Ztráta paketu a proč nezáleží na průměru
„Ztrátovost pod jedno procento“ zní jako záruka. Není. Pro regulační smyčku není podstatné, kolik paketů se ztratí, ale kolik jich zmizí za sebou — protože jeden chybějící vzorek je nepříjemnost a pět chybějících za sebou je stojící stroj.
Dva modely, a skutečnost není ani jeden
Nezávislé ztráty (Bernoulli). Každý rámec se ztratí s pravděpodobností p, nezávisle na ostatních. Pak je k ztrát za sebou přesně p^k, což je pro malá p číslo velmi malé. Je to čistý model a v hale platí zřídka.
Shluky (Gilbert–Elliott). Kanál má dobrý a špatný stav a mezi nimi přechází. Ve špatném stavu se ztrácí skoro všechno, a stav chvíli trvá — takže ztráty přicházejí pohromadě. Rušení, odraz při otočení robota, člověk mezi anténami: všechny reálné příčiny ztrát jsou shlukové, protože všechny mají nějakou dobu trvání.
Rozdíl, který je celý ten problém
Vezměme pět procent ztrátovosti a smyčku, které vadí tři výpadky za sebou:
| model | P(3 za sebou) | jak často při 100 Hz |
|---|---|---|
| nezávislé | 0,0125 % | jednou za 80 sekund |
| shluky (délka ~3) | ~2 % | dvakrát za sekundu |
Táž ztrátovost, o dva řády jiná četnost zastavení. Proto se měřítko „procento ztracených rámců“ k návrhu bezdrátové smyčky nehodí — měřit se má rozdělení délky výpadku.
Co s tím
- Posílat častěji, než je potřeba. Když smyčka potřebuje 50 Hz a posílá se 100 Hz, každý druhý rámec smí zmizet. Je to nejlevnější obrana a stojí jen vysílací čas.
- Neposílat rozdíly. Zpráva, která nese celý stav, se dá zahodit bez následků. Zpráva, která nese změnu proti minulé, po ztrátě rozhodí všechno, co přijde po ní.
- Dvě antény, dvě cesty. Shluk je jev prostorový — druhá anténa o pár centimetrů vedle bývá v tu chvíli v pořádku. Tomu se říká diversita a je to jediná obrana, která zkracuje samotné shluky.
Pravidlo, které se vyplatí: nikdy neposílej po bezdrátu inkrementální povel („o pět stupňů dál“). Vždycky absolutní stav („do polohy 137°“). Po ztrátě inkrementu je stroj natrvalo posunutý a nikdo se to nedozví; po ztrátě absolutní hodnoty se nestane nic, další zpráva to srovná.