Устройство для оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании сложных двухполюсных кабельных сетей св;дзи для оптимизации их структуры по критерию максимума живучести с учетом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) А1 (5!) 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ОПТИИИЗАЦИИ

СТРУКТУРЫ ДВУХПОЛЮСНОЙ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ

СВЯЗИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании сложных двухполюсных кабельных сетей связи для оптимизации их структуры по критерию максимума живучести с учетом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4084701/24-24 (22) 10.07.86 (46) 23.04.88. Бюл. P, - 15 (72) И. Б. Крут аков (53) 681. 325(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1134944, кл. С 06 F 15/20, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 678489, кл. G 06 F. 15/20, 1979. ! СЕСО э,, „

3,; .,/ Н, Щ д„,, 4() Р,1

1390615 ограничений на суммарную протяженность линий связи. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи с учетом ограничений на ее структуру и суммарную протяженность линий связи. Для этого в устройство, содержащее блок I аналоговой памяти, первый блок 2 сравнения, блок 3 задания вариантов структуры

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быль использовано при проектировании сложных двухполюсных кабельных сетей связи для оптимизации их структуры по критерию максимума живучести с учетом ограничений на суммарную протяженность линий связи, Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи с учетом ограничений на ее структуру и суммарную протяженность линий связи. 15

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для оптими зации стпукт вы двухполюсной кабельной Сети связи; на фиг.„7 — вариант ограничивающей структуры сети; на фиг. 3— функциональная схема блока узлов моделирования линии связи,, соответствующая варианту ограничивающей структуры сети, изображенному на фиг.2; на фиг.4 — 7 — фучкциональные схемы соответственно узла мс;делирования, блока формирования текущей длины сети первого и второго блоков ключей.

На фиг.2 А и  — г.олюса, а — дпромежуточные узлы связи сети, образованной линиями связи с номерами

1-15.

Устройство (фиг. I) содержит блок 1 аналоговой памяти, первый блок 2 сравнения, блок 3 задания вариантов структуры сети, содержащий регистр 4, 35 и блок 5 управления„ содержащий элемент 6 И, генератор 7 импульсов, счетчик 8, делитель 9 напряжения, второй блок 10 сравнения, блок 11 сети, блок 5 управления введены регистр 4, элемент И 6, генератор 7, счетчик 8, делитель 9 напряжения, блок 11 формирования текущей длины сети, источник 12 напряжения, первый 13 и второй 14 элементы задержки, узел 15 сигнализации, аналоговый ключ 16, первый 17 и второй 18 блоки ключей, переключатель 19 и блок 20 моделирования лйнии связи. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. формирования текущей длины сети, источник 12 напряжения, входящие в состав блока 5 управления первый 13 и второй 14 элементы задержки, узел

15 сигнализации, аналоговый ключ 16, первый 17 и второй 18 блоки ключей, входящие в состав блока 3 задания вариантов структуры переключатель

19 и блок 20 узлов моделирования линии связи .

Блок 1 памяти служит для временного хранения значения постоянного напряжения, поступающего на его вход.

Первый 10 и второй 2 блоки сравнения предназначены для сравнения напряжения, поступающего на их входы, и работают таким образом,что на своих выходах имеют потенциал логического "0", если напряжение на первом входе равно или больше, чем напряжение на втором входе, в противном случае — потенциал логической "1".

Блок 3 задания вариантов структуры предназначен для набора информации об ограничивающей структуре сети, перебора на ее основе возможных вариантов структур, моделирования живучести вариантов структур, индикации информации об оптимальной структуре сети. Регистр 4, входящий в состав блока 3, служит для запоминания в двоичной форме информации о текущем субоптимальном и итоговом оптимальном вариантах сети. Переключатель 19, также входящий в состав блока 3, представляет собой переключатель, коммутирующий собственной каждый > -й из вторых входов на

1390615 соответствующий i-й выход в процессе перебора вариантов сети и переключающий свои i-e выходы на соответствующие i-e третьи входы по сигналу, поступающему на его первый вход от счетчика 8. Переключатель 19 предназначен для передачи. информации об оптимальном варианте структуры из ре- . гистра 4 в блок 20 узлов моделирования линии связи после окончания перебора возможных вариантов структуры сети.

Блок 5 управления предназначен для обеспечения логики и согласования по времени работы отдельных элеt ментов устройства.

Элемент И 6 представляет собой логическую схему, на выходе которой устанавливается потенциал логической

"1" в случае присутствия потенциала логической "1" на всех ее трех входах, и служит для фиксации совпаде= ния условий лучшего текущего варианта структуры сети с привязкой по 25 времени работы всего устройства.

Генератор 7 представляет собой генератор тактовых импульсов.

Счетчик 8 представляет собой дво- 30 ичный счетчик с числом разрядов (триггеров), равных числу линий свя1 зи в ограничивающей структуре сети, предназначен .для обеспечения перебора номеров вариантов структур сети и окончания перебора в случае его пере35 полнения. Разряды счетчика 8 соединены цепями переноса логической "1", импульс переполнения снимается с его последнего (И-ro) разряда, выход каждого i-го разряда является одним из вторых выходов счетчика 8.

Делитель 9 напряжения представляет собой регулируемый делитель постоянного напряжения, коэффициент деления которого фиксируется перед началом оптимизации структуры сети.

Делитель 9 напряжения (например,потенциометр) предназначен для установки ограничения на суммарную протяженность линий связи в определяемой структуре сети.

Узел 15 сигнализации, например электрический звонок, служит для сигнализации об окончании процесса оптимизации структуры сети.

Аналоговый ключ 16 представляет собой ключ с двумя управляющими входами и предназначен для подключения своего выхода к своему первому входу, в случае поступления импульса напряжения на его второй вход и отключения своего выхода от первого входа в случае поступления импульса напряжения на его третий вход.

Блок 20 узлов моделирования линий связи предназначен для моделирования исходной ограничивающей структуры сети, получаемых на ее основе возможных вариантов структур, их живучести и содержит узлы 21; моделирования, первыми входами и выходами соединенные друг с другом в соответствии с соединением линий связи в исходной ограничивающей структуре сети, причем. первые входы первых и выходы последних узлов 21; моделирования объединены и являются соответственно .первым входом и выходом блока 20 узлов моделирования линий связи, а второй вход каждого из узлов 21.

1 моделирования является одним из соответствующих вторых входов блока 20 узлов моделирования линии связи. Например, при возможности организации кабельной сети между пунктами А и В (полюса сети) по схеме, приведенной на фиг.2, функциональная схема блока 20 имеет вид, представленный на фиг.3.

Каждый узел 21 ° моделирования ! (1.=1 N N — числО Отдельных линий связи в сети) предназначен для моделирования отдельной i-й линии связи сети и содержит (фиг.4) индикатор 22;, потенциометр 23; и ключ 24;, выход которого является выходом узла 21; моделирования, первый вход ключа 24;, соединенный с входом индикатора 22,, является вторым входом узла 21„моделирования, а второй вход ключа 24; соединен с выходом потенциометра 23, вход которого является первым входом узла 21, моделирования. Индикатор 221 представляет собой световой индикатор (например, неоновая лампа) и служит для индикации наличия или отсутствия i-й линии связи в оптимальном варианте сети. Потенциометр

23; предназначен для установки такого его состояния, которое характеризует (моделирует) протяженность (живучесть) отдельной i-й линии связи. Ключ 24; предназначен для включения и исключения модели i-й линии связи из структуры сети текущего

1390615 исследуемого или итогового оптимального варианта.

Блок 11 предназначен для моделирования суммарной протяженности линии связи в текущем варианте сети и ссдержит (фиг.5) последовательно соединенные потенциометры 25,(i-Г,N), выход первого из которых является выхо. дом, а вход последнего — входом блока 11, причем выходы потенциометров.

25, и вход последнего из них являются соответствующими вторыми входамн блока 11. Потенциометр 25; служит для установки такого его состояния, которое характеризует протяженность отдельной i-й линии связи в сети.

Первый блок 17 ключей предназна.— чен для подключения выходов счетчи:— ка 8 к входам регистра 4 с целью эа- 20 писк в него информации о субоптимальном и оптимальном вариантах сети.Первый блок 17 ключей подключает (от,ключает) свои i-е первые входы к сво;им ь-м выходам в случае поступления на его второй (третим) вход импульса напряжения и содержит (фиг.б) ключи 26 (i=1,N) первый вход каждсго из которых является одним из соответствующих входов первых, а выход— одним иэ соответствующих выходов первого блока 17 ключей, второй и третий вход которого соединены соот» ветственно с объединенными вторым и третьим входом каждого ключа 26; .

Второй блок 18 ключей преднаэна35 чен для обеспечения функционирования блока 11 и содержит (фиг.7) последовательно соединенные первыми входами и выходами ключи 27; (i=1,N), первый,® вход которого и выход последнего являются соответствующими выходами: второго блока 18 ключей, выходы которого являются вторыми входами ключей 27; . Ключ 27, служит для закорачивания потенциометра 25, в случае отсутствия i-й линии связи в текущем варианте сети.

В случае присутствия поэ енциала логического "0" на управляющих входах ключи 24; находятся в разомкнутом, а ключи 27, †.в замкнутом состояниях, в противном случае — наоборот.

В случае поступления импульса напряжения на второй (управляющий)

P вход каждого ключа 26; первого блока 17 ключей они переходят в замкнутое состояние, в случае поступления импульса напряжения на третий (управляющий) вход каждого ключа 26 перво,го блока 17 ключей они переходят в . разомкнутое состояние.

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском устройства.

К работе поцготавливается блок 20

1 . узлов моделирования линии связи, для чего входящие в его состав узлы 21; моделирования первыми входами и выходами соединяются в соответствии с возможной максимально разветвленной структурой сети. При N линиях связи в ограничивающей структуре используются узлы 21,. ...21,...,21д модес лирования. С целью моделирования с их помощью линий связи между соответствующими опорными узлами связи используются входящие в состав узлов 21 моделирования потенциометры 23 . с

Каждый потенциометр 23, устанавливается в такое положение, чтобы его электрическое сопротивлениепостоянному току i-й линии связи было обратно пропорционально току ее живучести и надежности. При живучести i-й линии, равной Р;, сопротивление потенциометра 23; устанавливается равным

R = К(Р; )(i=1,Б), где f — некоторая фуйкция специального випа. Поскольку каждой i-линии связи соответствует потенциометр 25„ блока 11, то каждый потенц ометр 25!. Утанавливается в такое положение, что и соответствующий потенциометр 23 узла 21 моделирования (R = В. ., = 1,N). Счетчик 8.

1 устанавливается в нулевое состояние, шина переноса .логической "1" из

его N-го разряда в (N+1)-й соединяется с его первым выходом. Переключатель 19 соединяет свои вторые входы со своими выходами, а первый блок 17 ключей свои первые входы со своими выходами, аналоговый ключ 16 соединяет свой первый вход со своим выходом.

Делитель.9 напряжения устанавливается в такое состояние, чтобы его сопротивление постоянному электрическому току было равно R = k(L ), где L максимальная допустимая суммарная протяженность линий связи, входящих в состав сети. Поскольку счетчик 8 находится в нулевом состоянии, то ключи 24 каждого узла 21 ° модели1 < рования, входящие в состав блока 20 узлов моделирования линий связи, находятся в разомкнутом состоянии, регистр 4 — в нулевом состоянии, клю139061 5 чи 27 второго блока 18 ключей — в замкнутом состоянии. В результате разомкнутого состояния всех ключей

24; и замкнутого состояния всех клю- чей 27; напряжение на выходе блока 20 узлов моделирования линии связи равно нулю, а напряжение источника 12 постоянного напряжения поступает на второй вход первого блока 10 срав-10 кения. В результате этого на обоих входах второго блока 2 сравнения напряжение равно нулю, а напряжение на первом входе первого блока 10 сравнения меньше, чем напряжение на его втором входе за счет падения части напряжения от источника 12 постоянного напряжения на делителе 9 напряжения. Тогда на выходе первого блока 10 сравнения присутствует по- 20 тенциал логической " 1".

Поскольку на первом и втором входах второго блока 2 сравнения напряжения равны нулю, то на его выходе— потенциал логического "0". 25

После запуска устройства путем включения генератора 7 оно работает следующим образом.:

Каждый тактовый импульс с выхода генератора 7, поступает на вход элемента 13 задержки, третьи входы первого блока 17 ключей и аналоговый ключ 16, отключая их первые входы от выходов. Спустя время с,вс момента его появления на выходе генератора 7, пройдя через элемент 13 задерж- З5 ки, этот импульс поступает на входы элемента 14 задержки и счетчика 8, который изменяет свое состояние.Соот-. ветствующие 1-м разрядам счетчика 8, в которых записаны "нули", ключи 24 . переходят в разомкнутое состояние, а ключи 27 — в замкнутое. Соответ.1 ствующие другим разрядам счетчика 8, в которых записаны "единицы", остальные ключи 24Р (14 j) переходят в. зам45 кнутое состояние, а ключи 27в — в разомкнутое. На выходе блока 20 устаи навливается напряжение Б, характеризующее живучесть текуцего и-го варианта сети: U = ER» /(P, „ + R ), где Š— напряжение источника 12 постоянного напряжения, К „ — электрическое сопротивление входов первого и второго блоков 2 и 10 срави кения, и — электрическое сопротив- 55 ление п-го варианта соединения узлов 21 моделирования блока 20,характеризующее живучесть и-ro варианта сети. На выходе блока 11 устаи навливается напряжение У„= ЕК„ (P,,„+

+ R"), где R" электрическое сопротивление блока 11. Если напряжение на выходе блока 1 пап мяти U меньше, чем U, что соответствует условию того, что текущий вариант структуры характеризуется более высокой живучестью (уменьшение

R ), то на выходе второго блока 2 }о > сравнения появляется потенциал логической "1", в противном случае — потенциал логического "0". Если напряжение У„< больше, чем напряжение и на выходе делителя 9 напряжения U т.е. У„ Б = ЕРв (Рв» Рв) выходе первого блока 10 сравнения появляется потенциал логической "1", в противном случае — потенциал логического "0".

После этого, т.е. после окончания переходных процессов и установления напряжений на выходах блоков 2 и 10 сравнения, указанный импульс, .пройдя также через элемент 14 задержки с параметром,, поступает на первый вход элемента И 6. Если на втором и третьем входах элемента И 6 присутствуют потенциалы логической

"1", то íà его выходе возникает импульс напряжения, который поступает на вторые входы аналогового ключа 16 и пер.зого блока 17 ключей и подклю- . чает их первые входы к их выходам.

В результате этого значение напряжения на. входе блока 20 запоминается в блоке 1 памяти, а состояние счетчика 8 — в регистре 4. После этого (период следования тактовых импульсов генератора 7 больше суммы Г,в,с, времени переходных процессов в устройстве) генератор 7 выдает следующий импульс., вызывающий аналогичные действия, и т.д. до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 8. Импульс переполнения первого выхода счетчика 8 поступает на входы генератора 7, прекращая его работу, узла 15 сигнализации, вызывая сигнал о прекращении работы устройства, и первый вход переключателя 19. Последний коммутирует выходы регистра 4 на вторые входы блока 20 узлов моделирования линии связи, в результате чего в соответствии с состоянием регистра 4 соответствующие индикаторы 22 переходят в активное сод1 39061 5 тояние, указывающее на наличие j-x линий связи в оптимальной структуре сети. Импульс с выхода генератора 7, вызвавший переполнение счетчика 8, не вызывает в последствии срабатывание элемента И 6„ так как U а U (И 2 + 1) и на выходе второго блока 10 сравнения устанавливается потенциал логического "0". На этом работа устройства завершается.

10

Формула изобретения

1 ° Устроиство для оптимизации 15 структуры двухполюсной кабельной сети связи, содержащее блок аналоговой памяти, первый блок: сравнения,.блок задания вариантов структуры сети,, блок управления, о т л и ч а ю щ е е- 20 с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи с учетом ограничений на ее структуру и суммарную протяженность линий связи, в устройство введены источник напряжения, делитель напряжения, второй блок срав«нения, блок формирования текущей длины сети, выход признака текущей длины сети которого соединен с первым входом второго блока сравнения, втоРой вход которого соединен с выходом делителя напряжения, а выход второго блока сравнения соецинен с первым входом блока управления, второй вход

35 которого соединен с выходом первого блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом блока аналоговой памяти, вхоц которого соеди- 0 нен с первым выхоцом блока управления, третий вход которого соединен с вторым входом первого блока сравнения и с выходом субоптимального значения длины сети блока зацания вариантов структуры сети, входы субоптимального и текущего кода и окончания работы которого соединены соответственно с первой и второй группами выходов и вторым выходом блока управления, третья группа выходов которого соединена с входами коммутации блока формирования текущей длины сети, выход источника напряжения соединен с входами опорного напряжения блока формирования текущей длины сети,-делителя напряжения и блока задания вариантов структуры сети.

2. Устройство по п.1, о.т л ич а ю щ е е с я тем, что .блок управления содержит счетчик, первый и второй блоки ключей, элемент И, аналоговый ключ, первый и второй элементы задержки, генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, входом управления первого блока ключей и аналогового ключа, информационный вход и выход которого являются соответственно третьим входом и первым выхо1 дом блока управления, а первый управляющий вход соединен с первым управляющим входом первого блока ключей и выходом элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входом блока управления, третий вход элемента И соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и счетным входом счетчика, информаци-онные выходы которого соединены с информационными входами первого и второго блоков ключей и являются второй группой выходов блока управления, а выход признака переполнения счетчика соединен с входом запрета работы генератора импульсов и является выходом блока управления, информационные выходы первого и второго блоков ключей являются соответственно первой и третьей группами выхода блока, управления.

139061 5

1 39061 5

21i

Составитель О.Гречухина

Техред И.Ходанич Корректор Л. Патай

Редактор Е.Папи

Заказ 1768/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ осК, 1К-35,, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4