Устройство для коммутации информационных каналов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.07.81(21) 3314880/18-24 t$1) M.Nn.з с присоединением заявки Hо
С 08 С 15/06
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 0703,83. Бюллетень М9
Дата опубликования описания 07.03.83 (72) Автор изобретения
В.И. Финаев
Таганрогский радиотехнический институт им. В .Д . Калмыков а (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ
Изобретение относится к технике связи, а именно к задаче построения узлов коммутации каналов на сетях гЖредачи дискретной информации в АСУ предприятий, а также к задаче построения кодоимпульсных систем уплотнения сетей связи.
Известно устройство для управления коммутацией сообщений по нескольким каналам передачи, содержащее информационные блоки, выходы которых соединены соответственно с входами блока коммутации и элемента ИЛИ, блок управления, элементы И, первые выходы которых соединены с первыми выходами блока управления, а вторые с выходами блока коммутации, а выходы соединены с входами элементов памяти, одни выходы которых соединены с каналами передач сообщений, а другие — с входами блока селекции управляющих воздействий, выходы которого соединены с входами блока управления, с другими входами которого соединен выход элемента ИЛИ Г1) иГ21.
Недостаток известного устройства состоит в том, что при передаче сообщений вследствие наличия элементов памяти предполагается обязательная задержка сообщений, при передаче сообщений на сети связи возможен проход одного и того же Сообщения через один и тот же узел коммутации дважды и более. Все это увеличивает время доставки сообщений.
Наиболее близким по технической сущности является устройство коммутации информационных каналов, содержащее передающие блоки, элементы памяти, элементы ИЛИ и И, блок управления, коммутатор, блок селекции управляющих воздействий, блок входных воздействий и источники инфор15 мации, выходы которых соединены с входами коммутатора и через элемент
ИЛИ с первым входом блока входных воздействий, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выходы — с первыми входами блока управления, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И, вторые входы которых соединены с выходами блока коммутации, а выходы соединены с входами элементов памяти, первые выходы которых соединены с передаю.— щими блоками, а вторые выходы — с входами блока селекции управляющих
30 воздействий, выходы которого соеди1003123 иены с вторыми входами блока управ,ления (37.
Недостатком известного устройства является увеличение времени доставки сообщений, связанное с задержкой сообщений в элементах памяти, 5 а также с вероятностью образования петель в маршруте сообщений, т.е. прохождение одного и того же узла коммутации повторно. Действительно, при применении метода управления,реали-10 зов анного в известном устройстве, сообщения перед передачей передающими бло-, ками скапливаются в элементах памяти, а реализация управления передачей сообщения без предварительной )5 коммутации каналов связи по маршруту на сети повлечет возможность прохождения одного и того же сообщения через один и тот же узел коммутации на сети связи один, два и более раз.
Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для коммутации информационных каналов, содержащее передающие блоки, выходы которых соединены с выходными шинами, блок управления, первые выходы которого соединены с первыми входами коммутатора, вторые входы которого соединены 30 с выходами соответствующих . источников -информации, элементы И и первый элемент ИЛИ, дополнительно ввены второй элемент ИЛИ, блок формирования рельефа, блок памяти, блоки 35 разрешения передачи, блок формирования кодов структуры, блоки контроля, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего передающего блока, второй вход соединен с выходными шинами, выходы с соответствующими первыми входами блока управления и входами блока формирования кодов структуры, первый
ВыхОд KGTopol Î СОединен с перВыми 45 входами блоков разрешения передачи, второй выход — с вторыми входами блока разрешения передачи, выходы источников информации подключены к первым входам соответствующих элементов И и через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, блок формирования рельефа и блок памяти подключены к вторым входам блока управления, первые и вторые выходы коммутатора подключены соответственно к блокировочным входам источников информации и к вто ым входам элементов И, входы которых через второй элемент ИЛИ соединен с третьим входом блока управления, третьи выходы 60 коммутатора подключены к третьим входам блоков разрешения передачи, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего передающего блока. 65
Кроме того, блок разрешения передачи выполнен на детекторе наличия информации, триггере, элементах И, элементах ИЛИ, дешифраторе я регистре сдвига, причем выход детектора наличия информации подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выходы триггера под- ключены к первым входам второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй Вход которого подключен к первому выходу регистра сдвига, вторые выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами де шифратора, выход которого подключен к вторым входам триггера и регистра сдвига, первый вход блока разрешения передачи соединен с вторыми входами первого и второго элементов
И, второй вход блока разрешения подключен к третьему входу элемента
ИЛИ, третий вход блока разрешения передачи соединен с входом детектора наличия информации и с вторыми входами второго и третьего элементов
И, выход элемента ИЛИ подключен к выходу блока разрешения передачи.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для коммутации информационных каналов; на фиг. 2 функциональная схема коммутатора, на фиг. 3 — функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — функциональная схема блока памяти; на фиг. 5 - 8 — функциональная схема блока формирования рельефа, на фиг.9 функциональная схема блока формирования кодов структуры; на фиг. 10 функциональная схема узла выбора блока управления; на фиг. 11 — функциональная схема дешифраторов узла выбора блока управления; на фиг. 12 функциональная схема блока сравнения узла выбора блока управления; на фиг. 13 — временные диаграммы, отображающие прохождение сообщения . через основные блоки устройства коммутации каналов по методу рельефов; на фиг. 14 — функциональная схема узла сравнения блока формирования рельефов; на фиг. 15 — функциональная схема узла выбора блока формирования рельефов.
Структурная схема устройства для коммутации информационных каналов (фиг. 1) включает источники
1 информации, коммутатор 2, элементы ИЛИ 3„ и 32, элементы И 4 1 — 4„, блоки 5 — 5,„ разрешения передачи, блок 6 управления, блок 7 памяти, блок 8 формирования рельефов, детекторы 9> — 9„„ наличия информации, элементы И 101 — 10п,, 11„- 11,„, триггеры 12 „ — 12„„ дешифраторы 13„13п„регистры 14 1 — 14,„сдвига, элементы ИЛИ 15 q — 15,„, передающие бло1003123 ки 161 — 16„„ блок 17 формирования кодов структуры, элементы И 18>
18„,, выходные шины 191 — 19,, блоки
20 — 20„„ контроля.
Функциональная схема коммутатора
2 (фиг. 2) содержит первые входы
21 1 — 21д, регистры 22 — 22 сдвига, первйе и вторые дешифраторы
23 „— .23„и 24 1 — 24„, вторые входы
25 „ — 25„, первые и вторые элементы И 26 1 — 2бщ и 27„ - 27„, третий 10 вход 28, первые и вторые выходы 29„
29 и 30 — 30д, первые и вторые элементы ИЛИ 311 — 31п, 32 q — 32„, третьи элементы И 331 — 33;, триггеры 341 — 34, третьи и четвертые вы- 15 ходы 35 < — 35,р, 361 — 36,„, третьи элементы ИЛИ 371 — 37п.
Функциональная схема блока 6 управления (фиг. 3) содержит первый вход 38, регистр 39 сдвига, дешифра- 70 тор 40 адреса назначения сообщения, первые элементы И 411 — 41, вторые входы 421 — 42щ, первые и вторые элементы ИЛЙ 431 — 43щ и 44 1 — 44П, вторые и четвертые входы 45„ — 45п, 25 и 461 — 46,„, узел 47 выбора, первые выходы 481 — 48п блока б управления, второй элемент H 49, второй выход
50 блока 6 управления, регистры 511
51щ, входы 52 1 — 52, . 30
Функциональная схема блока формирования рельефа (фиг. 5 — 8) содержит вход 53, первый регистр 54, первый и второй дешифраторы 55 и 56, первый и второй элементы И 57 и 58, 35 элемент ИЛИ 59, первый и второй триггеры 60 и 61, третий элемент И 62, генератор 63 тактовой частоты, двоичный счетчик 64, третий дешифратор
65, четвертый, пятый и шестой эле- 40 менты И бб — 68, третьи триггеры
6912 - 69, единичные выходы третьих триггеров 701 — 70М, седьмой элемент И 71, выход 72 четвертого элемента.И 66, установочные входы 731 - 45
73ю и 74 1 — 74 g вторых и третьих регистров, 75 „ — 75ю — выходы вторых регистров, первые входы узлов 76 1
76< выбора, второй выход 77 третьего д ифратора 65. выход 78 1 - 78иуз 50 лов выбора, первые входы 791 — 79м и 80 — 80 восьмых и девятых элемен1 тов И, узлы 811 — 81ц сравнений, третий выход 82 третьего дешифратора
65, выходы 831 — 83м узлов сравнения, десятый элемент И 84, четвертый выход 85 третьего дешифратора 65, выход 86 десятого элемента 84, элемент НЕ 87, выходы 881 — BSN восьмых элементов И, сумматоры 89., —. 89> параллельных кодов, установочные 60 шины 901 — 90м сумматоров, выходы
91 — 91 сумматоров, выходы 92 —
92м блока формирования рельефа.
Функциональная схема блока формирования кодов структуры (фиг. 9) 65 включает входы 93 1 — 93,„, элементы
НЕ 94., — 94„„ первые триггеры 95„95„„, первый элемент ИЛИ 96, второй выход 97 блока формирования кодов, вторые триггеры 981 — 98„„, первые элементы И 99 - 99, вторые элементы И 100 — 100щ, генератор 101
1 тактовой частоты, первый и вторые распределители 1024 — 102щ и .103
103,, первый выход 104 блока 17, второй и третьи элементы ИЛИ 105, 1061 и 1062, третьи элементы И 1071
107, первйе и вторые регистры 108„
108 и 1091 — 109 „%
Функциональная схема узла.47 вы5ора содержит (фиг.. 10) входы 110 q
110, элементы HE 111, дешиф-, раторы 112(— 112к, блоки 113„
113 1сравнения, элементы И 114 —
114, одновибраторы 115„ — 115 выгп ходы 116 1 — 11бщ.
Функциональная схема дешифраторов
1121 — 112к фиг. 11 содержит первые и вторые входы 1171 — 117,„и 118 1
118»„ первые и вторые элементы
И 1191 — 119к и 120; — 120к, элементы ИЛИ 1211 — 121, выходы 1221
122к.
Функциональная схема каждого блока 113; сравнения (фиг. 12) содержит первые и вторые элементы
И 1231 — 123 пи 124 - 124щ, вторые входы 1 251 — 1 2 5 „первые элементы
HE 126„- 126, третьи элементы .
И 1271 — 127„„ вторые элементы НЕ 1281128, четвертые элементы И 1291- 129„„
tn третьи элементы НЕ 130 1 — 130«,„ пятые элементы И 131 1 — 131„„, первые элементы ИЛИ 1321 — 132щ, выходы
133 1 — 133п„ вторые элементы ИЛИ 134.134,.
На временной диаграмме (фиг. 13) сигнал Й -й позиции обозначен как
1 выход N, x — код отказа канала связи; y — - код восстановления отказавшего ранее канала связи.
Функциональная схема узла 81 сравнения в блоке формирования рельефов (фиг. 14 ) содержит первые и вторые входы 135„ - 135(,и 1361 — 136К, элементы И 137 1 — 137К, элементы И 138.
Функциональная : схема узла 76 выбора блока 8 формирования рельефов содержит первый вход 139 1 — 139„„, элемент НЕ 140, дешифраторы 141 1—
141, блоки 142 1 — 142 1сравнения, элементы И 143, элементы ИЛИ 144 1
144 g.
Устройство коммутации информационных каналов работает следующим образом.
Сообщения поступают в устройства коммутации каналов от источников
11 — 1 информации, допустим из пап мяти источника аппаратуры передачи данных, входящей в состав источников
1003123
11 - 1 информации н имеют следующук структуру:
НЗ вЂ” ПП вЂ” С — AH — М вЂ” КА — AHC
Д — HT - Т вЂ” КТ вЂ” КП, где H3 — код начала заголовка, ПП вЂ” код признака приоритета;
С — код степени важности и характера сообщения;
AH - код адреса назначения сообщения, KA — код конца адреса, 10
АНС - код адреса начальной станции (отправитель );
Д — код времени отправления и конечного времени доставки, НТ вЂ” код начала текста; 15
Т вЂ” информационное слово сообщения, КТ - код конца текста, т.е. сообщение представляет собой кодовое слово, состоящее из кодов служебной информации, кодов адресной части, в которой фиксированы адреса пунктов возникновения и назначения сообщения, а также информационной части, несущей информацию от источника 25 абонента получателю абонента сети коммутации каналов.
Сообщения от источников 1 1 — 1п информации поступают на первые входы 211 — 21„, коммутатор 2 и через 30 открытые первые элементы И 41 - 4, второй элемент ИЛИ 32 на первый вход 38 блока 6 управления и через первый элемент ИЛИ 3„ на вход 53 блока 8 формирования рельефов параллельно во времени. В связи с тем, что данное сообщение не имеет никакой сигнальной информации для блока
8 формирования рельефов, то это сообщение проходит через первый регистр40
54,первый 55 и второй 56 дешифраторы не срабатывают и блок формирования рельефов в работу не включается.
Рассмотрим прохождение сообщения на пРимеРе вРеменных диаграмм 45 (фиг. 13), допустим от источника 1. информации. Тогда сообщение поступает на первый вход 211 коммутатора 2 и далее в регистр 221. На признак
AH срабатывает первйй дешифратор
231 и íà его выходе появляется потенциал, который подают на вторые входы соответствующих первых элементов И 26 — 26п, и на первый вход второго элемента Й 27 . Одновремен- . но с данным процессом коммутатора
2 в блоке 6 управления (фиг. 3) сообщение от первого входа 38 поступает в регистр 39, последовательно во времени заполняя его ячейки, а на код адреса назначения сра- 60 батывает дешифратор 40, при этом однозначно на одном из его выходов появляется потенциал, причем потенциал появляется на i --oM выходе, соответствующем i -му устройству коммута-65 ции каналов на сети связи, которому адресовано данное сообщение. Потенциал с i--ro выхода дешифратора 40 подают на первые входы первых элементов 41. —. 41 „. При этом, коды рельефа, хранящегося в блоке 7 памяти (фиг. 4 ), в регистрах 511
51П1 с выходов блока 7 памяти йоступают от третьих входов 421 — 42 и через открытые первые элементы И 411
41 на первые входы первых элементов ИЛИ 411 — 43
Коды рельефа, хранящегося в регистрах 511 — 51„, представляют собой минимально возможные длины путей к i ìó устройству коммутации на сети связи, если устанавливать связь через соответствующие выходные шины 19 „ — 19 рассматриваемого уст- ройства коммутации каналов.
По вторЫм входам 45 1 — 45 „, блока 6 поступают от третьих выходов
35 1 — 35щ коммутатора 2 сигналы, несущие информацию о занятости передачей сообщения передающих блоков
16 — 16п,.
Если передающий блок 16. занят
1 передачей сообщения, то на выходе
35 будет единица, которая будет noj дана на второй вход 45 блока 6 управления, а затем через соответству- ющий второй элемент ИЛИ 441 будет подана на второй вход первйх элементов ИЛИ 43, т.е. независимо от кода, хранящегося в регистре 51, на выходах первых элементов ИЛИ 43 noj явятся единичные потенциалы, что соответствует максимальному числу длины пути по направлению 19 " и блок 6 управления это направленйе для коммутации не выберет.
По четвертым входам 45 < — 45,п от блоков 20„ - 20, контроля поступают сигналы, несущие информацию: неисправности каналов связи по выходным шинам 19 — 19щ передающих блоков
16 — 16„„. При этом, если канал связи и передающий блок 16 исправен, то на выходе блока 20 контроля будет нулевой потенциал, а если либо канал связи, либо передающий блок
16 будут неисправны, то на выходе блока 20р контроля будет единица, которая будет подана на четвертый вход 46р блока 6 управления и данный потенциал через второй элемент 44 будет подан на второй вход первых элементов ИЛИ 43, что также сделает невозможным выбор блоком 6 управления для коммутации выходную шину 19у устройства коммутации каналов по методу рельефов.
Рассмотрим процесс выбора направления коммутации узлом 47 выбора.
На входы 110 „ — - 110„ будут поданы
m кодов, хранящихся в регистрах
51 — 51,д, причем код регистра 51>.
f 003123
9 4 5 6 1
Входы будет подан на входы 1101 — 110„ узла 47 выбора. Узел выбора должен выбрать минимальный иэ этих кодов, что будет соответствовать выбору направления передачи по шине 19 с минимальной длиной пути до устройства 5 коммутации назначения сообщения на сети связи. Причем направления передач, которые неисправны либо заняты передачей, выбраны не будут, так как на входы 110 . — 110 и 1101о — 110 10 будут поданы кодовые коглбинацни из одних только единиц, а зто будут числа максимальные по величине.
Происходит выбор оптимального по длине (минимального иэ допустигых, т.е. исправных н незанятых) пути по исходяцим направлениям выходных шин 19 1 — 19 узлом 47 выбора следующим образом.
Алгоритм работы узла 47 выбора состоит в анализе параллельных (одноименных ) разрядов гп кодовых комбинаций с выявлением больших по величине кодов в параллельных разрядах, начиная со старших (по входам
1101 — 110щ вплоть до младших (по. входам 110. — 110,„). Причем анализ параллельнйх разрядов кодовых комбинаций на входах 110 производится как дешифраторами 1121 — 112, так и блоками 1131 — 113к 1сравнения, но выявление кодовых комбинаций, меньших по величине, чем наибольшие, производится первым дешифратором 1121 и блоками 113„ — 113„ „сравнения, причем последйий блок 113К 1 сравнения выявляет номер i (i = Г,т минимальной кодовой комбинации (одной или нескольких)поданных по входам
110-г — 110щ. Если выявлено два и более равных минимальных кодов, то 40 выбирается с помощью элементов
И 114 — 114, направление передач, соответствующее коду с минимальным индексом (= 1,т }.
П р и м.е р . Выбраны коды по входам 110> - 110К и по входам 1101
110К, потейциал будет на выходе элеа а2 а3 а4 à5 а6
110 1 0 1 1 0 1 0 1
110 0 0 1 1 0 0 1 1
1103 0 0 0 1 1 0 1 1 мента И 1142, так как единичный потенциал на его выходе закрывает остальные элементы И 114З вЂ” 114 „ а на первом выходе 1131 блока 113 „ сравнения потенциала нет.
Оущность алгоритма работы дешифраторов 1121 — 112 и блоков 113г
113к-i сравнения состоит в следующем.
В начале рассмотрим параллельные старшие раэрядй а „ — а по входам
1101, 110 2, 110э, ..., "110„ Г Очевидйо, здесь возможны следующие события. Символы всех разрядов а
tel 1 а1 равны нулю, символы всех разрядов а . - a "равны единице либо имеются
1 символы, равные нулю и единице. В первых двух случаях на выходах 1221
122г„ дешифратора 1121 должны быть едийичные потенциалы, а в третьем случае единичные потенциалы должны быть на тех выходах 122 „- 122, которые соответствуют по верхнему индексу входам 110„, в старших разрядах которых имеются нулевые значения разрядов кодов.
Таким образом, первый дешифратор
1121 выделяет номера входов 110„, в которых хранятся меньшие кодовые комбинации . Однако дешифраторы 1122—
112 подобную функцию уже нв выполняют. Далее блоки 113 1 — 113 1сравнения выделяют входы 110, по которым записаны минимальные кодовые комбинации.
Работу блоков 1131- 13„ „сравнения проследим для прймера восьми кодов на выходах 110 согласно логических функций, значения которых сведены в таблицу, причем значение F) находится на пересечении i-го столбца и ) -ой строки соответствующего раздела таблицы.
Иэ таблицы видно, что Р и F равны единице,-т.е. единичйые потенциалы будут на выходах 113 4 и 133 блока 113 сравнения и минймальные кодовые комбинации будут на выходах
1164 - 116к и на входах 110-г - 110
Назначение одновибраторов 115 „ — 115„ состоит в следующем.
0 1 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 1 0 0 0 0
1 1 0 1 1 1 1 0 0
1003123
Продолжение таблицы
Входы а1 а2 a3 а a5 а 1 t2 f f+ f f6 Г„ F2 ГЗ "+
1 0 1 1 1 1 1
1 0 0 1 O O 0 1 1 1 1
1106 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0
110„0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1
1108 1 0 1 1 О 0 0 1 0 1 1 1 0 0 О 0 0
На входах каждого одновибратора
115 стоит интегрирующая цепь и в 3ТоМ 2 случае одновибраторы 115 не срабатывают на потенциалы, появляющиеся во время переходных процессов, а срабатывают на установившийся сигнал.
Так будет осуществлен выбор для пе- ЗО редачи поступившего сообщения от источника 1 информации и по направ1 лению передач на выходной шине 192.
Потенциал с выхода 48 2 блока 6 управления поступает на вход 252 ком- 35 мутатора 2. При этом, учитывая, что в коммутаторе 2 при приходе сообщения по входу 21 сработал дешифратор ,.231 и на входе 252 есть потенциал, то сигнал с выхода первого элемента 4О
И 262, связанного с дешифратором 23, установит триггер 34 g в единичное состояние и тем самым будет установлено соединение для передачи сообщения от источника 1 информации на . 45 первый вход 21 коммутатора 2, от входа 21., через регистр 22 через открытый третий элемент И 33, элемент ИЛИ 372 на четвертый выход
362 коммутатора .2. Затем сообщение от выхода 362 коммутатора 2 поступает через открытый третий элемент
И 11, третий элемент ИЛИ 152 на вход передающего блока 162, от которого передается к соседнему устройству коммутациям каналов на сети связи по выходной шине 192. Сигнал с единичного выхода триггера 342 устанавливает потенциал на выходе 352 второго элемента ИЛИ 322, причем данный потенциал поступает на второй 60 вход 452 блока 6 управления 6, тем самым упреждается блок 6 управления о занятости передачей передающего блока 16 и выбор направления передач по шине 192 для последующих пос- 65 тупающих сообщений невозможен на время передачи данного сообщения от источника 1„ информации.
Если все направления передач 19—
19 заняты либо неисправны, то на выходах 116 — 116„„ узла 47 выбора не будет потенциала и сработает второй элемент И 49, на втором выходе 50 блока 6 управления будет потенциал, который будет подан на третий вход 28 коммутатора 2 и тогда сработает второй элемент И 27, если было сообщение от источника 1„ информации, а на втором выходе 29., коммутатора 2 будет потенциал, который будет подан на запрещающий вход источника 1„информации, тем самым будет сформулирован отказ источника 1> информации.
Кроме того, при появлении сигнала на единичном выходе. триггера 342 появляется потенциал на выходе первого элемента ИЛИ 31 и с первого выхода
29 коммутатора 2 будет закрыт первый элемент И 4 и тем самым будет прекращен доступ через второй элемент
ИЛИ в блок 6 управления сообщения от первого источника 1 информации.
Допустим, как это показано на временных диаграммах фиг. 13, произо.шел отказ передающего блока 16 или канала связи по выходной шине 19, то на выходе блока 20 контроля появится потенциал, который будет подан, во-первых, на четвертый вход 46 блока 6 управления и тем самым будет исключено из выбора для передач направление по выходной шине 19, а во-вторых, будет подан на вход 93 блока 17 формирования кодов структурыю который передает код изменения структуры сети, вследствие выхода иэ строя направления передач по шине
14
13
1003123
19„, всем соседним устройствам коммутации каналов на сети через элементы ИЛИ 152 — 15п,, через передающие блоки 16 2 — 16„, по выходным шинам
192 — 19, причем, если даже передавалась информация источников 1„
1д, то эта передача будет прервана, а будет во время перерыва передана информация блока 17 формирования кодов структуры. Осуществляется это следующим образом.
На вход 93„ блока 17 подан сигнал от блока 201контроля. Этот потенциал от входа 93 1 перебрасывает первый триггер 951. Причем исходное состояние первых 95 1 — 95„, и вторых
98 1 — 98„, триггеров нулевое. Потенциал с единичного выхода триггера 95„ разрешает прохождение импульсов генератора 101 тактовой частоты через элемент И 9 9 на распределитель 1021 20 сигналов. Потенциалы с выходов расп-. ределителя 102 последовательно во времени поступают на элементы И 107 и тогда код отказа направления передач по шине 191, хранящийся в ре- 25 гистре 1081, с вйхода элемента
ИЛИ 106 и через элемент ИЛИ 105 будет подан на первый выход 104 блока 17 формирования кодов структуры. кроме того, импульс от входа 931 30 проходит через элемент ИЛИ 96 на второй выход 97 блока 17 . Импульс от второго выхода 97 блока 17 поступает на первые входы элементов
И 18 — 18„„, которые срабатывают в 35 том случае, если есть сигнал на выходе связанных с ними детекторов
91 — 9„, наличия информации. Если в это время идет передача сообщения источника 1 1 информации через пере 40 дающий блок 16 2, то на выходе детектора 92 наличия информации будет потенциал и триггер 122 от импульса с выхода элемента И 182 перебросится в единичное состояние и тем самым 45 сообщение с выхода 362 коммутатора
2 пойдет через элемент И 10 в регистр 14 2, в котором будет задержано на время передачи кода отказа X с первого выхода 104 блока 17 формирования кодов через элемент ИЛИ
152 .
Причем, после передачи кода отказа х с второго выхода регистра 142 сразу же поступят задержанные в регистре 14 2 символы кодов сообщения 55 ! источника 1 „ информации. На код конец текста сообщения источника 1 1 информации сработает дешифратор 24 коммутатора 2 и тем самым триггер 342 будет переброшен в нулевое состояние,60 т.е. не будет потенциалов на выходах
30 и 352 коммутатора 2, и сработает дешифратор 132, т.е. триггер 122 будет переброшен в нулевое состояние, и при передаче очередного сообщения 65 по направлению передач шины 192 сообщение с выхода 36 коммутатора 2 будет передаваться через элемент и 112.
Если произойдет восстановление передающего блока 16„ либо канала связи по направлению передач 19„ (фиг. 13), то сигнал на выходе блока
201контроля .исчезнет и тогда будет сигнал на выходе элемента НЕ 941 блока 17 формирования кодов структуpbI
Триггер 98„ перебросится в единичное состояние и разрешит прохождение импульсов от генератора 101 через элемент И 100„ на вход распределителя
1031сигналов. B этом случае код восстановления, хранящийся в распределителе 1031 будет передан через элемент ИЛИ 106, элемент ИЛИ 105, первый выход 104 блока 17, элементы ИЛИ 15 1 - 15,„ соседним устройствам коммутации! каналов на сети связи. Импульсом с последнего входа распределителя 1031 триггер 981 установлен в исходное нулевое состояние.
Рассмотрим работу блока 8 формирования рельефа. Алгоритм формиро-. вания рельефа состоит в следующем.
Пусть задана, например, структура сети в виде матрицы смежности
УК1 УК2 УКЗ УК4 УКЬ
УК1
УК4
0 1 0 0
УК2 1
0 1 1
И УКЗ 0 1 0
0 1 1 0
1 0 1 1
УК5 где УК вЂ” узел коммутации или устройство коммутации каналов по методу рельефов. Под понятием ветвь будем понимать наличие связи между двумя устройствами коммутации. Тогда известно, что к методам, использующим для определения кратчайших путей на сети связи нумерации ветвей относится метод рельефов. Причем
N-рельефом называется набор весов всех ветвей, определенных для фиксированного устройства коммутации N, Рельефы сети записываются в специальные таблицы рельефов, которые хранятся в предлагаемом устройстве в блоке 7 памяти. Процесс формировайия таблиц состоит в следующем.
Исходная матрица смежности заносится при настройке в триггеры 69
69 блока 8, т.е. если есть связь между 9„1 и ъ„, то триггер устанавливается настройщиком системой в единичное состояние, если нет связи, то три и гер будет в нулевом состоянии. Таким об ..
16
1003123 эом,подле процесса настройки всякий триггер 69 будет в единичном состоя3 нии, если есть канал связи между ук; иу„, а.если нет прямого канала между vK; и у,, то триггер 69;
Й будет в нулевом состоянии.Если среди. 5 поступающей информации по входу 53 будет сообщено х иилли и у у, то они, проходя через регистр 54, вызовут срабатывание первого 55 и второго 56 дешифраторов. 10
Причем, если поступит код отказа
Х, то сигнал будет на первом выходе дешифратора 55, если поступит код ,восстановления у, то сигнал будет на выходе дешифратора 55. Причем 15 отметим, что структура слов х и у следующая.. Вначале идет код признака отказа или восста новления, этот код дешифрируется первым дешифратором 55, а затем идет 20 код адреса места изменения структуры сети, т.е. отказа или восстановления связи между ч, и у, причем данный код дешифрируется д4аифратором 56, т.е.число выходов дешифратора 5б„равно 25 числу триггеров 69 12 — 6 9 .
Таким образ Ом, если нарушена связь между vK> и vK<, то триггер 69. с приходом кода х будет переброшен в нулевое состояние, а если нарушенная связь будет восстановлена, то триггер 69 1> с приходом кода у будет переброшен в единичное состояние.
Причем с приходом каждого из кодов х или у на выходе первого элемента З5
ИЛИ 59 будет потенциал, который перебросит первый триггер 60 и второй триггер 61 в единичное состояние, и . тем самым блок 8 формирования рельефов будет включен в работу. 40
Для каждого устройства коммутации сети составляется исходная таблица рельефов R . Причем для первого устРойства коммутации у K èñõîäíàÿ 45 таблица R составляется в регистрах
7321 - 73 „, для второго чк — в регистрах 73„„ - 731, а для 1 -ro устройства коммутации каналов у„;исходная таблица R составляется в регистрах 731 - 73 Ч . При этом число столбцов таблицы число триггеров
73 „ - 73 )определяется числом конечных устройств коммутации в путях передачи информации, в нашем случае оно равно N - числу у„ в сети связи.
Число строк таблицы рельефов R равно числу ветвей (направлений передач
191 — 19п,), исходящих из устройства коммутации у ° . Причем в рассматриК1 заемом нами случае число строк пос- 60 тоянно для всех R и равно N-1. Это .1 связано с тем, что само себе устройство коммутации информацию адресовать не должно. Столбцам присваиваются номера узлов, а строкам Я номера конечных узлов ветвей, соответствующим этим строкам.
В исходных таблицах рельефов
R все элементы (числа, записанные в регистрах 73), кроме элементов i-го столбца, T.е. чисел, записанных в регистрах 731 — 73, принимаются равными сколь угодно большими, а элементы 3 -го столбца принимаются равными нулю. Для этого после срабатывания триггеров 60 и 61 первым импульсом с.выхода генератора 63 через элемент И 62, счетчик
64, дешифратор 65 установится в пер вое состояние, т.е. будет потенци.ал на его первом выходе, который пройдет через открытый элемент И 66 на установочные входы 72 регистров
731 и 73 и запишет в одних единицы, а в других одни нули в соответствии с описанным выше правилом и кроме того-запишет по установочным входам 72 нули и единицы в регистры
741 — 74, причем в регистры 741, 742, 74, ..., 74м будут записаны нулевые комбинации, а в остальные регистры — единичные комбинации.
Эти регистры предназначены для хранения минимальных строк.
Проследим процесс формирования минимальных строк в блоке 8 формирования рельефа.
ПО ВТОРОму импульсу генератора
63 тактовой частоты, который через открытый элемент И 62 поступает в счетчик 64, а дешифратор 65 дешифрирует состояние счетчика и на вто- ром выходе 77 дешифратора 65 появится потенциал, который будет подан на вторые входы 77 узлов 76.1 - 76м выбора, и тем самым на выходах 78
78> узлов выбора будут сформированы минимальные строки L„- 4м, причем мидималвйая строка 4„будет сформиро вана на выходах 78„- 78муэлов 76„- 7бц выбора. Отметим, что дешифратор 141 —
141 и блоки 1421 — 142 1сравнения узлов 76 выбора работают точно так же, как и у дешифратора 1121 - 112 и блока 113 „ - 113„дравнения узла
47 выбора. Затем по третьему импульсу генератора 63, который поступает через элемент И 62 в счетчик 64, а дешифратор, дешифрируя его состояние, имеет на своем третьем выходе 82 импульс, который поступает на третий вход узлов 811 — 81 сравнения, которые сравнивают элементы минимальных строк, хранят;,чхся в узлах 76 выбора с содержимым регистров 74 1 — 74, причем на первые входы 135 — 135K узла 81 сравнения поступает код элемента минимальной строки L,. хранящийся в узле 76 выбора, а на вторые входы 1361 — 136„ поступает код регистра 74.
Если все элементы узла 76 выбора и регистра 74 совпадают, то на выхо
18
17
1003123 дах логических элементок И 137
137> будут единицы и на выходе элемента И 138 будет также единица. В противном случае на выходе элемента
И 138 будет нуль. Выходы 83 — 83 всех узлов 81 сравнения подаются на вход элемента И 84. Четвертый импульс с выхода генератора 63 через элемент И 62, счетчик 64 вызнвает появление импульса на выходе 85 дешифратора 65. Данный импульс подается на второй вход 85 элемента И 84, а если на его входах 83„- 83н все единицы, то и на его выходе будет единица, а в противном случае на выход 86 элемента И 84 будет нулевой 15 потенциал. Т.е. если все элементы минимальных строк узлов 76 выбора равны кодам регистров 74, то на выходе элемента И 84 будет единица.
Иначе на выходе элемента И 84 будет 2О ,нуль.
Если на выходе 86 нулевой потен циал, то срабатывает элемент И 68 и триггер 61 переходит в нулевое состояние. Это вызывает закрытие эле- 25 мента И 66, на его выходе 72 в дальнейшем не будет потенциала, т.е. не будет происходить установка регистров
73 и 74 в начальное состояние, так как при повторении циклов формирования минимальных строк импульс с первого выхода дешифратора 65 на выход
72 не проходит. Кроме этого, при нулевом потенциале на выходе элемента
И 84 будет единица. На выходе элемента НЕ 87 и по появлению данного потенциала элементы минимальных строк, хранящиеся в узлах 76 выбора, будут через элементы И 79 записаны в регистры 74 и, кроме этого, элементы минимальных строк узлов 76 выбора через элементы И 79 будут поданы на первые входы сумматоров 89.
По установочным входам 80 в сумматоре 89 записана инФормация о на- 45 личин связи между устройством коммутации i и устройкоммутации j . Если есть связь, то заносится код единицы, нет связи - заносится код нуля.
В сумматорах 89 элементы минималь- о ных строк изменяются и по входам 90 через элементы И 71 заносятся в регистры 73. Причем, если нет связи между устройствами коммутации 1 и ходе и в соответствующие регистры 73;> не будут внесены изменения, в них останется большое число т.е. Фактически они выключены из формирования минимальных строк ° Затем повторяется цикл появления потенциалов на . выходах дешифратора 65 и происходит формирование новых минимальных строк и сравнение их с предыдущими, которые хранятся в регистрах 74. Когда ,элементы всех минимальных строк сов- 65 падают с элементами кодов регистро .
74, т.е. минимальные строки, полученные на предыдущем шаге, не отличаются от настоящих, то на всех выходах 83 — 83 узлов 81 сравнения будут потенциалы, и потенциал будет на выходе 86 элемента И 34. По данному потенциалу триггер 60 будет переведен в нулевое состояние и импульсы генератора 63 не будут проходить через элемент И 62, тем самым прекратится процесс формирования минимальных строк.
Кроме этого, импульс с выхода элемента И 84 открывает элементы
И 801 — 80 и элементы минимальных строк, полученные для рассматриваемого i -го устройства коммутации каналов, будут перенесены в регистры 51 1 — 51щ. Причем, отметим, что если у данного i -го устройства коммутации нет, скажем прямого канала связи по выходным шинам 19 с некоторым К-ым устройством коммутации, то в регистрах 51 „ - 51 „„, соответствующих этому найравлению записаны все единицы. Следовательно, это направление для передач блок 6 управления никогда не выберет.
Таким образом, блок б управления по информации, хранящейся в регистре 51, выбирает направление йередач с минимально возможным временем доставки сообщений исключая занятые и отказавшие направ,ления передач).
Действительно, это так, так. как .полученные блоком 8 формирования рельефов минимальные строки представляют эту информацию, называемую еще в технике связи дистанционными таблицами ..
Технико-э ономическая эффективностьь предлаг аемог о устройств а коммутации каналов по методу рельефов заключается в следующем.
В элементах памяти известного устройства среднее время задержки сообщений возможно оценить величиной ы„, а вероятность образования
"петли" на сети, т.е. прохождения сообщением одного и того же устройства коммутации два и более раз, оценивается величиной Р1. Вызванная образованием петли дополнительная задержка оценивается величиной
Р Т, где Т - среднее время доставки сообщения по маршрутам.
Если среднее время задержки сообщения в предлагаемом устройстве в связи с занятостью всех каналов обозначим величиной ь2, то эффектив— ность предлагаемого устройства по
:отношению к известному возможно опе° нить формулой
1003123
Если учесть, что при передаче элементов матриц рельефов в известных устройствах затрачивается время то для передачи информации об от; казавших каналах в известном устройстве будет затрачено время t2, 5 причем 2 « „, и эффективность предлагаемого устройства в данном плане определится
Эд = 100 /о 2 I0
Формула изобретения
1. Устройство для коммутации информационных каналов, содержащее передающие блоки, выходы которых соединены с выходными шинами, блок управления, первые выходы которого соединены с первыми входоми коммутатора, вторые входы которого соединены с выходами соответствующих источников информации, элементы И и первый элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены второй элемент
ИЛИ, блок формирования рельефа, блок памяти, блоки разрешения передачи, блок формирования кодов структуры, блоки контроля, первый вход каждого
:;из которых соединен с выходом соответствующего передающего блока, вто, рой вход соединен с выходными шинами, выходы соединены с соответствующими первыми входами блока управления -и входами блока формирования кодов структуры, первый выход которого соединен с первыми входами блоков разрешения передачи, .второй выход — с вторыми входами 40 блока разрешения передачи, выходы источников информации подключены к первым входам соответствующих элементов И и через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, блок 45 формирования рельефа и блок памяти подключены к вторым входам блока управления, первые и вторые выходы коммутатора подключены соответственно к блокировочным входам источников информации и к вторым входам элементов И, выходы которых через второй элемент ИЛИ соединены с третьим входом блока управления, третьи выходы коммутатора подключены к третьим входам блоков разрешения пе— редачи, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего передающего блока.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок раз— решения передачи выполнен на детекторе наличия информации, триггере, элементах И, элементах ИЛИ, дешифраторе и регистре сдвига, причем выход детектора наличия информации подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с первым входом триггера, выходы триггера подключены к первым входам второго и третьего элементов И, вы-! ход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к первому выходу регистра сдвига, вторые выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами дешифратора, выход которого подключен к вторым входам триггера и регистра сдвига, первый вход блока разрешения передачи соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, второй вход. блока разрешения подключен к третьему входу элемента ИЛИ, третий вход блока разрешения передачи соединен с входом детектора наличия информации и с-вторыми входами второго и третьего элементов И, выход элемента ИЛИ подключен к выходу бло— ка разрешения передачи.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 595704, кл. 4 08 С 15/06, 1978.
2. Лазарев В.Г. и Саввин Г.Г.
Сети связи, управление и коммутация.
М., "Связь", 1973, с. 88-90.
3. Авторское свидетельство СССР
9 708387, кл. G 08 С 15/06, 1977 (прототип) .
1003123
ЯЬа f
1003123
1003123
1003123
1003123
1003123 и0 31..3 р, Ф»
Г- ю
Ж
Ж
У
Мв
Р
Ы, Ф Ю» ц..м,-.„
47ш 7
1003123
1003123
1003123
10631 23
1003123
Я
8ф
1003123
ЯЭ 1Ц Щ 7И
1РБр 7Ж Ж 7Л; баев Ф
1003123
Составитель Е. Бакеев
Редактор A . Мотыль Техред Л, Пекарь Корректор М. Шароши
Заказ 1567/34 Тираж 63.6 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r . .Ужгород, ул . Проектная, 4
