista.

Törmäystä lähetyspyynnön ja cf:n kuittauksen välillä tulisi siis välttää, jotta viestintäprosessi etenisi keskeytyksittä. Tähän voidaan päästä tarkastelemalla Suomen cf:n käyttäytymistapaa kuitattaessa ja ennustamalla tämän tiedon pohjalta, koska kuittauksia jo tehdyistä lähetyspyynnöistä on tulossa. Rajoituksena tällaiselle menettelylle on se, ettei se sovellu käytettäväksi muunlaisten cf-ratkaisujen kanssa. Ongelmaa voi osittain kiertää muuntamalla ohjelmiston parametreja, jos parametrit vain ovat hyvin valittuja.

Parametrien muuttaminen vaatii kuitenkin ihmisen aktiivista tarkkailua ja viestintäprosessin ymmärtämistä tasolla, jota ei asiakkaalta voi vaatia. Parempi olisikin, jos ohjelmisto pystyisi itse muuttamaan käyttäytymistään kunkin cf-laitteiston toiminnan mukaiseksi.

7

2. TELETEX EMU/VMS teletexohjelmisto VMS-ympäristössä

Tässä luvussa keskitytään TELETEX EMU teletex-ohjelmIstoon, jota automaatti käyttää teletex-vlestien lähettämiseen. Ohjelmiston yleisen kuvauksen jälkeen tarkastellaan kuvaustapoja, jotka TELETEX EMUun on dlplomltyöprojektln aikana ohjelmoitu automaattia varten.

2.1 Ominaisuudet sekä rakenne OSI-mallin avulla

TELETEX EMU on TEKES 1.4 Tietotekniikan yhdentäminen projektissa kehitetyn teletex-ohjelmlstoprototyypln pohjalta tehty ohjelmisto. Ohjelmiston tekijöinä ovat toimineet VTT telelaboratorio sekä Scandinavian Softline Technology Oy.

Allekirjoittanut on itse ollut mukana TELETEX EMU kehityksessä viimeiset kaksi vuotta alkaen syksystä 85, jolloin ohjelmistolla el vielä ollut tyyppihyväksyntää.

Seuraavan sivun kuva kertoo TELETEX EMU ohjelmiston suhteesta OSI-malllln.

/2 , sivu 3/

8

Automaatin käyttäjä

^ DECNET

Loppukäyttäjäsovellus Automaattisovellus

VMSmailbox

TELETEXEMU

Esitystapa (T.61)

Yhteysjakso (AP)

5 Kt Common section sekä Event flag cluster

Yhteysjakso (VOPS)

Kuljetus

Verkko (tyhjä)

Siirtoyhteys (HDLC)

Fyysinen (TX 1500)

RS-232

TELEX verkko

9

TELETEX EMU pohjautuu VTT telelaboratoriossa kehitettyyn VOPS (Virtual Operating System) protokollakehltystyökaluun. VOPS on lähes reaaliaikainen pienoiskäyttöjärjestelmä, joka sisältää tehokkaan vlestlnvälltysjärjestelmän.

VOPSIssa OSI-mallln kerrosoliot ymmärretään omiksi prosesselkseen, jotka siirtävät tietoa keskenään palvelupisteiden kautta. VMS-käyttöjärjestelmälle VOPS on yksi prosessi. /1, sivu ТТХЗ/

TELETEX EMU:n teletex-toteutuksesta kerrokset 1 - 5 on toteutettu VOPSin avulla tilataulukoina. Kerroksen 5 yläosa sekä kerrokset 6 ja 7 on toteutettu toisella VMS-prosessilla nimeltä AP (Application Presentation). AP käyttää VOPSin tarjoamaa yhteysjaksopalvelua, pitää huolta esitystavasta (teletex käyttää CCITT:n T.61 standardin merkistöä) ja palvelee käyttäjän lähetyspyyntöjä. Lisäksi AP:hen liittyy erillisenä prosessina toimiva moduuli, joka hoitaa saapuneiden viestien tunnistuksen ja reitityksen käyttäjille sekä tulostuksen kirjoittimelle.

2.2. Ohjelmiston rajapinta lähetyssuunnassa

2.2.1 Liitännän implementointi VMS-ympänstössä

Automaatin liitäntä TELETEX EMU ohjelmistoon on toteutettu VMSMA/LSOX-palvelua käyttämällä. AP - prosessi kuuntelee jatkuvasti maailmalle näkyvää postilaatikkoa. Haluttaessa tehdä lähetyspyyntö lähetetään AP:lle postilaatikkoon tietue, jossa kuvataan, mihin numeroon halutaan lähettää, mikä tiedosto halutaan lähettää, kuka lähetti jne. 12 1

VMSMAILBOX palvelun käyttö rajoittaa lähetyspyynnön tekijän saman DEC/VET-solmun sisälle. Telex-automaatin tulee siis sijaita samassa solmussa kuin TELETEX EMU/VMS. Telex-automaatin käyttäjän ei sen sijaan tarvitse olla samassa solmussa, sillä telex-automaatti käyttää lähetyspyynnön välitykseen DECNET:iä.

AP aloittaa lähettämisen heti saatuaan lähetyspyyntötietueen postilaatikkoonsa, ellei se jo ole lähettämässä tai vastaanottamassa jotakin muuta viestiä.

Lähetyspyyntöjä voi tehdä AP:n postilaatikkoon monia peräkkäin, jolloin AP palvelee ne saapumisjärjestyksessä. Jos postilaatikossa on useita peräkkäisiä samaan numeroon kohdistuvia lähetyspyyntöjä, ne lähetetään mahdollisuuksien mukaan samassa yhteysjaksossa. Poikkeuksena tähän on lähetys telex-numeroon,

jolloin yhteysjakso uusitaan jokaiselle lähetyspyynnölle kulttaustletojen yksikäsitteisyyden takia.

2.3 Ohjelmiston rajapinta vastaanottosuunnassa sekä palautetiedot

TELETEX EMU/VMS:n vastaanottama viesti kirjoitetaan levylle ja siitä etsitään tunnistetietoa, jonka perusteella se voitaisiin reitittää edelleen organisaatiossa olevalle käyttäjälle.

2.3.1 Palautetietojen saanti teletex lähetyspyynnöstä

Lähetettäessä viesti teletex-tilaajalle yhteyden lopputila kertoo heti yhteyden purkauduttua sen, menikö viesti perille tai mihin virheeseen tiedonsiirto keskeytyi. Palautetieto toimitetaan lähetyspyynnön tekijälle välittömästi yhteysjakson päätyttyä.

2.3.2 Palautetietojen saanti telex lähetyspyynnöstä

Lähetettäessä viesti telex-tilaajalle tiedonsiirto on kolmivaiheinen:

TELETEX TELEX

VAIHE 1 Lähetys pyyntö

VAIHE 3 Kuittaus

Estynyt kuittaus

VAIHE 3 (VAIHE 4)

Käsivälitteinen kuittaus

Teletex Inform

CF linja 1 CF linja 2 CF linja 4 CF linja 3 CF linja 6 CF linja 5 TELETEX EMU

VAIHE 2 Telex lähetys

126165 softl sl 1001

Aluksi oma teletex-liittymämme siirtää lähetyspyynnön PTL:n CF-laitteelle teletex-viestinä. Tämän teletex-viestin alkuun on kirjoitettu, kenelle halutaan lähettää ja lähetyspyynnön aikaleima minuutin tarkkuudella. Kun lähetyspyyntö on näin siirretty CF:lle, teletex-yhteysjakso teleteximme ja CF:n välillä puretaan ja kumpikin on vapaa liikennöimään.

Toisessa vaiheessa CF yrittää yhteyttä haluamaamme telex-tilaajaan. Jos yhteys saadaan, tilaajalle siirretään lähettämämme viesti.

Kolmannessa vaiheessa CF yrittää muodostaa uuden teletex-yhteyden meihin päin ja

onnistuessaan lähettää meille alla kuvatun kuittausviestin. Jos CF ei onnistu välittämään kuittausviestiä, se siirtyy TELETEX INFORMiin joka yrittää kuittausviestin lähettämistä käsivälitteisesti.

Jos vastaanotettu viesti oli kuittaus aiemmin lähetettyyn telexiin, TELETEX EMU/VMS etsii tunnistamattomien telexien listasta lähetysajan ja numeron perusteella, mihin lähetyspyyntöön kuittaus liittyy. Kun lähetyspyyntö on näin liitetty kuittaukseen, palautetieto lähetyspyynnön tekijälle lähetetään samalla tavalla kuin jos kyseessä olisi ollut teletex-viesti. Kuittauksen tilatiedoksi kirjoitetaan telex-kuittausviestin mukainen tilatieto. Telex-kuittausviestin muoto on kuvattu alla. /2/ Mainittakoon, että jos kuittaus siirtyy INFORMiin ja toimitetaan käsivälitteisesti myöhemmin, on sen muoto pieniä yksityiskohtia lukuun ottamatta sama.

Alla esimerkki virheeseen päättyneen telex-lähetyksen kuittauksesta:

244-1001632=SOFTLIN /teletex - telex cf sf /87-09-17-14:19/1 telex

126165 cf sf /244-1001632=SOFTLIN /87-09-17-14:19/

keskeytynyt - avbrutet SPP

Alla esimerkki perille menneen telex-lähetyksen kuittauksesta:

244-1001632=SOFTLIN /teletex - telex cf sf /87-09-19-13:04/ 1 telex

126165 cf sf /244-1001632=SOFTUN /87-09-19-13:04/

lähetetty - avsänt

126165 soft! sf /126165 softl sf

2.3.3 Palautetietojen välitysmekanismi l/MS-käyttöjärjestelmän kannalta

Palautetiedot toimitetaan lähetyspyynnössä määrätylle käyttäjälle tämän haluamaan postijärjestelmään (VAXMAIL, ALL-IN-1 MAIL, DECMAIL) sekä kirjoitetaan viestin kera teletex-raporttikirjoittimelle haluttaessa. Jos lähetyspyynnön teki automaatti, kuitataan viesti yllä olevan lisäksi vielä VMSMAILBOXWn, jonka automaatti on lähetyspyynnössä antanut. Tällöin kuittausviesti on luvussa 6.4.3 kuvatun AutomaticData tietueen muotoinen. Kun AP on kirjoittanut kuittauksen telex-automaatin VMSMAILBOXiin, se nostaa lopuksi ylös lipun AckFromAP. Lippupalvelu mahdollistaa sen, ettei telex-automaatin tarvitse jäädä odottamaan viestiä AP:lta (joka erillisenä prosessina saattaa vaikkapa kuolla) vaan se voi reagoida kuittaukseen haluamallaan ajanhetkellä.

VMS-systeemipalveluista käytetään siis telex-automaatin ja AP:n väliseen kommunikointiin VMSMAILBOX palvelua sekä VMS EVENT FLAG palvelua. Näistä EVENT FLAG palvelu sitoo telex-automaatin samaan käyttäjäryhmään kuin TELETEX EMU/VMS ja VMSMAILBOX palvelu samaan noodiin 171.

3. Yhdyskäytävän käyttöstrategiat ja niillä saavutettavan liikenteen analyysi

Tässä luvussa kuvaillaan nykytilannetta telexejä lähetettäessä. Tämän perusteella kehitetään vaiheittain mahdollisimman optimaalinen jonotusalgoritmi, jonka käyttäytyminen on vahvasti sidoksissa yhdyskäytäväpalvelun ominaisuuksien kanssa.

3.1 Nykyinen käyttötapa ja siitä aiheutuvat ongelmat

TELETEX EMU/VMS ohjelmisto palvelee saapuneet lähetyspyynnöt saapumisjärjestyksessä viiveettä. Ohjelmisto ei sisällä minkäänlaista nopeusrajoitusta telex-kuittausten kuuntelua varten, joten liittymän varausaste riippuu pelkästään saapuvien lähetyspyyntöjen ja saapuvien vastaanottopyyntöjen määrästä. /2/

Lähetettäessä telexejä pelkän TELETEX EMU/VMS ohjelmiston avulla kohdataan vaikeuksia lähetyserien kasvaessa. Tyypillisesti jo kymmenen telexin lähettäminen lyhyen ajan sisällä aiheuttaa muutaman kuittauksen siirtymisen INFORMiin ja ehkä myös törmäyksen lähetyspyynnön ja kuittausviestin välillä.

Jos lähetystarve on yli 20 viestiä, ei niitä enää voi lähettää yhdellä kertaa vaan erä on käsin jaettava pienempiin, alle kymmenen viestin paloihin. Tilanne on nurinkurinen, automatisoitu tietokoneen varassa toimiva ohjelmisto vaatii käsityötä vähänkään vakavammassa tuotantokäytössä! Juuri tämän ongelman poistamiseksi diplomityöprojekti käynnistettiin.

3.2 Päästrategiat pyrittäessä mahdollisimman suureen viestitaajuuteen ja minimiestoon

Tietoliikennejärjestelmänä teletex - telex yhdyskäytävällenne muodostaa kuvassa sivulla 12 esitetyn rakenteen. Teletexpuolella kutsujalla on telex-kuittauksille yksi palvelupaikka, joka on ajoittain varattuna välittäessään uusia lähetyspyyntöjä ja vastaanottaessaan muita saapuvia viestejä.

Lähetyspyynnön tekemisen ja sitä vastaavan telex-kuittauksen saapumisen välillä

vallitsee korrelaatio, jonka selvittäminen on välttämätöntä kuittausajan ennustamiseksi. Telex-kuittaus saapuu pääsääntöisesti jonkin latentin viiveen (kytkentäviiveet, teletex-lähetyksen kesto, kuittauksen tunnistus) ja telex-puolen lähetysajan muodostaman summan kuluttua. Lisäksi voi telex-puolella olla estoa tai häiriöitä, jotka siirtävät kuittaushetkeä tuonnemmaksi.

Cf reagoi telex-puolen ongelmatilanteisiin omalla, maasta toiseen vaihtelevalla tavallaan. Kansainvälinen standardointi antaa yhdyskäytäväliikenteelle toimintapuitteet, joissa kuitenkin on niin paljon väljyyttä esim. time-out ajoissa, että käyttäytyminen eri maiden cf:ssä ei eleenkään teletexin 50 kertaa suuremmalla nopeudella katsottaessa ole yhtenevää. Pääsääntö on, että virhetilanteissa telex-puolella ei heti luovuteta, vaan yritetään jonkin viiveen kuluttua uudelleen N kertaa. Tähän on syynä telex-verkon epäluotettavuus ja hitaus sekä telex-laitteiden virhetoiminnat.

Tyypillisenä arkipäivänä Suomen yhdyskäytäväliikenteessä tehdään teletex -> telex suunnassa 2500 kutsua, joista 1450 onnistuu /liite В/. Epäonnistuneista vääriä numeroita on 290, varattuja 290, epäkuntoisia telex-laitteita 250 (tavallisin syy lienee se, että virta ei ole kytkettynä koneeseen) ja verkon aiheuttamia estoja 145.

Telex -> teletex suunnassa tehdään (kuittausten lisäksi) vastaavana päivänä n.

1200 kutsua, joista 900 onnistuu. Jos otetaan huomioon väärät numerot (179), on teletex-verkon onnistumisprosentti 90 % telex-verkon prosentin ollessa 70%.

Tilastojen tarkastelusta sai alkunsa ajatus adaptiivisesta automaatista. Aluksi ajateltiin adaptiivisuuden vaativan ihmistä, mutta jäljempänä esitetyllä tavalla päädyttiin siihen, että automaatti voi itse mitata verkon vastetta ja oppia ajan mittaan optimoimaan lähetyspyynnöt niin, että ne häiritsevät saapuvia kuittauksia mahdollisimman vähän tilastollisessa mielessä.

3.2.1 Yksinkertainen malli : 'Nopeusrajoitus'

Kun eri teletex laitetoimittajien ratkaisuja tutkittiin, nousi esille yksinkertainen tapa parantaa telex-kuittausviestin läpimenomahdollisuutta: Lähetettäessä pidetään aina pakollinen 1 minuutin tauko kahden lähetyspyynnön välillä riippumatta siitä, ovatko viestit menossa telex-verkkoon tai teletex-verkkoon.

Menetelmää kokeiltiin käytännössä automaatin alkuversioissa, joissa odotusajasta

tehtiin lähetyskerrasta toiseen vaihdettavissa oleva parametri. Tulos oli odotetunlainen, tilastollinen esto suurellakin lähetyserällä oli paljon pienempi kuin lähetettäessä viestit viiveettä peräkkäin. Hintana tästä oli tietysti lähetysnopeuden putoaminen; viiveetön TELETEX EMU/VMS pystyi lähettämään 4 ..

5 A4-sivun kokoista telexviestiä minuutissa, minuutin viive pudotti vauhdin 0.9 viestiin / minuutti.

Tämä ei vielä antaisi aihetta hylätä menetelmää (telexin todellinen vauhtihan ei ole edes tätä luokkaa), mutta suurilla lähetyserillä törmättiin lisäongelmiin.

Ensinnäkin silloin tällöin tapahtui tahdistumista, eli minuutin odotusajan jälkeen joku edellinen lähetyspyyntö ehti juuri valmistua ja sitä kuitattiin täsmälleen samaan aikaan kun automaatti teki uutta lähetyspyyntöä. Tämä johti törmäykseen ja kuittauksen siirtymiseen INFORMiin. Toiseksi minuutin viive ei ollut riittävä lähetettäessä pidempiä dokumentteja (3 .. 4 A4-sivua), joiden lähetys teletex-puolellakin kesti lähes minuutin. Tällöin palvelupaikka (teletex-liittymämme) oli varattuna niin kauan, että kuittauksia alkoi eston takia taas siirtyä INFORMiin. Lopuksi havaittiin suurella erällä pitkiä dokumentteja, että kaappasimme koko yhdyskäytävän kapasiteetin ja ylitimme sen, jolloin päädyttiin Y20 palveiuviestiin (=estoa verkossa).

Ensimmäiseen ongelmaan ei löydy tältä pohjalta ratkaisua, se vaatisi ennustamista.

Tähän palataan myöhemmin. Toisen ongelman voisi ratkaista mittaamalla dokumentin pituuden ennen lähetystä ja säätämällä viivettä dokumentin koon mukaan suuremmaksi. Samalla ratkeaisi itsestään kolmaskin ongelma. Viiveiden kasvattaminen entisestään johtaisi kuitenkin viestintänopeuden laskuun tasolle, jossa TELETEX EMU/VMS ei toimisi juuri telex-konetta nopeammin. Tästä syystä pelkkä viiveen lisääminen lähetystapahtumaan hylättiin ja siirryttiin tarkastelemaan monimutkaisempia ja toivottavasti paremman tuloksen antavia mukautumistapoja.

3.2.2 Maksimikuormitusmalli: 'Törmäysa Igorit mi'

Edellisen kappaleen tarkastelujen valossa automaattia parannettiin siten, että cf:n täyttymisestä ilmoittava YDV-palveluviesti aiheutti lähetyspyyntöjen tekoon tauon.

Tauko kesti kunnes vähintään yksi kuittaus oli tullut eli yksi cf-kanava vapautunut.

Tämä menetelmä ratkaisi ylivuoto-ongelman, eli täyttä cf:ää el turhaan kuormitettu epäonnistumaan tuomituilla lisälähetyspyynnöillä. Menetelmä takaa myös cf:n täyden kuormituksen, yksi teletex-tilaaja pystyy siis teoreettisesti varaamaan koko cf:n jolloin teletex-linja vastaa 56 telexlaitetta. Tällainen kuormitustapa ei kuitenkaan liene PTL:n mielestä toivottava, parasta olisi jos käyttäjä voisi eksplisiittisesti parametrilla rajoittaa käytettävien cf-kanavien määrän haluamakseen.

Pelkän ylivuodon tarkkailun lisääminen ei ilmeisesti riitä, lisäksi on kiinnitettävä huomiota liittymän aikaestoon eli siihen, kuinka varattuna yksi teletex-linja pidetään. Valtaosa kuittausten estymisistä johtui juuri oman linjamme estosta, ei cf:n ylikuormituksesta tai törmäyksistä.

Jo tehtyjen kokeiden perusteella voidaan kuitenkin perustellusti väittää, että CF:n kuittaustapa on kaukana ihanteellisesta, cf-kanava varautuu aivan turhaan kuitattaessa tavalla, joka johtaa todennäköisesti epäonnistumiseen.

Paljon parempi kuittaustapa olisi ollut keskitetty jonottaja, joka yrittää vuorotellen toteuttaa cf-kanavllta saatuja kuittaustehtäviä kunnes onnistuu.

Tällöin kanavat pysyisivät vapaina todellisiin lähetystehtäviin ja kuittauksia houkutteleva automaatti lähetyspuolella olisi täysin tarpeeton. Esim. Ruotsin cf onkin toteutettu tällaisella keskitetyllä tavalla.

Keskitetyssä ratkaisussa hävittäisiin tietenkin vikasietoisuudessa se, mitä kokonaisuudessaan älykkäämmässä toiminnassa voitettaisiin. Lisäksi on todettava, että cf-palvelun avaamisen aikoihin tuskin kukaan oletti yhdyskäytävää käytettävän satojen peräkkäisten telexien lähettämiseen yhdestä numerosta lyhyen ajan sisällä. Tällainen toimintatapa on tuiki mahdotonta saavuttaa perinteisillä ensimmäisen sukupolven teletex-laitteilla.

3.2.3 Ennakoiva malli : 'Keskimääräinen odotusaika vakio'

Seuraavassa vaiheessa kiinnitettiin päähuomio siihen, miten oman liittymän estoa saataisiin alennettua siten, että lähetystaajuus ei kuitenkaan putoaisi liian alhaiseksi. Tällöin teletex-lähetyspaikkaa ja cf-kanavia tarkisteltiin jonojärjestelmänä, jossa on yksi palvelupaikka ja ääretön määrä odotuspaikkoja.

Järjestelmässä syntymisprosessi on lähetyspyynnön teko cf-kanavalle ja kuolemisprosessi ko. lähetyspyynnön kuittaustapahtuma.

Jonojärjestelmän keskimääräiseksi palveluajaksi (siis kuittausten vastaanottotapahtuman kestoksi) saadaan 1/p. = 1/5 ja keskimääräiseksi saapumisajaksi (lähetystapahtuman kesto) 1/E = 1/8 .. 1/15. Saapumisaikaan vaikuttavat viestin pituus sekä tietokoneen kuormitus lähetyshetkellä. Koska cf-kanava yrittää kuittausta 5 kertaa 5 sekunnin välein eli yhteensä 25 sekuntia, voidaan hyväksyttävänä odotusaikana pitää 15 .. 20 sekuntia korkeintaan.

Keskimääräiselle odotusajalle saadaan kaava 1 :

E (W) = 1/ß • X 2 / (1

E)

(1)

missä sigma esittää järjestelmän palvelukerrointa :

E = (1/И-)

(1/ß)

Palvelukerrointa laskettaessa huomataan, että odotusajan (=alka, jona teletex-liittymä kuuntelee kuittauksia) on oltava vähintään yhtä pitkä kuin lähetykseen kulunut aika, jotta palvelukerroin pysyy järkevissä rajoissa tilastollisessa tarkastelussa.

Analyysin edetessä päädyttiin siihen tulokseen, että teletex - cf parin esittäminen jonojärjestelmänä ei kuvaa tilannetta kovin hyvin, vaan pitää lähinnä paikkansa tilastollisesti ja sillä oletuksella, että syntymisprosessi ainakin on poisson-jakautunut. Suurin puute jonojärjestelmämallissamme on se, että aiemmin mainittua korrelaatiota syntymisprosessin tapahtumahetken ja kuolemisprosessin tapahtumahetken välillä ei onnistuttu esittämään luontevasti.

Nimen omaan tätä korrelaatiota tulisi käyttää hyväksi, jolloin syntymisprosessi ja sitä kautta myös kuolemisprosessi eivät ole poisson-jakautuneita. Niinpä jonojärjestelmäteoriaakaan ei pidä käyttää analyysin tukena.

Jonoteoreettinen tarkastelu opetti kuitenkin sen, että tilastollisesti pienin mahdollinen odotusaika on yhtä pitkä kuin viestin lähetysaika. Lähetysaikojen ollessa lyhyitä voitaisiin siis päästä alle 1 minuutin odotusaikoihin. Samoin jonojärjestelmämalli osoittaa suuntaa optimaaliselle ratkaisulle:

satunnaisjakautuneesta syntymisprosessista siirrytään tutkimaan mainitun korrelaation jakaumaa ja koetetaan tätä kautta välttää lähettämästä ajanhetkellä, jolla kuittaus saattaisi tulla. Tätä ideaa ei välttämättä olisi saatu, jollei olisi ensin

tutkittu jonojärjestelmän oletuksia (eksponentiaalijakautuma, poisson-prosessi).

3.2.4 Adaptiivinen tilastollinen malli: 'oppiva yleiskäyttöinen'

Lisäkokeilujen jälkeen ongelman ratkaisu tuntui löytyneen. Tarvitsimme tietää vain lähetyshetken voidaksemme todennäköisyydellä X ennustaa kuittausajan.

Korrelaation on pakko olla vahva jos cf on hajautettu, mikroihin perustuva järjestelmä, ja muunlaisissa ei kuittausongelmaa ole ollenkaan.

Riippuvuutta lähetyshetken ja kuittaushetken välillä ei voi kuitenkaan esittää suljetussa muodossa useiden epävarmuustekijöiden takia, vaan se on esitettävä jakaumana. Tällöin voidaan periaatteessa laskea kuittaustodennäköisyys kullakin ajanhetkellä tarkastelemalla jakauman muotoa ja amplitudia kyseisen x-akselin (aika) pisteessä.

Käytännöllinen jakauman esitystapa on käyrä, jossa x-akselilla on aika sekunneissa lähetyshetkestä lukien ja у-akselilla ko. sekunnilla aiemmin saapuneet kuittaukset normalisoituina. Tutkitaan siis cf:n aiempaa käyttäytymistä jotta voitaisiin ennakoida tulevaa.

Jakaumasta voidaan vielä eliminoida pois eri pituisten viestien aiheuttama kohina vähentämällä kuittauksen saapumisajasta viestin lähetysaika telex-puolella.

Eliminointi onnistuu hyvin, sillä telexlaitteet eivät käytä mitään protokollaa ja käyttäytyvät näin ollen samalla tavalla eri lähetyskentillä.

Jakauman mittaus ohjelmoitiin automaattiin siten, että se säilöö jokaisen telex-lähetyksen kuittausviiveen normalisoituun jakaumatauluun, joka säästetään tietyin välein tiedostoon. Käynnistyessään automaatti lukee ko. tiedoston ja tutkii jäljempänä kuvatulla tavalla jakauman muotoa. Aika mitataan siitä, kun teletex-yhteys cf-kanavan kanssa katkaistaan (lähetyspyyntö on siirretty) siihen, kun kuittausviestiyhteys loppuu.

Näin saatuun jakaumaan kertyy virheitä eri tavalla. Ensinnäkin telex-puolen nopeus vaihtelee hiukan laitteesta toiseen, kyseessä lienevät puhtaasti mekaanisten laitteiden säätöerot. Toiseksi jakauman huiput leviävät hieman kuittausviestin keston vaihdellessa tietokoneen kuormituksen mukaan. Kaiken kaikkiaan kuitenkin jakauma on kokemuksen perusteella jyrkkä ja epäjatkuva Suomen CF:n kanssa.

20

Viimeiseksi pulmaksi jäi vielä se, miten automaatti käytännössä päättää lähetyspyynnön tekoajan. Päätöksenteko edellyttää kuittaustodennäköisyyden arviointia tulevaisuudessa sen aikaikkunan puitteissa, mikä aika kuluu seuraavaan lähetyspyyntöön. Kuittaustodennäköisyyden laskeminen voidaan toteuttaa etsimällä jakaumasta huiput ja laskemalla näiden puoliarvoleveys, jolloin kuittaustodennäköisyys muodostuu funktioksi etäisyydestä huippuun ja huipun leveydestä (=muodosta). Alla kuva jakauman muodosta Suomen CF:n kanssa liikennöitäessä. Kaikkein korkein piikki on timeout-ajan kohdalla I

kuittauksia / kpl

12 T

to ■■

1 4 7 10 13 16 192225 2831 3437 404346 4952 5558 61 6467 7073 76 7982 858891 9497 10

0

viive /10 s Laskettaessa huipun etäisyyttä on jo ajassa taakse jäänyt huippu huomioitava samanarvoisena kuin sitä seuraava huippu tilastollisista syistä. Oletettavaahan on, että huiput ovat symmetrisiä, koska niitä levittävät lähinnä satunnaisvirheet.

Jäljempänä kuvataan tarkemmin ohjelmassa käytetyt huipun etsintä- ja muodon kalibrointirutiinit. Mainittakoon, että ydintekniikan laboratoriossa Otaniemessä on

21

70-luvulla tutkittu intenslteettlspektrln laskennallista käsittelyä ja kehitetty siihen soveltuvia algoritmeja /3: sivut 2 ..3,4: sivu 13,5: sivut 3 .. 7/. Näistä saatuja ideoita käyttäen oli huippujen ilmaisu helppo toteuttaa.

3.2.5 Heuristiset mallit : 'itsetahdistuva'

Tilastolliseen jakaumaan perustuva adaptiivinen automaatti toimii yllättävän hyvin ottaen huomioon mallin yleisyyden. On kuitenkin valaisevaa yrittää keksiä jokin Suomen cf:n kanssa vielä paremmin toimiva heuristinen käyttäytymismalli, jolloin toteutuksen vaatima ohjelmointityö saataisiin pienemmäksi.

Pääpaino tässä työssä pannaan adaptiiviselle mallille, koska se on yleiskäyttöinen ja haastavampi ohjelmointityö kuin mahdollinen heuristiikka. Tarkasteltaessa Suomen cf:n käyttäytymistä saatiin kuitenkin vihje siitä, miten pienelläkin ohjelmoinnilla voitaisiin päästä hyviin tuloksiin. Tärkeätä on huomata, että kuittauksen saapumistodennäköisyys on yleensä pienimmillään edellisen kuittauksen juuri loputtua.

Jos siis lähetetään ensin n viestiä ja käydään sitten kuuntelemaan kuittauksia, voidaan uusi lähetys todennäköisesti tehdä heti kuittausviestin saavuttua. Näin saavutetaan itsetahdistuva tilanne: Jos kuittaus viivästyy, odotamme seuraavaa.

Ainoa adaptiivinen elementti on laskea kuinka monta viestiä ehdimme lähettää alkuryöpyssä. Tämä lasku perustuu pelkästään telexin ja teletexin merkkinopeuteen ja on siten helppo.

Tällainen heuristinen malli käyttäytyy ryöppymäisesti: lähetetään joukko lähetyspyyntöjä, pysähdytään ja odotetaan kuittauksia, lähetetään ryöppy viestejä... Tutkittaessa adaptiivisen automaatin käyttäytymistä todettiin sen toimivan samalla tavalla ryöppymäisesti, tosin sillä erotuksella että tauot ovat adaptiivisessa automaatissa pidempiä, koska se olettaa huipun olevan symmetrinen.

Heuristisen mallin miettiminen johdatti myös huomaamaan huippujen tunnistamisen ja merkitsemisen tärkeyden; kun joku kuittaus on tullut, sen aiheuttamia huippuja ei enää tarvitse ottaa lukuun. Tämä parannus adaptiiviseen malliin lyhentää tarpeetonta odotusaikaa oleellisesti eikä kuitenkaan rajoita mallin yleisyyttä.

22

3.3 Priorisointiperusteet

Lähetysalgoritmün liittyy lähetysajan päättämisen lisäksi oleellisesti viestimassan priorisointi lähettämisen kannalta edulliseen järjestykseen.

Mietittäessä telex-lähetystapahtumaa päädytään siihen, että pisimmät telexit kannattaa lähettää ensin, jotta ne eivät myöhemmin häiritsisi saapuvia kuittauksia pitämällä linjaa varattuna. Samoin se, että pitkän telexin kuittaus tulee myöhemmin kuin lyhyen, puoltaa pitkien viestien lähetystä alkuryöpyssä.

Jos viestimassassa on myös aitoja teletex-viestejä, ne kannattaa lähettää ennen telexejä koska niiden kuittaus saapuu samassa yhteysjaksossa eikä vaadi tullakseen linjan vapaana pitoa. Teletex-viestit kannattaa taas lähettää järjestyksessä lyhyin ensin maksimiläpimenovauhdin takaamiseksi.

Jos kaikki lähetettävät viestit ovat samanpituisia ja telexejä, ei priorisointiperusteita tarvitse ottaa huomioon. Näihin ja muihinkin viesteihin sovelletaan silloin automaatin ohjauskenttää 'prioriteetti', josta tarkemmin luvussa 7.

3.4 Parametrointitarpeet

Jo tässä vaiheessa on ilmennyt joukko telex-automaatin tarvitsemia parametreja:

minimiodotusaika, telexin merkkinopeus, teletexin merkkinopeus ja teletexin overhead. Parametreja määrättäessä on tärkeää pitäytyä mahdollisimman pitkälle sellaisissa parametreissä, jotka eivät riipu koneen kuormituksesta, levyjen nopeudesta tai muista koneriippuvista piirteistä. Toisaalta automaatin parametrointi ei ideaalitapauksessa saa olla vaikeaa, yksinkertaiset tunnusluvut, joita tuetaan ohjelmallisesti raskaillakin algoritmeilla lienevät parhaita. Täytyy siis löytää automaatin käyttäytymiseen olennaisesti vaikuttavat seikat ja tehdä niistä parametreja.

Käytännön kokeissa huomattiin, että liikennöitäessä hajautetun cf:n kanssa varattiin joskus koko Suomen yhdyskäytäväliikenteen kapasiteetti, siis 56 cf-kanavaa. Pystyäksemme säätelemään maksimikuormituksen haluamaksemme on hyödyllistä tehdä parametri puuttuvien kuittauksen enimmäismäärästä, jonka ylittyessä lähetys lopetetaan kunnes kuittauksia taas on tullut. Mitään takeita siitä, että määräämämme kuormitusaste saavutetaan ei tietenkään ole, mutta antamalla ylärajaksi korkeintaan puolet koko kapasiteetista estetään palvelun tukkiminen.

23

Ajateltaessa telex-automaatm ja TELETEX EMU/VMS:n AP-prosessin välistä kommunikointia huomataan, että jonkinlainen makslmlalka kuittaukselle on annettava, jottei telex-automaatti jää ikuisesti odottamaan virheeseen tai resurssipulaan kaatunutta AP:ta. Näin päädytään maksimiodotusaikaparametriin, joka siis ilmaisee, kuinka kauan yhtä kuittausta odotetaan AP:lta ennen kuin se tulkitaan hävinneeksi virheeseen.

24

4. Uudelleenlähetysalgorltmln suunnittelu

Luvussa 3 tarkasteltiin viestintätapahtuman dynamiikkaa teletex - telex parin muodostaman kokonaisjärjestelmän kannalta. Kun palautetiedot välittyvät luotettavasti, on seuraavana tehtävänä päättää miten erilaisiin telex- ja teletex-palveluviesteihin reagoidaan. Tärkeintä on laatia algoritmi, joka lähettää uudestaan, jos viestin läpimenomahdollisuudet ovat hyvät, ja luopuu ajoissa, jos tilanne on toivoton.

Eri teletex-toimittajien laitteet reagoivat teletex-puolen palveluviesteihin hyvin vaihtelevilla tavoilla. Mikään niistä ei kuitenkaan yritä uudelleenlähettää telex-puolella epäonnistunutta viestiä. TELETEX EMU/VMS:n YDV-puolen maksimiyritysaika on 60 sekuntia, uudelleenyrityksiä tehdään virheluokasta riippuen korkeintaan 2 kpl (siis yhteensä kolme yritystä esimerkiksi varattuun numeroon). Minuutin jonotusaika onkin teletex-liikenteessä aivan riittävä, kun ottaa huomioon että teletex-viestin keskimääräinen kestoaika on 20 sekuntia.

Lyhyestä jonotusajasta on myös se hyöty, että käyttäjä saa lähetyspyynnöstä palautetiedon nopeasti, ja että vaikkapa väärään numeroon tehtyä lähetyspyyntöä ei turhaan toisteta vaan informoidaan heti käyttäjää virheestä.

Teletex-puolen uudelleenlähetysalgoritmeista kauhistuttavin on erään laitevalmistajan musta laatikko - tyyppisen teletexlaitteen tapa uudelleenlähettää:

se lähettää vaikkapa omaan numeroonsa viestiä päiväkausia ja palauttaa lopulta käyttäjälle virhekoodin ’proseduurivirhe’, vaikka YDV-verkko aivan selkeästi antaa palvelukoodin Y43 /liite С/ eli 'Number busy'. Onkin todettava, että ainoastaan TELETEX EMU/VMS tyyppinen puhtaasti ohjelmallinen teletex-sovellus on liitettävissä älykkääseen uudelleenlähetysautomaattiin sen antamien selkeiden ja monipuolisten palautetietojen takia. Tarkastelemalla muiden sovelluksia huomaa myös nopeasti, että uudelleenlähettäjän täytyy todella olla älykäs, jotta siitä olisi todellista hyötyä.

4.1 Palautetiedot teletex puolella

Uudelleenlähetysalgorltmi pohjautuu täysin TELETEX EMU/VMS ohjelmiston antamiin palautetietoihin, jotka voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: YDV-verkon palveluviestit ja telex-verkon palveluviestit. Tästä eteenpäin selkeyden vuoksi YDV-verkon palveluviesteistä käytetään nimitystä palautetiedot teletex-puolella.

25

Teletex-puolen palautetiedot noudattavat kansallista YDV-määritystä ja ne voidaan karkeasti jakaa neljään ryhmään: palveluviestit, jotka ilmoittavat virheestä, josta ei voi toipua uudelleen yrittämällä, palauteviestit, jotka ilmoittavat pitkäaikaisesta estosta, palauteviestit, jotka ilmoittavat lyhytaikaisesta estosta sekä TELETEX EMU/VMS ohjelmiston omat palveluviestit. Täydellinen lista teletex-puolen palveluviesteistä on liitteessä C.

Esimerkkinä ensimmäisestä ryhmästä mainittakoon NOT OBTAINABLE, numeroa ei ole olemassa. Olemattomaan numeroon ei siis kannata uudelleenlähettää. Toisesta ryhmästä voidaan ottaa esimerkiksi DCE POWER OFF, päätelaitteessa ei ole virtaa.

Tämän virhetilan voi olettaa purkaantuvat ihmisen kytkettyä virran tai sähkökatkoksen jälkeen. Odotusaika on kuitenkin yleensä melko pitkä lähetysautomaatin kannalta katsottuna. Kolmanteen ryhmään kuuluu esimerkiksi NETWORK CONGESTION, verkossa ruuhkaa. Tämän palveluviestin jälkeen kannattaa heti yrittää uudelleen. Viimeiseen palveluviestiryhmään kuuluu esim. V-S, vastapuolen yhteysjaksokerros ei vastannut. Tämä palveluviesti kertoo kutsuun vastaajan olevan osittain epäkunnossa tai sekaisin, OSI-mallin mukaan siis ainakin vastapuolen neljä alinta kerrosta toimivat.

Teletex-puolen palveluviestejä ei voi kiinteästi jakaa mihinkään edellämainituista luokista, vaan raja on useiden tapausten kohdalla häilyvä. Esimerkiksi virheilmoitus NO CONNECTION voi ilmoittaa cf:n täyttymisestä, kovasta ruuhkasta YDV-verkossa tai verkon virhetilanteesta, esim. kutsu New Yorkiin ei onnistu kaapelin ollessa poikki. Tästä syystä palveluviestien luokkiin jako pitää parametroida ja selvittää kokeellisesti suositeltavat arvot. Jakoa kolmeen luokkaan voidaan kuitenkin pitää riittävänä älykkään toiminnan takaajana lähetysautomaatille.

4.2 Palautetiedot telex-puolella

Telex-puolen palveluviestit voidaan edellä mainitun periaatteen mukaan jakaa kolmeen luokkaan. Telex-puolen palauteviesteistä vain osa välittyy cf:n lävitse teletex-tilaajalle, osan cf käsittelee itsenäisesti.

Telex-verkon iän, laajuuden ja epähomogeenisuuden takia eivät sen antamat palveluviestit aina pidä paikkaansa. Tämän takia cf toimiikin siten, että saatuaan minkä tahansa virheestä ilmoittavan palveluviestin se yrittää uudelleen kunnes

26

saavutetaan maksimiyrityskertaraja. Esimerkiksi poissa päältä oleva telex-laite voi antaa ensimmäisellä kutsulla ne (ei yhteyttä), toisella der (epäkunnossa) ja kolmannella kumman tahansa näistä kahdesta. On myös maita, joista automaattivälitteinen telex-liikenne vielä puuttuu (kuten Vietnam) tai johon se ei juuri koskaan onnistu.

Cf:n toimintatavan takia teletex-tilaajalle näytetty palveluviesti on melko luotettava, ainakin sen tunnistaminen johonkin kolmesta virheluokasta on mahdollista. Yleisin peruuttamattomasta virheestä kertova palveluviesti on np, numeroa ei ole olemassa. Pitkäaikaista estoa indikoi esimerkiksi na, liikenne ei ole sallittu. Occ, kutsuttu liittymä varattu, kertoo lyhytaikaisesta estosta. Täydellinen lista telex-puolen palveluviesteistä on liitteessä C.

4.3 Virheluokat ja suositeltava vaste luokkakohtaisesti

Edellä selvitettiin palveluviestien jakoa kolmeen luokkaan lähetysautomaatin kannalta. Tässä luvussa määritetään suositeltava reagointitapa kuhunkin luokkaan.

4.3.1 Lyhytaikaista estoa indikoivat palveluviestit

Lyhytaikaisen eston kesto teletex-puolella tulisi olla luokkaa muutamia minuutteja tai sekunteja. Telex-puolella, jossa liikennöintinopeus on 1 / 50 teletexin vauhdista, eston kesto on luokkaa minuutteja tai korkeintaan kymmeniä minuutteja.

Ylivoimaisesti tavallisin lyhytaikainen esto syntyy numeron ollessa varattuna.

Onkin syytä keskittyä tarkastelemaan tämän virheen luonnetta ja optimoida koko virheluokan reagointitapa tämän virheen kannalta.

Teletex-puolella TELETEX EMU/VMS yrittää minuutin ajan yhteyttä varattuun numeroon ja luovuttaa sitten. Telex-puolella of yrittää timeout ajan verran (Suomessa 15 min). Ero on siis 15-kertainen. Tarkasteltaessa päivästatistiikkaa huomataan, että telex-puolella 17 % estoa syntyy numero varattu tilanteessa.

Teletex-puolella vastaava luku on noin 0.5 %. Verkkojen todellinen aikasuhde on siis suunnilleen 1/2. Ero on niin pieni, että kummankin verkon varattu - signaaliin voidaan huoletta reagoida samalla tavalla. /Liite А/

Teknillisen korkeakoulu Sähköteknillisen -tsss

käsikirjatko 27

Selvästi paras tapa reagoida lyhytaikaiseen estoon on yrittää heti uudelleen. Tällöin viestien lähetysjärjestys säilyy todennäköisesti samana kuin lähetyspyyntöjen tekojärjestys. Tämä on toivottavaa, jos lähettäjä on priorisoinut lähetyspyyntönsä niiden kiireellisyyden mukaan. Uudelleenlähetys lopetetaan maksimikertojen täyttyessä tai viestin mentyä läpi.

4.3.2 Pitkäaikaista estoa indikoivat palveluviestit

Tämän luokan palveluviesteihin reagointi on kaikkein vaikeinta, koska eston pitkäaikaisuutta on perin vaikea määrittää. Tämä johtuu lähinnä siitä, että valtaosa selvästi tähän luokkaan kuuluvista virheistä vaatii korjaantuakseen ihmisen apua, mikä ei ole standardien piiriin kuuluvaa.

Lähetysautomaatin kannaltahan oleellista on osata arvioida eston pituus minuutteina palveluviestin saapumisesta. Tämän perusteella voidaan ajatella asetettavan yläraja ajalle, jonka automaatti laskelmissaan ottaa huomioon, ja julistaa kaikki tätä rajaa pidemmät estot 'pitkiksi'. Näin ajattelemalla päädytään

lopulta rajaan, joka saadaan kertomalla cf:n timeout aika maksimiuudelleenlähetyskertojen määrällä. Suomen cf:ssä tämä aika on siis 15 minuuttia • N, missä N esittää maksimiuudelleenlähetyskertojen määrää.

Miten sitten pitäisi reagoida pitkäaikaiseen estoon ? Edellä esitetyn perusteella tuntuisi järkevältä yrittää lykätä ko. viestin uudelleenlähetystä tuonnemmaksi, koska välitön uudelleenlähetys todennäköisesti päätyy samaan palveluviestiin. Jotta lähetysautomaatin ei tarvitsisi olla joutilaana odottaessaan eston poistumista kutsutussa numerossa, voidaan lähetyspyyntö siirtää lähetysjonon loppuun ja lähettää ensin muita, paremmat mahdollisuudet omaavia viestejä. Tämä tietysti sillä varauksella että automaatilla on muuta lähetettävää.

Ratkaistuamme näin reagointiperiaatteen jää jäljelle vielä tapaus, jossa automaatilla ei ole muuta lähetettävää kuin pitkäaikaiseen estoon törmänneitä lähetyspyyntöjä. Pitäisikö tällaisessa tapauksessa olla joutilaana N minuuttia ja yrittää sitten taas yksi kerrallaan uudelleenlähetystä ? (Juuri näin reagoivat teletex-puolen virheilmoituksiin useiden valmistajien laitteet). Kieltämättä tällainen toiminta on lähetystapahtuman onnistumisen kannalta optimaalista, mutta päätin kuitenkin asettaa tärkeämmäksi käyttäjän informoimisen nopeasti tällaisessa tilanteessa. Niinpä automaatti ei koskaan ole tahallisesti joutilaana (toki odottaessaan kuittausta saapuvaksi se ei tee uusia lähetyspyyntöjä) vaan lähettää

28

uudelleen välittömästi (yrittäen tietenkin maksimoida viiveen siirtämällä lähetyspyynnön aina palauteviestin saatuaan lähetysjonon loppuun) kunnes maksimiyrityskerrat täyttyvät ja hylkää sitten lähetyspyynnön.

Tällaista toimintatapaa voi puolustaa sillä, että käyttäjälle jää yhä mahdollisuus vaikuttaa olennaisesti automaatin toimintaan asettamalla uudelleenlähetysparametri suureksi, esimerkiksi arvoon 20. Tällöin uudelleen- lähetysaika telex-verkossa on 20 x of timeout = 5 h ja teletex-verkossa 20 x 1 min = 20 minuuttia.

Jäljempänä on tarkemmin kuvattu, miten lähetyspyyntö voidaan siirtää jonossa viimeiseksi. Tähän vaikuttavat yllä mainittujen seikkojen lisäksi myös lähetyspyyntöjen prioriteetit.

4.3.3 Viasta ilmoittavat palveluviestit

Saataessa peruuttamattomasta virheestä kertova palveluviesti, tuli se sitten teletex- tai telex-verkosta, on suositeltavaa luovuttaa heti. Näin käyttäjää informoidaan mahdollisimman nopeasti sattuneesta virheestä ja tämä voi korjata lähetyspyyntöä haluamallaan tavalla (tarkistetaan numero, lähetetään johonkin toiseen ko. yrityksen telexiin tms.). Samalla vältytään pitämästä liittymäämme turhaan varattuna epäonnistumaan tuomituilla lähetyspyynnöillä.

4.4 Priorisointiperusteet uudelleen lähetettäessä

Yleensä ottaen lähetyspyyntöjen järjestely muuhun kuin käyttäjän määräämään järjestykseen on vaarallista; se voi johtaa sekaannuksiin tai kiireellisten viestien myöhästymiseen. Laajentamalla käsite käyttäjän määräämä järjestys sisältämään lähetyspyyntökohtaisen prioriteettikentän vaikutus voidaan varmistaa todella kiireellisten viestien perille meno helposti antamalla niille yhtä korkeampi prioriteetti kuin muille viesteille. Tällainen palvelu on suuren organisaation massiivisessa viestinnässä ilmeisen toivottava, eteenkin muistettaessa telex-verkon hitaus.

Luvussa 4.3.2 mainittiin lähetyspyynnön viivästäminen siirtämällä se prioriteettijonossa viimeiseksi. Tämä onkin ainoa perusteltu syy muuttaa viestin

29

prioriteettia, muiden palveluviestiluokkien kohdalla ei vastaavaa tarvetta selvästikään ole.

4.5 Parametrointitarpeet

Edellä tulikin jo esille välttämättä tarvittavia parametreja kuten palveluviestin jako luokkiin viestikohtaisesti sekä uudelleenlähetyskertojen määrä viestikohtaisesti. Nämä parametrit ovat luonteeltaan melko pysyviä, niitä tuskin tarvitsee vaihtaa ohjelman ollessa käynnissä.

Yleisiksi parametreiksi tarvitaan vielä uusien viestien hakuväli (pollausaika automaaatin ollessa käynnissä) ja edelliseen lukuun liittyvä maksimiriski, jolla vielä lähetetään. Hakuväliparametri vaikuttaa automaatin reagointinopeuteen uusia lähetyspyyntöjä saataessa, maksimiriskiä säätämällä voidaan kuittausten törmäystodennäköisyys (ja toisaalta joutilas odotusaika) asettaa halutuksi. Tällä parametrilla voidaan mukautuvan automaatin käyttäytymistä muuttaa yksittäisen viestin lähettävästä stop-and-wait protokollasta aina haulikkoalgoritmiin, joka lähettää kaikki viestit yhdessä ryöpyssä kuuntelematta ollenkaan välillä.

30

5. Jakauman tarkastelu

Tässä luvussa kehitetään tapa käsitellä viivejakaumaa tietokoneen kannalta mielekkäässä muodossa. Tekniikoina käytetään hahmontunnistusta sekä approksimointia.

5.1 Jakauman huippujen ilmaisu

Luvun 3. mukaisesti automaatti kerää historiatietoja telex-viivejakaumaan, jonka x-akselina on aika sekunneissa ja у-akselina tällä sekunnilla aiemmin saapuneet telex-kuittaukset (kappaletta). X-akselin ajoista on vähennetty telexin lähetykseen kuluva aika ja у-akselin kappalemäärät on skaalattu siten, että korkein huippu on nostettu 1 000 000 kphseen (tämä helpottaa huipun tärkeyden arviointia).

Voidaksemme välttää lähettämistä kuittauksen saapumisaikana oletetaan, että cf:n kuittauskäyttäytyminen on jollakin tapaa toistuvaa. Käyttäytymisen samankaltaisuus näkyy jakauman jyrkkyytenä; mitä säännöllisempi käyttäytyminen, sitä epäjatkuvampi jakauma. Jos cf-kanava on toteutettu erillislaitteella (kuten Siemensin mikrotietokoneeseen perustuva konversioyksikkö), sen vaste ajan kuluessa on erittäin homogeeninen ja jakaumasta tulee diskreetti, muutamia teräviä piikkejä sisältävä spektri.

Tästä tarkastelusta ilmenee ensimmäinen ohjelmointitehtävä: on osattava paikallistaa jakauman huiput, olivat ne sitten jyrkkiä piikkejä tai loivempia maksimeja. Kun huiput on saatu tunnistettua, on niiden muodosta vielä kyettävä sanomaan jotakin. Tähän palataan jäljempänä.

Pikaisen kirjallisuustutkimuksen perusteella setvisi, että jakauman huippujen ilmaisua tehtiin 60-luvulla ja 70-luvulla ainakin gammaspektroskopian ja röntgendiffraktometrian aloilla /3/ . Gammaspektrien piikkien ilmaisun tarve on pikku hiljaa hävinnyt uusien, yhä stabiilimpien tuikeanturien myötä; nykyään TIEDETÄÄN ennalta, missä piikit kullakin näyteaineella ovat. Sen sijaan yhdisteiden tunnistamisen yhteydessä piikkien ilmaisu on yhä tarpeellista. Tutkimustyön sivutuotteina on mm. TKK:n teknillisen fysiikan osastolla syntynyt SAMPO80 - ohjelmisto /3,5/ juuri gammaspektrin huippujen analysointia varten. Myös VTT:n reaktorilaboratoriossa on huippujen käsittelyä tutkittu mm. Tom Serenin

31

raportissa vuodelta 1982 /6, sivut 11 .. 12/. Nämä tutkimukset perustuvat osin Italialaisten M. Gianninin ja P.R. Olivan 1972 julkaisemaan CNEN-RT/F1 raporttiin ja osin aiempiin ohjelmistoihin, kuten UCLAn GAMANALiin ja SAMP078:aan. /3/

SAMPOSO-ohjelmiston matemaattisten ideoiden perusteella rakennettiin automaattiin helposti huiput etsivä rutiini. Etsiminen perustui jakauman tasatun toisen differenssin tarkasteluun ja sen minimien paikallistamiseen. Tasatulla toisella differenssillä ymmärretään tässä lausekkeen

SSj = ddj / Sdj

toteuttavaa funktiota. Edelleen k

dd¡ = X Cj ni+j (4)

j= -k ja

k 1/2

sdj = [ Xr ni+j J ⁽⁵⁾

j = -k

jossa kertoimet cj saadaan lausekkeesta

Cj =

jossa Э = FWHM / 2.355 eli puoliarvoleveys / vakio.

Lyhyesti sanottuna tasattu toinen differenssi löydetään jakamalla x-akselin pisteen i yleistetty toinen differenssi omalla standardideviaatiollaan. Näiden huippujen minimistä löytyy sitten aina huippu, ja lauseke ss¡ ilmaisee tämän huipun tärkeyden. Kertoimet cj määräävät huipun etsintäikkunan ja siten esim. sen, kuinka lähellä toisiaan olevat huiput sulautetaan yhteen.

Piikin tarkka paikka saadaan kalibroitua jollekin sekunnille s¡ lausekkeella

32

S¡ = X i • SS¡

(7)

kun summa otetaan niiden kanavien väliltä, jossa ss¡ < 0. Piikin paikka saadaan siis näiden kanavien ss¡:n painotetusta keskiarvosta.

Tämä menetelmä löytää varsin vaikeatkin piikit kohtuullisen hyvin (loivuutta voidaan säädellä FWHM:n arvoa muuttamalla) ja antaa myös mahdollisuuden suotaa aivan mitättömät piikit helposti pois asettamalla ss¡ :n negatiiviselle miniarvolle raja, jota pienemmät piikit hylätään. Käytännön toteutuksessa automaatille näytteet jaettiin sekunnin portaisiin x-akselilla jolloin kaikki piikkien tunnusluvut saatiin kokonaisluvuiksi ja laskenta nopeaksi. Tosin välivaiheissa ja kertoimia Cj laskettaessa on turvauduttava reaalilukuaritmetiikkaan.

Piikkien hakualgoritmi toimii hyvin myös kohtuullisen sileällä jakaumalla, ongelmaksi tuleekin tällöin lähinnä piikin muodon esittäminen riittävän tarkasti jotta kuittauksen saapumisajasta voitaisiin sanoa jotakin. Selväähän on, että jakauman tullessa riittävän sileäksi ei huippujen etsinnässä ja niiden välttämisessä lähetysaloina ole enää mieltä. Tällainen tilanne edellyttäisi käytännössä kuitenkin täysin satunnaisesti käyttäytyvän cf:n, jonka kuittausaikoja ei millään muullakaan tavalla voisi ennustaa.

5.2 Jakauman huippujen muodon määrittäminen

Edellä oleva tarkastelu asetti lähtökohdakseen oletuksen, että jakauma on luonteeltaan diskreetti. Haluttaessa hienosäätää diskreetin jakauman piikkien käsittelyä automaatissa tai haluttaessa yleistää automaattia myös kohtuullisen sileille jakaumille on välttämätöntä jossakin mielessä ilmaista myös jakauman muoto. Luvussa 3. pääteltiin jakauman olevan symmetrinen pyramidi tai symmetrinen eksponentiaalipiikki tarkastelemalla huippujen muotoon vaikuttavia tekijöitä. Jos jakauma kuitenkin vaikkapa paikallisen cf:n ominaispiirteiden takia on epäsymmetrinen ja oletuksista poikkeava, ei automaatin käyttäytymisen pitäisi tästä olennaisesti häiriintyä. Tarvitsemme ilmeisesti tarkemman tavan ilmaista muoto kuin piikin korkeus ja puoliarvoleveys.

SAMPOSO-ohjelmistossa piikkiin sovitetaan modifioitu gaussin käyrä ja piikin 33

helmoihin puolittaiset eksponentiaalihännät. Häntä liitetään sitten yhteen seuraavan piikin häntään asettamalla sopivan asteiset derivaatat samoiksi liitoskohdissa. Tällä menetelmällä koko spektri saadaan esitetyksi suljetussa muodossa intensiteettllaskuja ym. varten.

Automaatissa ei ole tarvetta esittää koko jakaumaa parametrifunktioilla suljetussa muodossa, meille riittää hyvin, jos piikin ala ja muoto voidaan esittää vaikkapa N:n asteen approksimaatiopolynomilla. /9: sivut 94 .. 100,10: sivut 60 .. 86/ Häntien liittämisen tilalla voitaisiin käyttää kohinan eliminointia, tulos viivejakauman kannalta on suunnilleen sama, mutta laskutyötä (ja ohjelmointityötä) säästetään.

Tarkkaan ajatellen huipun esittäminen polynomilla ei tuo paljoakaan lisäinformaatiota, mutta laskeminen on tällä tavoin helpompaa käsiteltäessä hyvin käyttäytyviä funktioita. Lisäksi huippujen häntien liittäminen toisiinsa on mahdollista, jos huippua esittää jokin parametrikäyrä. Kohinan eliminointi tapahtuu edellä kohdassa 5.1 kuvatulla tavalla hylkäämällä kynnysarvoa pienemmät piikit.

N:n asteen polynomin sovittamiseksi ohjelmoitiin pienimmän neliösumman menetelmän N:n asteen yleistys ja virhepolynomin laskenta. Sovittaminen aloitetaan käytännössä siitä x-akselin pisteestä, jossa ss¡ vaihtaa merkkiään ja jatketaan huipun yli seuraavaan ss¡:n nollaylitykseen. Näin saadaan piikin verhokäyrä, josta on helppo laskea esim. törmäystodennäköisyys integroimalla numeerisesti nykyhetken pisteestä huipun alkuun (tai loppuun, riippuen siitä kumpi on lähempänä) tai ottaa huomioon jakaumassa olevat pykälät ja epäsymmetrisyydet.

5.3 Automaatin käyttäytymisen sovittaminen jakaumaan

Käytännössä jakauman huippuja vältetään laskemalla lähimmän piikin keskikohdan läheisyys sekä puoliarvoleveydellä se, ollaanko jo pilkin sisällä. Lähetyshetkeä lykätään sitten aina minfree parametrin (kts. kpl. 8.4) verran ja lasketaan uudelleen. Näin päädytään busy waiting - algoritmiin, jonka kierrosaika on tosin minimissäänkin 5 sekuntia.

Piikkiä siis vältetään keskimäärin minfree / 2 sekunnin tarkkuudella. Tämä on telex-verkon numeronopeuden huomioon ottaen täysin riittävä resoluutio.

34

Uudelleen voi lähettää, kun ollaan parametroldun osan (maxrlsk) verran pilkin pintaintegraalin ulkopuolella, käytännössä siis lähetetään aina juuri kun piikki loppuu, ellei kyseessä ole erityisen leveä ja loiva huippu. Busy waiting antaa hyvän tuloksen siinä suhteessa, että kunkin odotusajan lopuksi tilanne lasketaan uudelleen, näinhän huomataan tällä välillä mahdollisesti kuitatut ja siten vaarattomiksi käyneet telexit.

35

6. Sovellusohjelman toimintaympäristö ja yleiskuvaus

Tässä luvussa keskitytään kuvaamaan automaattiohjelmiston toimintaympäristöä sekä itse ohjelmiston rakennetta.

6.1 Rajapintojen vaatimat VMS-palvelut

TELETEX EMU/VMS ohjelmisto informoi automaatille toiminnastaan EVENT FLAG ja MAILBOX palveluita käyttäen. EVENT FLAG palvelun lipuista käytetään kolmea, yhtä kertomaan automaatille että AP-prosessilla on uusi kuittaustieto, yhtä kertomaan AP:n olevan lähettämässä tai vastaanottamassa ja yhtä kertomaan AP:n olevan joutilaana. Varsinainen tiedonsiirto näiden prosessien välillä tapahtuu sitten MA/LSOX-palvelulla, jota käytetään tietueiden siirtoon AP:lta automaatille ja päinvastoin.

Voidakseen kirjoittaa AP:n MAILBOXIIN uuden lähetyspyynnön automaatin on tiedettävä ko. MAILBOXin nimi tai laitenumero (DEVICE NUMBER). AP kertoo kuuntelemansa MAILBOXin loogisen nimen systeemin loogisessa taulussa (AP:lia on siis VMS-privileegio SYSNAM). Näin menettelemällä voidaan käytännössä pitää samassa solmussa käynnissä useita teletex-ohjelmistoja, joista käyttäjä (tässä tapauksessa automaatti) voi valita haluamansa osoittamalla sitä VMSMAILBOXIn loogisella nimellä (muotoa ttxmboxl, ttxmbox2 jne). /7, sivut QI026 .. QI028/

Tiedonsiirto AP:lta automaatille on hoidettu toisin, automaatti kertoo lähetyspyynnössään oman kuuntelumailboxinsa LAITENUMERON, johon AP sitten lähettää kuittausviestin. Näin vältytään antamasta teletex-automaatin käyttäjätilille lisäoikeuksla. Samalla varmistetaan, ettei kukaan muu kuin AP pääse kirjoittamaan kuittauksia automaatille. Automaatti ei siis tarvitse VMS:ltä mitään erikoisoikeuksia toimiakseen.

6.2 Hajautusmahdollisuudet DECNET verkossa lyhyesti

Lähdettäessä suunnittelemaan ohjelmiston toteutusta mietittiin pitkään, mitkä moduulit pitää voida siirtää toiseen solmuun niiden toiminnan muuttumatta.

Lopulta päädyttiin pitämään automaatti ja AP samassa solmussa (jopa samassa GROUPissa) järjestelyn ilmeisten etujen takia; Reagointinopeus laskisi liiaksi jos

36

automaatti ei näkisi AP:n tilavaihteluja suoraan. Lisäksi nykyinen VMS ei tue MA/LSOX-palvelun hajautusta edes CLUSTER issa saati sitten paljaassa DEC/VET-verkossa.

Automaatin käyttäjien ei sen sijaan tarvitse olla samassa solmussa kuin TELETEX EMU, vaan lähetyspyynnöt välitetään DECNETin ylitse. Samoin automaatti kuittaa käyttäjien lähetyspyynnöt DECNETin kautta. Tähän päästään käyttämällä tiedostonsiirtoa ja VMSMAIL tai MESSAGE ROUTER palveluita eri postijärjestelmien tukemiseksi. ITI

6.3 Käyttäjäliitännät

Lähetyspyyntöjen tekemistä ja automaatin hallintaa varten tarvitaan erilliset käyttäjäliitännät. Hallintakäyttäjällä on suuri vastuu, voihan hallintatoiminteilla peruuttaa tai muuttaa muiden tekemiä yrityksestä ulos lähteviä viestejä tai estää koko viestinnän. Peruskäyttäjäliitynnällä ei sen sijaan voi muuta kuin tehdä lähetyspyyntöjä paikkoihin, joihin omaa lähetysoikeuden. Automaatti tarkistaa lähetysoikeuden käyttöoikeuslistasta, jossa voidaan myös määrätä ulkomaanesto.

Käyttäjäliitännät ovat erillisiä prosesseja, jotka voivat sijaita eri solmuissa kuin lähetysautomaatti. Sovellusohjelman kanssa keskustellaan DECNETin ja eri postisovellusten kautta. Hallintakäyttäjäliitäntä kommunikoi automaatin kanssa lisäksi Ш/LfîOX-palvelun avulla.

6.3.1 Lähetysliitäntä

Lähetyspyyntöjä voidaan tehdä PERSONAL MESSAGING/EMU tai ALL-IN-1/EMU ohjelmilla. PERSONAL MESSAGING/EMU on peruskäyttäjäliitäntä jota voi käyttää joko pelkän TELETEX EMUn tai automaatin käyttäjäliitäntänä. Lähettäjä voi määrätä viestin kiireellisyyden ja ryhmittää halutessaan joukon viestejä kuitattavaksi kerralla (kiertosanoma). Käyttäjäliitäntä on valikkopohjainen vähintään VT100-päätteillä toimiva muistissa jaettu ohjelma. ALL-IN-1/EMU on Digitalin omaan toimistoautomaatiojärjestelmään liitetty teletexin käyttäjäliitäntä, jonka toiminnot muistuttavat ALL-IN-1 sisäisen postin toiminteita. Järjestelmän käyttäjä voi antaa viestinsä kohteiksi sisäisiä ja ulkoisia osoitteita niin monta kuin haluaa, jolloin lähetettäessä ulkoisiin osoitteisiin tarkoitetut viestit siirtyvät automaatille. Viestin perillemenosta tulee automaatilta kuittaus ALL-IN-1 postiin.

37