Устройство автовыбора пакета сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в локальных и информационновычислительных сетях. Цель изобретения . уменьшение времени автовыбора пакета и повышение эффективности использования линий связи независимо от их длины. Устройство автовыбора пакетов сигналов содержит блоки 1 интерфейсов абонентов, линии 10 и 11 связи и блок 12 коммутации пакета. Блок 1 содержит генератор 2 импульсов , параллельно-последовательный преобразователь 3, элемент ИЛИ 4, передатчик 5, последовательно-параллельный преобразователь 6, приемник 7 и формирователь 8 импульсов. Обслуживание пакетов в блоке 12 в случае их одновременного поступления или наличия очереди пакетов к блоку 12 осуществляется согласно приоритетам . Абоненты при возникновении конфликта прекращают передачу информации и начинают передачу вспомогательных сигналов до освобождения среды передачи данных . 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 06 F 15/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4483939/24 (22) 16.09,88 (46) 23.12,91. Бюл. ¹ 47 (71) Институт электроники и вычислительной техники АН ЛатвССР (72) .В.Я.Загурский (53) 621,325 (088.8) (56) Патент ЕРА ¹ 0110390, кл. Н 04! 11/16, 1984.

А.Abbanese — Star network with collision — avoidance cercuits, — The Bell system

technical Journal, 1983, ч. 62, ¹ 3, р. 631—

638. (54) УСТРОЙСТВО АВТОВЫБОРА ПАКЕТА СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в локальных и информационновычислительных сетях, Цель изобретения—

„, SU ÄÄ 1700563 А1 уменьшение времени автовыбора пакета и повышение эффективности использования линий связи независимо от их длины. Устройство автовыбора пакетов сигналов содержит блоки 1 интерфейсов абонентов, линии 10 и 11 связи и блок 12 коммутации пакета, Блок 1 содержит генератор 2 импульсов, параллельно-последовательный преобразователь 3, элемент ИЛИ 4, передатчик 5. последовательно-параллельный преобразователь 6, приемник 7 и формирователь 8 импульсов, Обслуживание пакетов в блоке 12 в случае их одновременного поступления или наличия очереди пакетов к блоку 12 осуществляется согласно приоритетам. Абоненты при возникновении конфликта прекращают передачу информации и начинают передачу вспомогательных сигналов до освобождения среды передачи данных. 3 ил.

1700563

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в локальных сетях передачи данных и информационно-вычислительных сетях с случайным доступом абонентов в активную широковещательную среду передачи данных.

Целью изобретения является уменьшение времени автовыбора пакета и повышение эффективности использования линий связи независимо от их длин.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — пространственно-временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3 — пример применения устройства для четырех абонентов, Устройство автовыбора пакета сигналов содержит k блоков 1 интерфейсов абонентов, состоящих из генератора 2 импульсов, параллельно-последовательного преобразователя 3, элемента ИЛИ 4, передатчика 5, последовательно-параллельного преобразователя б, приемника 7, формирователя 8 импульса и элемента И 9, линий 10 и 11 связи, и блок 12 коммутации пакетов, Алгоритм работы устройства заключается в следующем.

Абоненты А, 8, G, D расположены соответственно на разных расстояниях LA, бв, с, LD в пространстве по отношению к центральному узлу F с портами Ед, Ец, Ес и Еп пакетов сигналов (фиг, 3), Число портов Е выбирается равным числу абонентов.

Каждый из абонентов А, В, С, 0 может одновременно передавать и принимать пакеты сигналов из активной широковещательной среды передачи (на фиг, 3 показана пунктиром).

Согласно фиг, 2 показан принцип реализации способа в координатах пространства L— - для пространственного расположения абонентов А, В, С, D на соответствующих расстояниях LA, LB, Lc, Ео от узла F u времени t — для временного развития процессов при реализации способа показан на фиг, 2, Расстояния LA, La, Lc, Lp прямо пропорционально связям с временем распространения пакета сигналов от соответствующих абонентов А, В, С. D до узла F; время распространения пакета P сигналов от абонента, например А, до узла F двойное; пакет

P состоит иэ информационных сигналов M и вспомогательных сигналов N, например, сигналов синхронизации.

На диаграмме фиг. 2 основные действия абонентов иллюстрируются при начале передачи пакетов сигналов абонентами А, С, D, в соответствующие моменты времени т1, tz, ts, t>2 (фиг. 2); абонент В пассивен, состояния сформированных сигналов приоритета в узле F портов приема ЕА, Ев, Ес, ED (фиг.

3) показаны в виде числовой таблицы состояний портов, каждая цифра которой отража5 ет номер приоритета порта: 1 — первый, 2— второй и т.д, Числовые таблицы даны для каждой фазы автовыбора пакета сигналсв, начинающейся в моменты времени тз, г7, t lo, 11з, t1s, на каждой таблице в кружке показан

10 абонент, пакет которого автоматически выбран в данной фазе: для тз — абонент А, для

n — абонент С и т,д. Предполагается, что выбор пакета сигналов в центральном узле

F происходит мгновенно, нормированная

15 скорость распространения пакета сигналов

hL ht всреде -/ — = 2,длительностьпередачи

t пакета Р больше 2 гмакс, где тмакс — максимальное время распространения пакета

20 сигналов от абонента до узла F (для абонентов А и D выбрано 2tMswc), обнаружение абонентом чужой передачи в соответствующие моменты времени: т4, цг, ти — для абонента

С; а, tg — для абонента D; tg, t>> — для або25 нента А или освобождения среды S (отсутствие других сигналов) после истечения, например, для абонента А в момент tg или для абонента D.в момент t>>, происходит мгновенно. Задание (формирование) сигна30 лов приоритета портов в узле F в моменты

u, tv, t1o, т1з, t>s также рассматривается мгновенным (фиг. 2), Распространение пакетов Р сигналов в среде характеризуется пространственно35 временным следом, который отображается тонкими линиями на фиг, 3, проходящими в координатах L, t B соответствии с нормированной скоростью распространения

40 — = 2, В случае успешного выбора

Ь ht пакета сигналов в узле F след проходит через линию Г, например, след пакета сигналов абонента А в момент з, Если пакет не выбран, то след только доходит до линии

45 узла F, например, след абонента 0 в момент т1, Для простоты находят следы только начала и окончания пакетов Р, однако очевидно, что каждый сигнал пакета P распространяется аналогичным образом в среде и

50 ему соответствует след в пространстве координат L,t.

Абоненты А и О одновременно в момент

t>, а абонент С в момент tz начинают передавать пакет сигналов, состоящий из вспо55 могательных N и информационных М сигналов на центральный узел F выбора пакетов сигналов. Абоненты А, С и О проверяют наличие сигналов в среде,,При приеме пакетов в центральном узле F производят

1700563 выбор (селекцию) пакетов сигналов Р, поступивших на узел F от абонентов А и 0 первыми, по сравнению с пакетом абонента

С, что очевидно из сопоставления следов начала пакетов Р сигналов абонентов А, D u

С. Поскольку пакет сигналов абонентов А и

D поступили одновременно на линии F, следы А и D совпали в момент ta, то в узле F производится их выбор (селекция) в соответствии с заданными (сформированными) до приема сигналами приоритета для портов ЕА=1, ED=4. В результате этого в узле F в момент tg производится выбор пакета сигналов от абонента А, поскольку для порта Ед был сформулирован первый (более ранний по очередности) приоритет по отношению к минимальному приоритету порта Ер (четвертому по очередности из четырех абонентов), Выбранный вузле F пакетсигналовабонента А передается всем другим абонентам, кроме передавшего пакет сигналов абонента А. Все передавшие пакеты сигналов абоненты А, С и D проверяют наличие пакетов сигналов от других абонентов в широковещательной среде S (фиг. 1), в результате чего абоненты С и D обнаруживают пакет сигналов абонента А в моменты времени t4 и t5 (фиг. 2), соответственно, прекращают передавать информационные М сигналы и передают вспомогательные N сигналы, При этом с момента ta выбора пакета сигналов абонента А в узле F пакеты сигналов всех других абонентов С и D не проходят через узел F и только действуют на входах портов Ес и Ер, что характеризуется соответствующими следами пакетов P (фиг.

2).

Абонент А не обнаруживает пакетов сигналов в течение передачи. собственного пакета сигналов (длительностью большего

2 7 в момент t5 пунктир возможных следов сигналов абонента D) и успешно заканчивает передачу.

B момент tg абонент А начинает передавать новый пакет сигналов, и в момент t7 в узле F производится задание (формирование) сигнала минимального приоритета для порта Ео=4. Задание (формирование) производится до приема информационных M сигналов пакетов P других абонентов С и О в момент окончания действия сигналов передаваемого абонентам пакета в узле F.

В момент t7 происходит пересечение следа окончания пакета P переданного абонентом А с линией Е(фиг. 2).

Поскольку на входах портов Ес и Ео узла F с моментов t1 и t2 (фиг. 2) продолжали действовать вспомогательные сигналы N от абонентов С и О, то в момент р производится их селекция по отношению к пакету сигналов абонента А, поступившему в узел F позже. что характеризуется следом пакета абонента А на фиг. 2, В соответствии с при5 оритетом порта Ec=2, сформированным в момент у по отношению к минимальному приоритету EA-4, в узле F выбирается пакет сигналов абонента С, а не абонента D, сигналы которого поступали на порт Ер=3. т.е, 10 порт с меньшим приоритетом.

Выбор пакета абонента С происходит в результате совокупности операций над сиг.налами пакета в узле F и абонента С. Поскольку в соответствии со способом с

15 момента с4 абонент С передавал только вспомогательные сигналы N. то в узле F в момент тт эти сигналы будут выбраны и начнут передаваться всем абонентам кроМе С, который в момент тв обнаружит освобожде20 ние среды S (отсутствие чужих сигналов) и с этого момента произведет повторную по отношению к моменту t2 передачу пакета сигналов P в виде вспомогательных N сигналов и информационных M сигналов. При этом вид25 но, что конкретная реализация передачи пакета

P заключается фактически в продолжении передачи вспомогательных сигналов N до момента tg и передачи информационных сигналов M с момента tg. Абоненты А и D в

30 момент tg обнаруживают пакет сигналов абонента С в среде S.

Абонент А прекратит передачу информационных M и начнет передачу вспомогательных Nсигналов,,а абонент 0 продолжит

35 передачу вспомогательных N сигналов.

Аналогично указанному в моменты t1p, t12, 115 будет произведен выбор пакетов сигналов от абонента D(En=1), абоненты

А(ЕА=1) и С(Ес=2), Таким образом, будет на40 чат автоматический выбор пакета сигналов в порту приема с наибольшим сигналом приоритета, установленным в соответствии с сигналами приоритета для всех портов по отношению к заданному (сформированно45 му) сигналу минимального приоритета для порта ранее выбранного пакета сигналов абонента А.

Начало передачи абонентами пакетов сигналов может производиться в любые слу50 чайные моменты времени t1, t2, 15, t12, при этом полностью исключается возможность конфликтов, поскольку всегда выбирается один из пакетов сигналов, Время автовыбора пакета сигналов не превышает величину

55 2 Туев (передача абонентом А в момент t1) в случаях, когда до момента передачи пакета сигналов от абонента, например, от А, передачи других абонентов отсутствовали (малый трафик), В случаях высокого трафика, 1700563

10 когда передают все или почти все абоненты, время выбора пакета в худшем случае не превышает суммы времен передачи пакетов сигналов всех передающих абонентов плюс удвоенное время распространения (2 tM>«) пакета сигналов от самого удаленного абонента, например А, до узла F (фиг. 2), При этом гарантируется максимальное время автоматического выбора пакета сигналов для каждого абонента, Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии на информационном входе преобразователя 3 и на выходе преобразователя 6 сигналы отсутствуют.

Стробирование импульсами с генератора 2 преобразователя 3 кодов не приводит к появлению на его выходе сигналов, поскольку на его входе нулевой код. На выходах передатчика 5 и приемника 7 сигналы также отсутствуют, в результате на выходе формирователя 8 сигнал логического "О", В исходном состоянии в линиях 10 и 11 связи передача пакетов сигналов отсутствует, При наличии пакета P сигналов (фиг. 2) каждый абонент подает на информационный вход параллельно-последовательного преобразователя слово параллельного кода из пакета(моменты t>, t2 абонентов А, D и С) и выставляет сигнал запроса передачи в виде логической "1" по третьему входу элемента И 9, Период подачи слов на информационный вход преобразователя 3 должен быть меньшим или равным времени преобразования, с тем чтобы преобразование слов параллельного кода в последовательный происходило непрерывно, Стробимпульсы с выхода генератора 2 стробируют преобразователь 3, и, в случае сигнала логического "О" на его входе блокировки.с выхода формирователя 8, последовательный код с выхода преобразователя 3 поступает через элемент ИЛИ 4 и передатчик 5 в линию 10 связи с информационным входом блока 12 коммутации пакета.

В момент тз (фиг, 2) с линии 10 связи интерфейса 1 абонентов А и 0 на информационные входы блока 12 поступают через время распространения t3 — t1 пакеты сигналов.

Поскольку при этом в блоке 12 коммутации пакетов сигналов были сформированы сигналы приоритета информационных входов в соответствии с заданной таблицей для портов ЕА, Ец, Ес, Ер (фиг, 2), то в нем коммутируется пакет сигналов, поступивший через блок 1 и линию 10 от абонента 1 по информационному входу, соответствующему порту Е " с приоритетом Еп=1. Комму20

55 тация пакета сигналов от интерфейса 1 абонента А производится на все выходы блока

12 кроме выхода, который посредством линии 11 связи соединен с блоком 1 абонента

А, В результате через все остальные линии

11 связи скоммутированный пакет сигналов передается на блоки 1 всех других абонентов.

Поскольку в линии 11 блока 1 абонента

А в течение всей длительности передачи пакета сигналов t7 — t> распространения сигналов по линиям 10 и 11 связи другие сигналы отсутствуют, то на выходе приемника 7 и формирователя 8 — сигнал логического "0", сигнализирующий абоненту А с выхода блока 1 (выход формирователя 8) об успешной передаче пакета сигналов, автоматически выбранного для широковещания, В моменты ts и t4 через время распространения t4 — тз для блока 1 абонента С и t5—

ta — для интерфейса 1 абонента D соответственно по линии 11 связи приемник 7 каждого из блоков 1 интерфейсов начнет принимать пакет сигналов, переданный с соответствующих выходов блока 12. Пакет сигналов поступит с выхода приемника 7 на последовательно-параллельный преобразователь 6 и формирователь 8 импульса, На выходе преобразователя 6 формируется параллельный код, который с информационного выхода блока 1 поступает к абоненту, Формирователь 8 запускается от первого сигнала пакета, поступившего с выхода приемника 7 и формирует импульс, длительность которого больше длительности пакета на выходе приемника 7, Импульс с выхода формирователя 8 поступает на выход блока

1, сигнализируя абонентам В, С и D о наличии посторонних сигналов в линии 11 связи во время передачи или пакетов сигналов через блок 1 интерфейса по линии 10 связи, и блокирует работу параллельно-последовательного преобоазователя 3 по входу блокировки.

Сигнал с выхода формирователя 8 подается также на вход элемента И 9 и разрешает вместе с сигналом запроса передачи от абонентов 0 и С на другом входе элемента

И 9 передачу тактовых сигналов генератора

2 через элемент ИЛИ 4 и передатчик 5 в линию 10, Таким образом, при обнаружении в линии 11 других сигналов абоненты С и D прекращают передачу информационных M сигналов в моменты t4 и t5 (фиг. 2) и начинают передачу вспомогательных N сигналов пакета в виде тактовых сигналов генератора

2, Коммутация в блоке 12 сигналов пакета, передаваемого по линии 10 связи с блока 1 интерфейса абонента А, прекращается в мо1700563. 10 мент 17 (фиг. 2) окончания пакета Р, причем в этот момент в блоке 12 формируется сигнал минимального приоритета для селекции соответствующего информационного входа

ЕА блока 12 и по отношению к нему форми- 5 руются сигналы остальных информационных входов (фиг. 2). После этого вновь производится коммутация вспомогательных сигналов Nпакета,,поступающих по линии 10 связи от блока 1 интерфейса 10, абонента С, в соответствии с селекцирующим сигналом наибольшего приоритета для управления информационным входом Ec=2, сформированным в блоке 12. Более высокий приоритет входа Ев=1 не принимается во 15 внимание, так как абонент В пассивен, т,е. через соответствующий блок 1 по линии 10 связи на информационный вход Ев блока 12 пакет сигналов не поступает, хотя скоммутированный в блоке 12 пакет сигналов с 20 входа Ес будет передан по всем другим линиям 11 связи и будет приниматься приемником 7 блока 1 абонента В.

В момент 1в приемник 7 блока 1 интерфейса абонента С прекращает принимать 25 сигналы, приходящие по линии 11 связи от блока 12, формирователь 8 с некоторой задержкой прекращает формировать импульс блокировки параллельно-последовательного преобразователя 3, Отсутствие этого им- 30 пульса на управляющем выходе блока 1 интерфейса абонента С сигнализирует о воэможности повторной передачи пакета сигналов через блок 1 интерфейса абонента

С. Задержку прекращения формирования 35 импульса формирователем 8 выбирают большей времени переходящих процессов в блоке 12 коммутации при формировании сигналов приоритетов и коммутации вспомогательных сигналов пакета.сигналов, 40

В момент t9 приемник 7 блоков 1 интерфейсов абонентов А и 0 продолжает принимать сигналы абонента С, с учетом времени распространения tg — тт по линии 11 связи с выхода блока 12. Импульс с выхода форми- 45 рователя 8 продолжает блокировать преобразователь 3 и, поступая на управляющий выход блока 1 интерфейса абонентов А и 0, сигнализирует о необходимости прекратить

50 передачу информационных сигналов M абонентом А и передавать вспомогательные сигналы N, а абоненту 0 — продолжать передачу вспомогательных сигналов N.

Работа устройства в моменты 110, тiз, 115 аналогична вышерассмотренному.

Формула изобретения

Устройство автовыбора пакетов сигналов, содержащее блок коммутации пакета и

k блоков интерфейсов абонентов, каждый из которых содержит передатчик и приемник сигналов, выход а-го передатчика сигналов .соединен с а-м информационным входом блока коммутации пакета,. а-й информационный выход которого соединен с информационным входом а-го приемника сигналов, где а = 1,...,k, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени автовыбора пакета и повышения эффективности использования линий связи независимо от их длин, в каждый блок интерфейса абонента введены параллельно-последовательный и последовательно-параллельный преобразователи, формирователь импульса, генератор импульсов и элемен гы И и ИЛИ, выход приемника сигналов соединен с входом формирователя импульсов и информационным входом последовательно-параллельного преобразователя, выход которого является информационным выходом блока интерфейса абонента, информационный вход которого соединен с информационным входом параллельно-последовательного преобразователя, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом передатчика сигналов, выход элемента

И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И и входом тактирования параллельно-последовательного преобразователя, выход формирователя импульса соединен с вторым входом элемента

И, входом блокировки параллельно-последовательного преобразователя и выходом готовности информации блока интерфейса абонента, вход разрешения передачи информации которого соединен с третьим входом элемента И, 1700563 М с и и ь

ll (I и ц % +v ь

4. л

LJ (0

cv rr) Ч

11 ц

4Р 4p K

\ /

1700563

Составитель В,Городин

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор О.Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4468 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5