Устройство для сопряжения абонентских станций локальной сети

 

Изобретение относится к передаче данных и может быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информации на их основе. Цель изобретения - повышение пропускной способности и надежности сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета передач станций, подключенных к устройству, отсечки передачи "генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых из общей линии связи. Устройство для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей линии связи, заканчивающейся на концах эквивалентами линии, и к абонентским станциям, содержит передающий блок, приемный блок, узел внешнего приоритета и генератор импульсов. Передающий блок содержит интерфейсные приемники, детекторы передачи, коммутатор, узел внутреннего приоритета, канальный передатчик, таймеры передачи и элементы ИЛИ. Приемный блок содержит канальный приемник,детектор столкновений, интерфейсные передатчики, формирователи сигнала столкновения, схему компенсации задержки, таймер приема, элементы ИЛИ-НЕ и элемент НЕ. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<511 С 06 F 13/10 в ! Г -, i

Г ,с ве

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 437621 6/24-24 (22) 09, 02, 88 (46) 15.08.89. Бюл. 1г- 30 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) С.Н,Алмаев, Е.Б.Барановский, З.П.Ващилин, С.Д.Волков и 10.M.Ïîïêoâ (53) 681,3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1438014, кл, H 04 В 1/00, 7/00, 1986, Авторское свидетельство СССР № 1437872, кл, G 06 Р 13/10, 1986. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ АБО НЕНТСКИХ СТАНЦИЙ ЛОКАЛЬНОЙ (57) Изобретение относится к передаче данных н может быть использовано при

Ф построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей н обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информа- ции на их основе, Цель изобретения— повышение пропускной способности и надежности сети за счет реализации !

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к передаче данных, и может быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обра ботки информация на их осно

BU 1Л}1076. A 1

2 функций приоритета входящего из общей линии связи ° пакета, временного приоритета передач станций, подключенных к устройству, отсечки передачи "генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых из общей линии связи, Устройство для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей линии связи, заканчивающейся на концах эквивалентами линии, и к абонентским станциям, содержит. передающий блок, приемный блок, узел внешнего приоритета и генератор импульсов, Передающий блок содержит интерфейсные приемники, детекторы передачи, коммутатор, узел внутреннеге приоритета, канальный передатчик, таймеры передачи и элементы ИЛИ. Приемный блок содержит канальный приемник, детектор столкновений, интерфейсные передатчики, формирователи сигнала столкновения, схему компенсрции задержки, таймер приема, элементы ИЛИ-НЕ и элемент

НЕ. 3 ил, Цель изобретения — повьппение пропускной способности и надежности сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии свя\ зи пакета, временного приоритета передач станций, подключенных к устройству, отсечки передачи генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых из общей линии связи.

3 1501076

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети; на фиг, 2 — временная диаграмма, иллюстрирующая рабо гу устройства при приеме из общей линии связи; на фиг, 3 — временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства при передаче станции, подключенной к уст- 10 ройству при приеме пакета из общей линии связи от другого устройства.

Устройство 1 для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей 15 линии 2 связи, заканчивающейся на .концах эквивалентами 3 линии, и к абонентским станциям 4, содержит передающий блок 5, приемный блок 6, узел 7 внешнего приоритета и генератор Я импульсов.

Передающий блок 5 образуют интерфейсные приемники 9, детекторы 10 передачи, коммутатор 11, узел 12 внутреннего приоритета, канальный передатчик 13, таймеры 14 передачи и элементы ИЛИ 15.

Приемный блок 6 содержит канальный приемник 16, детектор 17 столкновений, интерфейсные передатчики 18, формирователи 19 сигнала столкновения, узел 20 компенсации задержки, таймер 21 приема, элементы ИЛИ-НЕ

22 и элемент HF. 23,Связи между узлами устройства .обо- 35 значены позициями 24-45.

Работу устройства 1 для сопряжения абонентских станций с линией свя— зи локальной сети рассмотрим на примере следующих ситуаций.* 4О

Передача одной станции, подключенной к устройству;

2. Передача нескольких станций, подключенных к устройству;

3, Прием из общей линии связи; 45

4, Передача станции, подключенной к устройству при -приеме пакета из общей линии связи от другого устройства.

В исходном состоянии, т.е. при отсутствии передач от станций 4, (i=1 N) подключенных к устройству

1, и передач в общей линии 2 связи

ov ppyrHx устройств 1 на выходах ла 7 внешнего приоритета, детекторов

10 передачи, выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета, элементов ИЛИ 15, детектора 17 столкновений, таймера 21 приема и элементов ИЛИ-НЕ 22, установлены высокие логические уровни. На выходах второй группы выходов узла 12 внут-. реннего приоритета, таймеров 14 передачи и инвертора 23 установлены низкие логические уровни.

1, Передача станции 4,, Передаваемый в общую линию 2 пакет поступает в устройство 1 по линии 24 на вход интерфейсного приемника 9,, с первого выхода которого по линии 251 пакет поступает на вход детектора 101 передачи, С второго выхода интерфейсного приемника 9 по линии 26„. пакет поступает на первый информационный вход коммутатора 11.

На выходе детектора 10 передачи в

Этот момент устанавливается сигнал низкого логического уровня (огибающая пакета), поступающий по линии "7, на первые входьг таймера 14, передачи и элемента ИЛИ 15,, На втором входе элемента ИЛИ 15, (линия 28,) установлен низкии логический уровень, что приводит к установке сигнала низкого логического уровня на выходе элемента ИЛИ 15< поступающего по линии 29< на первый вход узла 12 внутреннего приоритета. Установка на первом входе узла 12 внутреннего приоритета низкого логического .уровня приводит к установке.на первом и (И+1)-м выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета сигналов низкого логического уровня, поступающих соответственно по линиям

30; и 31 на первый разрешающий вход коммутатора ll и первый вход узла 7 внешнего приоритета. Это вызывает появление пакета на выходе коммутатора

11 (линия 32) и установку на .выходе узла 7 внешнего приоритета сигнала низкого логического уровня, поступающего по линии 33 на разрешающий вход канального передатчика 13 и; следовательно, передачу пакета в общую линию 2 связи. Окончание передачи пакета от станции 4 приводит к установке устройства 1 в исходное состояние в описанной последовательности.Если длительность пакета превышает максимально допустимую, срабатывает таймер 14, на выходе которого устанавливается сигнал высокого логического уровня (линия 28„:), что вызывает блокирование элемента ИЛИ 15< и:.

1501076 6 срабатывание элемента ИЛИ-НЕ 221, т, е. на выходе элемента ИЛИ 15 и затем на линиях 30, 31 и 33 устанавливается высокий логический уровень

Это приводит к блокированию передачи станции 4, Одновременно с этим на выходе элемента ИЛИ НЕ 22, устанавливается сигнал низкого логического уровня, который по линии 34 поступает на вход формирователя 19, сигнала столкновения, что приводит к по сылке станции 4 по линии 35, сигнала Столкновение" ° Прекращение передачи станции 4(устанавливает устройство 1 в исходное состояние. Таким образом, блокирование передачи

"генерящей" станции 4 не исключает возможности передач- от других станций 4, (i=2,N), что по сравнению с ,прототипом повышает надежность и живучесть сети в целом, 2, Передача станций 4 и 4 в общую линию 2 связи.

Ситуация одновременных передач . возникает при использовании станциями локальной сети протоколов случайных методов доступа к общей линии связи.

В этом случае, аналогично преды.дущему, на выходах элементов ИЛИ.15; и 15 устанавливаются сигналы низкого логического уровня, которые по ли ниям 29, и 29 поступают на первый и второй входы узла 12 внутреннего приоритета, Узел 12 внутреннего приори- тета анализирует моменты времени ус4 тановки сигналов низкого логического уровня на своих входах и, если на первом входе сигнал низкого логического уровня бып установлен раньше, чем на втором, т6 на первом и (N+.1)-м выходах первой группы выходов узла

12 внутреннего приоритета устанавливаются сигналы низкого логического уровня, что приводит к передаче в общую линию 2 связи пакета от станции

4 . Одновременно с этим на втором выходе второй группы входов узла 12 внутреннего приоритета устанавливается сигнал высокого логического уровня, который по линии 36 поступает на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 22, что вызывает его срабатывание-и, следовательно, запуск формирователя 19 сигнала столкновения, т.е, оповещение станции 4 о том, что ее передача испорчена.. Станция 4 прекращает передачу, и устройство 1 начинает ра5

55 ботать как и в первой ситуации, при этом сигнал высокого логического уровня с линии 36 снимается ° При полной одновременности установки сигналов низкого логического уровня на первом и втором входах (линии

29, 29 ) узла 12 внутреннего приоритета на выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета состояние высокого логического уровня не изменяется, на первом и втором выходах второй группы выходов узла 12 внутреннего приоритета (линии

36, 36 ) устанавливаются сигналы высокого логического уровня, т.е. в

1этом случае ни передача от станции

4,, ни передача от станции 4< не выпускаются в общую линию 2 связи и обе эти станции получают оповещение о том, что их передачи испорчены. Таким образом уменьшается количество конфликтных ситуаций в общей линии 2 связи локальной сети, т.е. увеличивается пропускная способность сети в целом.

3. Прием пакета из общей линии 2 связи, Пакет принимается канальным приемником 16, с выхода которого по линии

37 поступает на входы детектора 17 столкновений и схемы 20 компенсации задержки. На первом выходе детектора

17 столкновений устанавливается сигнал низкого логического уровня (огибающая пакета), поступающий по линии

38 на второй вход таймера 21 приема и первые входы интерфейсных передатчиков 18< (i=1 Ю). На первый вход таймера 21 приема подаются импульсы от генератора 8 импульсов (линия 39). На выходе таймера. 21 приема (линия 40) устанавливается сигнал низкого логическрго уровня, который анализируется узлом 7 внешнего приоритета и в случае отсутствия в этот момент времени низкого логического уровня на линии 31 производится блокирование (запрещение установки на линии 33 низкого логического уровня и установка на линии 41 низкого логического уровня) канального передатчика 13 и узла 12 внутреннего приоритета. Это необходимо для устранения ситуаций столкновений в общей линии 2 связи из-за возможности начала передач станциями

4; (i=1,N), подключенными к устройству l. Время срабатывания таймера 21 приема (время блокирования канальногс передатчика 13 и узла 12 внутрен1501076 него приоритета) выбирается из следующих условий: во-первых, оно должно превышать максимальное время разрешения конфликтной ситуации (имеется ввиду фиксация конфликта, продление передачи, снятие передачи и т.д.) . для передающей станции, вошедшей в конфликт; во-вторых, оно должно быть меньше длительности минимального сообщения (c учетом времени продления конфликтной передачи) для того, чтобы. станция 4, принимающая пакет, в случае занятости ее приемного буфера могла организовать встречную передачу, спровоцировать столКновение и, следовательно, получить отсрочку приема, так как испорченный пакет должен быть ретрансмирован ей через какое-то время. С выхода схемы 20 компенсации (линия 42) принимаемый пакет поступает на вторые входы интерфейсных передатчиков 18» — 18> и, так как на первых входах интерфейсных передатчиков 18,-)84 установлен низкий логический уровень, пакет с выходов интерфейсных передатчиков 18 -18 по линиям 43 -43 передается на инЦ формационные входы соответствующих станций 4„-4„, В случае возникновения ситуации столкновения в общей линии 2 связи на втором выходе детектора 17 столкновений устанавливается сигиал низуровня, который по линии 44 поступает на вход элемента .

НЕ 23„ что приводит к установке на выходе элемента НЕ 23 (линия 45) высокого логического уровня и, следовательно, срабатыванию элементов

ИЛИ-НЕ 22„-22, запуску формирователей сигналя столкновений 19;-19, т,е. передаче сигнала Столкновение" всем станциям 4< — 4, подключенным к устройству l.

4, Передача станции 4<.в момент приема устройством 1 пакета из общей линии 2 связи, Эта ситуация представляет собой объединение первой и третьей ситуации и сводится к тому, что на первом и втором входах узла 7 внутреннего приоритета устанавливаются низкие логические уровни, соответствующие передаче станции 4 (линия 31) и приему пакета из общей линии 2 связи (линия 40). Если сигнал низкого логического уровня на линии 40 был установлен яньше, или же одновременно

35 с сигналом низкого логического уров— ня на линии 31, на первом выходе узла 7 внешнего приоритета устанавливается сигнал низкого логического уровня, который по линии 41 поступает на (3+1)-й вход узла 12 внутреннего приоритета. Состояние линии 33 (высокий логический уровень) т,е, состояние второго выхода узла 7 внешнего приоритета при этом не изменяется (канальный передатчик 13 заблокирован). Узел 12 внутреннего приоритета анализирует состояние входных линий 29 -29 и 41 и, так как на линиях 29, и 41 установлены низкие логические уровни, на первом выходе (передает станция 4 ) второй группы выходов (линия 36) устанавливается сигнал высокого логического уровня, что приведет к передаче станции 4 сигнала Столкновение" и, следовательно, заставляет ее прекратить передачу. Если сигнал низкого логического уровня на линии 31 устанавливается раньше, чем сигнал низкого логического уровня на линии 40, то на первом выходе узла 7 внешнего приоритета (линия 41) сохраняется высокий логический уровень, на втором выходе узла 7 внешнего придритета устанавливается сигнал низкого логического уровня, поступающий по линии

33 на разрешающий вход канального передатчика 13, т,е, выпуская пакет, передаваемый станцией 4 в общую линию 2 связи. Иначе установка на линии 40 сигнала низкого логического уровня позднее, чем установка сигнала низкого логического уровня на линии 31, игнорируется. узлом 7 внешнего приоритета. Введение в устройство

1 узла 7 внешнего приоритета позволяет блокировать некорректно начатые передачи станций 4 -4, т.е. передачи, начатые в момент, когда пакет уже принимается устройством 1, но еще не достиг станции 4; (i=1 N) подключенной к устройству 1, и таким образом уменьшить количество столкновений в общей линии 2 связи и следовательно, повысить пропускную способность сети в целом.

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для сопряжения абонентских станций локальной сети, содер07б

1О из общей линии связи, оно снабжено узлом внешнего приоритета, генератором импульсов, передающий блок снабжен N таймерами и N элементами ИЛИ, а приемный блок снабжен таймером приема, узлом компенсации задержки, элементом НЕ и N элементами ИЛИ-НЕ, причем в блоке передачи первые входы

i-ro (i=1,N) таймера передачи и i-ro (i=1 N) элемента ИЛИ объединены и соединены с выходом i — ro (i=!,N) детектора передачи, вторые входы N таймеров передачи объединены и соединены с выходом генератора импульсов и с первым входом таймера приема блока приема, выход i-ro (i=1,N) таймера передачи соединен с первым входом

i-го (i:=l N) элемента ИЛИ вЂ  и с вторым входом i†- го (i=1,N) элемента ИЛИ, выход которого соединен с i-м (i=1,N) входом узла внутреннего приоритета, (N+1)-й вход которого соединен с первым выходом узла внешнего приоритета, второй выход узла внешнего приоритета соединен с разрешающим входом канального передатчика, i-й (i=1 N) выход второй группы выходов узла внутреннего приоритета соединен с вторым входом i-го (i l N) элемента. ИЛИ-НЕ., (И+1)-й выход первой группы выходов узла внутреннего приоритета .соединен с первым входом узла внешнего приоритета, второй вход которого соединен с выходом таймера приема, второй вход таймера приема соединен с первым выходом детектора столкновений, причем вход узла компенсации задержки соединен с выходом канального приемника, вторые входы N интерфейсных передатчиков объединены и соединены с выходом узла компенсации задержки, второй выход детектора столкновений соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьими входами

N элементов ИЛИ-НЕ, а выход 1-ro (i-=1,N) элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом i-го (i=1,N) формирователя сигнала столкновения.

1501 жащее передающий и приемный блоки, передающий блок содержит N интерфейс- ных приемников, М детекторов передачи, коммутатор, узел внутреннего приоритета и канальный передатчик, вход

i-го (i=1,N) интерфейсного приемника является входом устройства для подключения к информационному выходу

i-й (i=1,N) абонентной станции, пер- 10 вый выход i-го (i=1,N) интерфейсного приемника срединен с входом i-ro (i=1,N) детектора передачи, второй выход i-го (i=1,N) интерфейсного приемника соединен с -м (i=!,N) инфор- 15 мационным входом коммутатора, i-й (i=-1,N) управляющий вход которого соединен с i-м (i=1 N) выходом первой группы выходов узла внутреннего приоритета, выход коммутатора соеди- 0 нен с информационным входом канального передатчика, приемный блок содержит канальный приемник, детектор столкновений, N интерфейсных передат,чихов и М формирователей сигнала столкновения, вход канального приемника, .соединенный с выходом канального передатчика, является входомвыходом устройства для подключения к линии связи локальной сети, выход З0 канального приемника соединен с входом детектора столкновений, первые входы N интерфейсных передатчиков объединены и соединены с первым выходом детектора столкновений, выход . 35

i-го (i=1,N) интерфейсного передатчика является выходом устройства для подключения к входу сигнала столкновения i-й (i-=l,N) абонентной станции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 40 что, с целью повышения пропускной способности и надежности локальной сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета пе- 45 редач абонентных станций, подсоединенных к устройству, отсечки передачи генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых

1501076

Составитель А,.Зa""сорин

Редактор Л.Ннолинская Техред М„Хода им Корректор М;Шаро иТираж 668

Подписное

Производственно-издательский комбинат Патент,, г. Унгород, ул. Гагарина,. 101

Заказ 4870/46

ВНИИПИ Государственного

113035,,)(коиитета ио изобретенияи и открытиями при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5