Устройство управления передачей пакетов данных

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано на центрах (узлах) коммутации пакетов (сообщений) сетей передач данных (ПД), использующих каналы связи различной физической природы и обеспечивающих передачу как данных, так и других видов информации (например, речь после пакетной обработки). Устройство управления передачей пакетов данных состоит из адресного блока установления соединений 1, адресного блока направлений 2, программного блока 3, регистра приема-передачи 4, блока памяти рельефа 5, сумматора 6, схемы сборки 7, блока сравнения и суммирования 8, блока автоматического контроля 9, блока хранения дополнительных высот 10, блока выдачи направлений 11, m блоков формирования дополнительных высот 12₁ ... 12m, блока образования виртуального канала 13 и имеет три управляющих входа, информационные вход и выход рельефа, четыре управляющих выхода, информационный вход квитанции, m информационных двухвходовых групп. Техническим результатом изобретения является то, что устройство управления передачей пакетов данных позволяет управлять АКС не только при передаче данных, но и при передаче других видов нагрузки, таких как, например, речевые сообщения в реальном масштабе времени. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано на центрах (узлах) коммутации пакетов (сообщений) сетей передачи данных (ПД), использующих каналы связи различной физической природы и обеспечивающих как передачу данных, так и передачу других видов информации (например, речи после пакетной обработки).

Известны устройства управления, обеспечивающие выбор маршрутов в сетях ПД с коммутацией сообщений, описанные в книге И.А. Мизин и другие "Передача информации в сетях с коммутацией сообщений". -М.:, "Связь", 1972, стр.319, учитывающие число транзитных участков, состояние каналов и другие факторы. Однако данные устройства не могут использоваться в сетях связи, передающих как данные, так и другие виды информации в реальном масштабе времени, так как к данным и к нагрузке реального времени должны применяться различные способы коммутации. При этом предполагается, что передача речевого сообщения осуществляется только после создания тракта приема-передачи (осуществляется так называемое виртуальное соединение), а пакеты данных одного сообщения могут передаваться с использованием дейтаграммного способа (то есть по различным маршрутам) / И.А. Мизин, В.А. Богатырев, А.П. Кулешов "Сети коммутации пакетов". -М.: "Радио и связь", 1986, стр.89- 93/.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому устройству по сути технического решения является устройство децентрализованного управления сетью (УДУС), описанное в сборнике статей "Дискретные автоматы и сети связи". -М. :, "Наука", 1970, стр.24-25, рис.2 и содержащее адресный блок установления соединений (в прототипе этот блок называется адресным устройством установления соединений), адресный блок направлений (в прототипе- адресное устройство направлений), программный блок (в прототипе- программное устройство), регистр приема передачи, блок памяти рельефа, блок сборки (в прототипе - схему сборки), блок сравнения и суммирования (в прототипе - устройство сравнения и суммирования), блок выдачи направлений (в прототипе - устройство выдачи направлений), блок автоматического контроля (в прототипе - устройство автоматического контроля). При этом входы адресного блока установления соединений и адресного блока направления соединены с выходами коммутационной системы. Пять выходов программного блока соединены соответственно со входами адресного блока установления соединений, адресного блока направлений, блока памяти рельефа, блока сравнения и суммирования, блока выдачи направлений. Выход адресного блока направлений соединен со входом блока памяти рельефа. Выход адресного блока установления соединений соединен со входом блока памяти рельефа. Вход УДУС, подключаемый к выходам соседних УДУС, соединен параллельно со входом регистра приема-передачи и входом блока автоматического контроля, выход которого соединен параллельно с выходом регистра приема-передачи, входом блока автоматического контроля и является выходом устройства, соединенным со входами соседних УДУС. Другой выход регистра приема-передачи соединен со входом блока памяти рельефа, выход которого соединен со схемой сборки. Выход схемы сборки соединен со входом блока сравнения и суммирования, выход которого соединен с блоком выдачи направлений. Выход блока выдачи направлений является выходом устройства и соединен с устройством управления коммутационной системы.

Однако данное устройство жестко ориентировано только лишь на пакетную передачу данных с определенным временем доставки сообщений и в соответствии с использованием дейтаграммного способа коммутации. Передача же речевых сообщений, требующая наличия тракта передачи, работающего в масштабе реального времени, то есть когда осуществляется так называемое виртуальное соединение источника и приемника сообщения по фиксированному маршруту, невозможна с использованием данного устройства, что ограничивает область применения и сужает его функциональные возможности при передаче различных видов информации.

Таким образом задачей является разработка устройства управления передачей пакетов данных, имеющего расширенные функциональные возможности как по передаче данных, так и по передаче других видов информации, например речевых сообщений в реальном масштабе времени.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство управления передачей пакетов данных, содержащее адресный блок установления соединений, адресный блок направлений, программный блок, регистр приема-передачи, блок памяти рельефа, блок сборки, блок сравнения и суммирования, блок автоматического контроля, блок выдачи направлений, причем первый вход адресного блока установления соединений является первым управляющим входом устройства, а выход соединен с первым входом блока памяти рельефа, первый вход адресного блока направлений является вторым управляющим входом устройства, а его выход соединен со вторым входом блока памяти рельефа, первый выход программного блока соединен с управляющим входом адресного блока установления соединений, второй выход программного блока соединен с управляющим входом блока сравнения и суммирования, третий выход программного блока соединен с управляющим входом блока памяти рельефа, четвертый выход программного блока соединен с управляющим входом блока выдачи направлений, пятый выход программного блока соединен с управляющим входом адресного блока направлений, выход блока сборки соединен с первым входом блока сравнения и суммирования, выход которого соединен со вторым входом блока выдачи направлений, выход которого является первым управляющим выходом устройства, вход регистра приема-передачи является информационным входом рельефа устройства, соединен с первым входом блока автоматического контроля, выход последовательного кода регистра приема-передачи соединен со вторым входом блока автоматического контроля, выход блока автоматического контроля соединен с выходом последовательного кода регистра приема-передачи и является информационным выходом рельефа устройства, выход параллельного кода регистра приема-передачи соединен с входом информации блока памяти рельефа, дополнительно введены сумматор, блок хранения дополнительных высот, m блоков формирования дополнительных высот, блок образования виртуального канала, первый вход адресного блока установления соединений соединен со вторым входом блока образования виртуального канала. Первый вход блока образования виртуального канала является третьим управляющим входом устройства. Выход блока выдачи направлений соединен с третьим входом блока образования виртуального канала, четвертый вход которого является информационным входом квитанции устройства. Первый, второй и третий выходы блока образования виртуального канала являются вторым, третьим и четвертым управляющими выходами устройства соответственно. Выход блока памяти рельефа соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен со входом блока сборки. Третий выход программного блока соединен с управляющим входом блока хранения дополнительных высот, выход которого соединен со вторым входом сумматора. Выход адресного блока направлений соединен со вторым входом блока хранения дополнительных высот. Выход адресного блока установления соединений соединен параллельно с адресным входом блока хранения дополнительных высот, первыми входами m блоков формирования дополнительных высот, выходы которых соединены соответственно с информационными входами блока хранения дополнительных высот. Вторые и третьи входы m блоков формирования дополнительных высот являются соответственно m двухвходовыми группами информационных входов устройства.

Блок образования виртуального канала содержит линию задержки, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), первый и второй дешифраторы, регистр, элемент ИЛИ, триггер, таймер и ключ. Первый и второй входы ключа являются соответственно первым и вторым входами блока образования виртуального канала, выход ключа соединен со входом записи регистра. Первый вход линии задержки соединен со входом чтения регистра и является третьим входом блока образования виртуального канала. Выход элемента ИЛИ соединен со входом сброса регистра, выход которого соединен со входом первого дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом ОЗУ, выход которого является первым выходом блока образования виртуального канала. Выход линии задержки соединен параллельно со вторым входом ОЗУ и входом запуска таймера. Вход второго дешифратора является четвертым входом блока образования виртуального канала, а его выход соединен параллельно с первым входом элемента ИЛИ, первым входом триггера и входом сброса таймера. Выход таймера соединен параллельно со вторым входом элемента ИЛИ, вторым входом триггера и входом сброса таймера. Первый и второй выходы триггера являются соответственно третьим и вторым выходами блока образования виртуального канала.

Блок формирования дополнительных высот содержит первую и вторую линии задержки, первый и второй делители, сумматор, первый и второй накапливающие сумматоры и таймер. Третий вход сумматора является первым входом блока формирования дополнительных высот, выход сумматора является выходом блока формирования дополнительных высот. Вход таймера соединен с первым входом первого накапливающего сумматора и является вторым входом блока формирования дополнительных высот, выход сумматора соединен со входом первого делителя, выход которого соединен со входом первой линии задержки, выход которой соединен с первым входом сумматора. Выход таймера соединен параллельно со вторым входом первого накапливающего сумматора и входом второй линии задержки, выход которой соединен со вторым входом второго накапливающего сумматора. Выход второго накапливающего сумматора соединен со входом второго делителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора. Первый вход второго накапливающего сумматора является третьим входом блока формирования дополнительных высот.

Таким образом указанная совокупность существенных признаков устройства управления передачей пакетов данных, в отличие от прототипа, позволяет расширить его функциональные возможности и обеспечить не только передачу данных, но и других видов информации, таких, например, как речевые сообщения в реальном масштабе времени, путем образования виртуального канала по двум критериям. Выбор виртуального канала осуществляется, во-первых, по кратчайшему пути (первый критерий), во-вторых, с учетом надежности выбранного направления (второй критерий).

Заявляемое устройство поясняется чертежами, на которых показаны: на фиг. 1 - структурная схема заявляемого устройства управления передачей пакетов данных; на фиг. 2 - структурная схема блока образования виртуального канала; на фиг. 3 - структурная схема блока формирования дополнительных высот; на фиг.4 - граф сети связи (вариант).

Устройство управления передачей пакетов данных, показанное на фиг. 1, содержит адресный блок установления соединений (АБУС) 1, адресный блок направлений (АБН) 2, программный блок (ПБ) 3, регистр приема-передачи (РПП) 4, блок памяти рельефа (БПР) 5, блок сборки (БС) 7, блок сравнения и суммирования (БСС). 8, блок автоматического контроля (БАК) 9, блок выдачи направлений (БВН) 11, сумматор 6, блок хранения дополнительных высот (БХДВ) 10, блоки формирования дополнительных высот (БФДВ) 12₁...12_m, блок образования виртуального канала (БОВК) 13. Первый вход АБУС 1 является управляющим входом рельефа устройства, а его выход соединен с первым входом БПР 5. Первый вход АБН 2 является вторым управляющим входом рельефа устройства, а его выход соединен со вторым входом БПР 5. Первый выход ПБ3 соединен с управляющим входом АБУС 1. Второй выход ПБ3 соединен с управляющим входом БСС 8. Третий выход ПБ3 соединен с управляющим входом БПР 5. Четвертый выход ПБЗ соединен с управляющим входом БВН 11. Пятый выход ПБЗ соединен с управляющим входом АБН 2. Выход БС 7 соединен с первым входом БСС 8, выход которого соединен со вторым входом БВН 11, выход которого является первым управляющим выходом устройства. Вход РПП 4 является информационным входом рельефа устройства и соединен с первым входом БАК 9. Выход последовательного кода РПП 4 соединен со вторым входом БАК 9. Выход БАК 9 соединен с выходом последовательного кода РПП 4 и является информационным выходом рельефа устройства. Выход параллельного кода РПП 4 соединен с четвертым входом БПР 5. Второй вход БОВК 13 является первым управляющим входом устройства. Первый вход БОВК 13 является Третьим управляющим входом устройства. Выход БВН 11 соединен с третьим входом БОВК 13, а его четвертый вход является информационным входом квитанции устройства. Первый, второй и третий выходы БОВК 13 являются вторым, третьим и четвертым управляющими выходами устройства соответственно. Выход БПР 5 соединен с первым входом сумматора 6, выход которого соединен со входом БС 7. Третий выход ПБ 3 соединен с управляющим входом БХДВ 10, выход которого соединен со вторым входом сумматора 6. Выход АБН 2 соединен со вторым входом БХДВ 10. Выход АБУС 1 соединен параллельно с адресным входом БХДВ 10 и первыми входами БФДВ 12₁...12_m. Выходы БФДВ 12₁...12_m соединены с информационными входами БХДВ 10. Вторые и третьи входы БФДВ 12₁...12_m являются соответственно m двухвходовыми группами информационных входов устройства.

Устройство управления передачей пакетов данных может быть установлено на центре коммутации, причем все его входы и выходы подключены к автоматизированному коммутатору сообщений (АКС).

БОВК 13, показанный на фиг.2, служит для формирования управляющих сигналов АКС путем анализа наличия виртуального канала посредством передачи служебного пакета узлу, с которым образован виртуальный канал, и приема от него квитанции. БОВК 13 содержит линию задержки (ЛЗ) 13.1, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)13.2, первый 13.3 и второй 13.4 дешифраторы, регистр 13.5, элемент ИЛИ 13.6, триггер 13.7, таймер 13.8 и ключ 13.9. Первый и второй входы ключа 13.9 являются соответственно первым и вторым входами БОВК 13, выход ключа 13.9 соединен с входом записи регистра 13.5. Первый вход ЛЗ 13.1 соединен со входом чтения регистра 13.5 и является третьим входом БОВК 13. Выход элемента ИЛИ 13.6 соединен со входом сброса регистра 13.5, выход регистра 13.5 соединен со входом первого дешифратора 13.3, первый выход которого соединен с первым входом ОЗУ 13.2. Выход ОЗУ 13.2 является первым выходом БОВК 13. Выход ЛЗ 13.1 соединен параллельно со вторым входом ОЗУ 13.2 и входом запуска таймера 13.8. Вход второго дешифратора 13.4 является четвертым входом БОВК 13, выход второго дешифратора 13.4 соединен параллельно с первым входом элемента ИЛИ 13.6, первым входом триггера 13.7и входом сброса таймера 13.8. Выход таймера 13.8 соединен параллельно со вторым входом элемента ИЛИ 13.6, вторым входом триггера 13.7и входом сброса таймера 13.8. Первый и второй выходы триггера 13.7 являются соответственно третьим и вторым выходами БОВК 13. Второй выход первого дешифратора 13.3 соединен со вторым входом ЛЗ 13.1. Выход таймера 13.8 соединен со входом сброса таймера 13.8.

БФДВ 12₁...12_m, показанный на фиг.3, служит для формирования дополнительных высот путем анализа надежности доставки пакетов по направлению передачи. Под высотой понимается значение г, определяемое выражением где n - число пакетов, переданных по данному направлению, k-число поступивших на переданные пакеты квитанций.

Блок БФДВ 12₁. ..12_m содержит первую 12.1 и вторую 12.2 линии задержки (ЛЗ), первый 12.3 и второй 12.4 делители, сумматор 12.5, первый 12.6 и второй 12.7 накапливающие сумматоры, таймер 12.8. Третий вход сумматора 12.5 является первым входом БФДВ 12, выход сумматора 12.5 является выходом БФДВ 12. Вход таймера 12.8 соединен с первым входом первого накапливающего сумматора 12.6 и является вторым входом БФДВ 12. Выход первого накапливающего сумматора 12.6 соединен со входом первой ЛЗ 12.1. Выход первой ЛЗ 12.1 соединен с первым входом сумматора 12.5. Выход таймера 12.8 соединен параллельно со вторым входом первого накапливающего сумматора 12.6 и входом второй ЛЗ 12.2. Выход второй ЛЗ 12.2 соединен со вторым входом второго накапливающего сумматора 12.7, выход которого соединен со входом второго делителя 12.4. Выход второго делителя 12.4 соединен со вторым входом сумматора 12.5. Первый вход второго накапливающего сумматора 12.7 является третьим входом БФДВ 12. Выход второго накапливающего сумматора соединен со входом второго делителя 12.4.

АБУС1 предназначен для приема и хранения адреса узла, поступающего в последовательном коде от АКС и выдаче его на соответствующий вход БПР5, БХДВ10 и БФДВ 12. Реализуется аналогично описанному в статье В. И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр. 25-27, рис. 3- 5, представляет собой совокупность последовательно соединенных счетчика и дешифратора.

АБН1 предназначен для приема и хранения адреса направления, поступающего в последовательном коде от АКС и выдаче его на соответствующий адресный вход БПР5 и БХДВ10, реализуется аналогично АБУС 1.

БСС8 служит для сравнения целочисленных функций и производит суммирование минимального числа из множества целочисленных функций с единицей в процессе выбора направления. Реализуется аналогично описанному в статье В.И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр. 28-30, рис.9.

Сумматор 6 предназначен для сложения элементов матриц, хранящихся в БПР5 и в БХДВ10, реализуется аналогично БСС8.

БПР5 предназначен для хранения матриц рельефов. Реализуется аналогично описанному в статье В.И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М. : "Наука", 1970, стр. 26-28, рис.7,8.

БХДВ10 служит для хранения матриц дополнительных высот, сформированных в БФДВ12₁...12_m и реализуется аналогично БПР5.

ПБ3 обеспечивает необходимые управляющие сигналы, которые подаются на входящие в состав устройства блоки. Реализуется аналогично описанному в статье В.И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр. 30-31, рис. 10, 11.

БАК9 предназначен для выдачи информации о рельефе через АКС на соседние центры коммутации, реализуется аналогично описанному в статье В.И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр.31-33, рис. 12.

РПП4 предназначен для приема информации от АКС, поступающей в последовательном коде от аналогичных устройств (УУППД) соседних узлов и преобразования ее в параллельный код для записи в БПР5. Реализуется аналогично описанному в статье В. И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр.26-28, рис.6.

БС7 предназначена для сопряжения многовыходовой оперативной памяти и маловходового блока сравнения и суммирования, реализуется как описано в статье В. И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи. " в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр.24.

БВН11 осуществляет выдачу кратчайшего направления и выполняет функцию промежуточной памяти при отыскании кратчайшего направления, реализуется аналогично описанному в статье В.И. Лаптева "О децентрализованной системе управления коммутируемой сетью связи." в сборнике Дискретные автоматы и сети связи. -М.: "Наука", 1970, стр.24,31.

Таймеры-элементы 12.8 и 13.8 реализуются аналогично описанным в Гольденберг А.М. Импульсные устройства. М.: " Радио и связь", 1981, стр.77-79.

Линии задержки 12.1, 12.2, 13.1 реализуются как описано в справочнике под редакцией В.П. Боровского Справочник по схемотехнике для радиолюбителя. -К.: "Технiка", 1987, стр. 308, рис. 14.5.

Сумматор 12.5 реализуется аналогично описанному в учебном пособии Папернов А.А. Логические основы цифровой вычислительной техники. Учебное пособие для ВТУЗов. -М.:, "Советское радио.", 1972, стр.147-150, рис.2.5.

Накапливающие сумматоры 12.6 и 12.7 реализуются аналогично описанному в учебном пособии Папернов А.А. Логические основы цифровой вычислительной техники. Учебное пособие для ВТУЗов. -М.:, "Советское радио.", 1972, стр.158, рис.13.

Делители 12.3 и 12.4 реализуются аналогично описанным в Шляпоберский В. И. Основы техники передачи дискретных сообщений. - М.: "Связь", 1973, стр. 133, рис. 3.25.

Дешифраторы 13.3, 13.4 идентичны описанным в Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений. -М.: "Связь", 1973, стр.142-143, рис. 3.33, стр. 47, рис. 3.38.

Регистр 13.5 реализуется аналогично описанному в книге Гольденберг Л.М., Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. -М.: "Связь"; 1979, стр. 44-45, рис.2.13.

Элемент ИЛИ 13.6 реализуется аналогично описанному в книге Шляпоберский В. И. Основы техники передачи дискретных сообщений. -М.: "Связь", 1973, стр. 44,48-50, рис. 2.4,2.7,2.8.

Триггер 13.7 реализуется аналогично описанному в книге Гольденберг Л. М. , Бутыльский Ю.Т., Поляк М.Н. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. -М.: "Связь"; 1979, стр.67-70, рис. 3.3- 3.7.

Ключ 13.9 реализуется аналогично описанному в книге Гольденберг Л.М. Импульсные устройства. -М. : "Радио и связь". 1981, стр.62, рис.2.33, или в справочнике под редакцией В.П. Боровского Справочник по схемотехнике для радиолюбителя. -К.: "Технiка", 1987, стр. 306-307, рис. 14.3.

ОЗУ 13.2 реализуется аналогично описанному в книге под редакцией Якубовского С.В. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. -М.: "Советское радио", 1979, стр. 137, рис.3.15.

Для сетей связи, структура которых по тем или иным причинам изменяется, перечень путей между любой парой узлов не является постоянным и в общем случае должен определяться заново при каждом изменении структуры сети. Задача управления сетью состоит в том, чтобы для различных ситуаций на сети каждый раз из большого количества возможных путей найти кратчайший.

Устройство управления передачей пакетов данных реализует алгоритм нахождения кратчайшего пути /Статья Бутрименко А.В. "Поиск оптимальных путей по графу при его изменениях" /Изв. АН СССР, ОТН. Техническая кибернетика. -М.: 1964, N6./.

В соответствии с алгоритмом А. В. Бутрименко каждое устройство составляет рельеф сети для своего узла. Процедура составления рельефа заключается в следующем. На ветвях сети (фиг.4) вводятся специальные целочисленные функции, определяющие рельеф. Рассмотрим произвольный узел коммутации (УК), например УК_a. На ветвях, инцидентных УК_a (то есть ветвях, имеющих направление) положим функцию равной 1. Значение функции на ветвях, смежных (соседних) с ними и таких, на которых функция не определена, положим равным 2 и т.д. до тех пор, пока функция не будет задана на всех ветвях. При этом говорят, что сеть с выбранными таким образом значениями функции на ветвях снабжена А-рельефом. Указанным способом формируется рельеф на каждом узле коммутации.

В общем виде рельеф можно записать матрицей вида: r_ij = 1 + V_ij, (3) где V_ij -целочисленная функция, характеризующая кратчайшее расстояние от узла Y_i до узла Y_j.

По существу заявляемое устройство при управлении сетью связи выполняет две операции: операцию формирования рельефа и операцию поиска кратчайшего пути. Поиск кратчайшего пути начинается с момента поступления заявки на выбор пути, а операция формирования рельефа осуществляется всегда в начальный момент пуска системы, в момент удаления или восстановления ребер сети и повторяется периодически с заданной частотой.

Заявляемое устройство управления передачей пакетов данных работает в двух режимах:
- режим передачи данных;
- режим передачи нагрузки в реальном масштабе времени.

Рассмотрим работу устройства во втором режиме, когда задействованы все блоки устройства. Информация о рельефе в последовательном коде поступает на РПП4 от АКС через информационный вход рельефа. После занесения в РПП4 информация в параллельном коде считывается в БПР5 с выхода параллельного кода РПП4, для чего на управляющий вход БПР5 поступает сигнал с третьего выхода ПБ3. В результате чего в БПР5 записывается матрица рельефа. С выхода последовательного кода РПП4 информация в последовательном коде поступает на информационный выход рельефа устройства и далее на АКС и одновременно на второй вход БАК9, который осуществляет проверку правильности принятых от соседних АКС рельефов. Матрицы дополнительных высот формируются в процессе работы устройства в БФДВ 12₁...12_m и записываются в БХДВ 10.

При необходимости обмена информацией в реальном масштабе времени на первый вход АБУС 1 и второй вход БОВК 13 с первого управляющего входа устройства поступает код узла, с которым необходимо установить соединение. Одновременно на первый вход БОВК 13 поступает единичный сигнал о необходимости обмена информацией в реальном масштабе времени с третьего управляющего входа устройства. Все управляющие и информационные входы и выходы устройства подключаются к АКС. В АБУС 1 код узла дешифруется и поступает на первый вход БПР 5 и адресный вход БХДВ 10, т.е. в те ячейки памяти, которые соответствуют узлу, являющемуся конечным пунктом. Одновременно на вторые входы БПР 5 и БХДВ 10 поступают разрешающие сигналы с выхода АБН 2, на вход которого поступает код направления передачи со второго управляющего входа устройства. На управляющие входы БПР 5 и БХВД 10 поступают сигналы с третьего выхода ПБ 3. В результате с выходов БПР 5 и БХВД 10 на входы сумматора 6 поступают сигналы, с помощью которых в сумматоре 6 формируется значение итоговой высоты h. Блок сборки 7 является сопрягающим блоком между многовыходовыми БХДВ 10, БПР5 и маловходовым БСС 8.

Таким образом БСС 8 производит сравнение между целочисленными функциями и производит суммирование минимального числа из множества целочисленных функций с единицей в процессе формирования рельефа. БВН 11 осуществляет выбор кратчайшего направления и выполняет функцию промежуточной памяти при отыскании кратчайшего направления. С БВН 11 сигнал, характеризующий кратчайшее направление (единичный сигнал с соответствующего триггера направлений), поступает через первый управляющий выход устройства в АКС, а также транслируется на третий вход БОВК 13. В БОВК 13 формируется служебный пакет, который с третьего выхода БОВК 13 передается на четвертый управляющий выход устройства и далее через АКС по выбранному направлению передачи. Если от узла, с которым необходимо установить соединение, получается квитанция на служебный пакет, то через АКС и информационный вход квитанции устройства она поступает на четвертый вход БОВК 13. При получении квитанции БОВК 13 формирует сигнал о готовности виртуального канала к передаче информации, который появляется на третьем выходе БОВК 13 и через четвертый управляющий вход устройства поступает на АКС. Если в течение промежутка времени Δt (время работы таймера 13.8) не будет получена квитанция на служебный пакет, БОВК 13 формирует сигнал о невозможности работы по данному маршруту, который поступает со второго выхода БОВК 13 на третий управляющий выход устройства и далее на АКС.

БФДВ 12₁. ..12_m выполняет анализ надежности доставки пакетов по направлению передачи. Структурная схема БФДВ 12₁...12_m представлена на фиг. 3. В БФДВ 12₁. . . 12_m выполняются арифметические операции вида (1). Работу БФДВ 12₁...12_m рассмотрим на примере i-ого блока БФДВ 12_i. Подсчет числа пакетов, поступивших на передачу в данном направлении (в рассматриваемом случае - числа единичных импульсов, поступающих от АКС на второй вход БФДВ 12_i), ведется в первом накапливающем сумматоре 12.6, причем с поступлением первого пакета запускается таймер 12.8. Время работы таймера может изменяться в зависимости от условий работы (передача пакетов по проводным, радио и др. каналам связи) и соответствует длительности одного цикла работы блока. Подсчет числа поступивших от АКС квитанций на третий вход БФДВ 12_i осуществляется во втором накапливающем сумматоре 12.7. Через интервал времени Δt (соответствующий времени работы таймера), на выходе таймера 12.8 появляется единичный сигнал, который одновременно поступает на второй вход первого накапливающего сумматора 12.6 и через линию задержки 12.2 на второй вход второго накапливающего сумматора 12.7. В результате полученные значения n+1 (где n - число переданных пакетов) и k+l (где k - число принятых квитанций) в соответствующих сумматорах считываются в делители 12.3 и 12.4, где производятся соответственно арифметические операции вида: 1/(k+l) и 1/(n+1), а накапливающие сумматоры 12.6 и 12.7 обнуляются. Благодаря линиям задержки 12.1 и 12.2 значения 1/(n+1) и 1/(k+l) одновременно поступают на первый и второй входы сумматора 12.5, где вычисляется их разность. Полученное значение дополнительной высоты r с выхода БФДВ 12_i записывается в соответствующую этому направлению ячейку ОЗУ БХДВ 10. В дальнейшем цикл работы блока повторяется. Одновременная запись и считывание информации из БХДВ 10 исключается, так как сигнал на считывание, поступающий с выхода АБУС 1 на первый вход БХДВ 10, одновременно поступает на первый вход соответствующего БФДВ 12₁... 12_m и блокирует считывание информации из соответствующего элемента БФДВ12₁.. .12_m.

Следует отметить, что операции формирования рельефа (основных высот) в БПР5 и БФДВ12₁...12_m в БХДВ 10 осуществляется независимо друг от друга. Если формирование рельефа (основных высот) осуществляется периодически или в момент выхода из строя (восстановления) направления, то формирование дополнительных высот ведется непрерывно.

БОВК 13 служит для формирования управляющих сигналов на АКС. Структурная схема БОВК 13 представлена на фиг.2.Блок работает следующим образом. При поступлении от АКС на второй вход БОВК 13 последовательного кода узла он записывается в регистр 13.5 при условии наличия единичного сигнала на первом входе БОВК 13 и соответственно первом входе ключа 13.9. Наличие данного единичного сигнала, поступающего от АКС на третий управляющий вход устройства, будет свидетельствовать о необходимости передачи информации в реальном масштабе времени. При поступлении на третий вход БОВК 13 управляющего единичного сигнала от БВН 11 происходит считывание параллельного кода адреса узла с регистра 13.5 в первый дешифратор 13.3, в котором происходит его декодирование (дешифрация). Комбинация на выходе дешифратора 13.3 соответствует адресу служебного пакета, записанного в ОЗУ, который предназначен для передачи в выбранном направлении. Под действием единичного сигнала, поступающего через линию задержки 13.1 с БВН 11, происходит считывание служебного пакета, соответствующего выбранному направлению, с выхода ОЗУ 13.2 и далее на первый выход БОВК 13 и на второй управляющий выход устройства. Одновременно с этим единичный сигнал с линии задержки 13.1 запускает таймер 13.8, время работы которого составляет Δt. Если в течение этого промежутка времени будет получена квитанция на служебный пакет, которая поступает на четвертый вход БОВК 13 с информационного входа квитанции устройства, то на выходе второго дешифратора 13.4 и соответственно на первом входе элемента ИЛИ 13.6 и первом входе триггера 13.7 появится единичный сигнал, под воздействием которого на первом выходе триггера 13.7 и соответственно на третьем выходе БОВК 13 и четвертом управляющем выходе устройства появится единичный сигнал, свидетельствующий об установлении виртуального канала. Одновременно сигнал с выхода дешифратора 13.4 установит в исходное состояние таймер 13.7 и через элемент ИЛИ 13.6 регистр 13.5. Если в течение промежутка времени Δt квитанция не будет получена, то на выходе таймера 13.8 появится единичный сигнал, который поступит на вторые входы триггера 13.7 и элемента ИЛИ 13.6, а также на второй вход (сброса) таймера 13.8. Этим сигналом через элемент ИЛИ 13.6 также производится установка регистра 13.5 в исходное состояние и остановка (сброс) таймера 13.8. На втором выходе триггера 13.7 появится единичный сигнал, сигнализирующий о том, что виртуальный канал не образован. Данный сигнал транслируется через второй выход БОВК 13 на третий управляющий выход устройства и далее на АКС.

В режиме передачи данных устройство работает аналогично режиму передачи нагрузки в реальном масштабе времени, за исключением того, что в работе устройства не принимает участие БОВК 13, так как сигнал от АКС на третий управляющий вход устройства не поступает.

Об эффективности заявляемого устройства можно судить исходя из его функциональных возможностей. Во-первых, оно реализует децентрализованную процедуру управления, во-вторых, обеспечивает управление как передачей данных, так и других видов информации, в-третьих, обеспечивает высокую надежность доставки пакетов по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

1. Устройство управления передачей пакетов данных, содержащее адресный блок установления соединений, адресный блок направлений, программный блок, регистр приема-передачи, блок памяти рельефа, блок сборки, блок сравнения и суммирования, блок автоматического контроля, блок выдачи направлений, причем первый вход адресного блока установления соединений является первым управляющим входом устройства, а его выход соединен с первым входом блока памяти рельефа, первый вход адресного блока направлений является вторым управляющим входом устройства, а его выход соединен со вторым входом блока памяти рельефа, первый выход программного блока соединен с управляющим входом адресного блока установления соединений, второй выход программного блока соединен с управляющим входом блока сравнения и суммирования, третий выход программного блока соединен с управляющим входом блока памяти рельефа, четвертый выход программного блока соединен с управляющим входом блока выдачи направлений, пятый выход программного блока соединен с управляющим входом адресного блока направлений, выход блока сборки соединен с первым входом блока сравнения и суммирования, выход которого соединен со вторым входом блока выдачи направлений, выход которого является первым управляющим выходом устройства, вход регистра приема-передачи является информационным входом рельефа устройства и соединен с первым входом блока автоматического контроля, выход последовательного кода регистра приема-передачи соединен со вторым входом блока автоматического контроля, выход блока автоматического контроля соединен с выходом последовательного кода регистра приема-передачи и является информационным выходом рельефа устройства, выход параллельного кода регистра приема-передачи соединен с входом информации блока памяти рельефа, отличающееся тем, что дополнительно введены сумматор, блок хранения дополнительных высот, m блоков формирования дополнительных высот, где m = 1, 2, 3 ... - число обслуживаемых направлений связи, а также блок образования виртуального канала, причем первый вход адресного блока установления соединений соединен со вторым входом блока образования виртуального канала, первый вход блока образования виртуального канала является третьим управляющим входом устройства, выход блока выдачи направлений соединен с третьим входом блока образования виртуального канала, четвертый вход которого является информационным входом квитанции устройства, первый, второй и третий выходы блока образования виртуального канала являются соответственно вторым, третьим и четвертым управляющими выходами устройства, выход блока памяти рельефа соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен со входом блока сборки, третий выход программного блока соединен с управляющим входом блока хранения дополнительных высот, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход адресного блока направлений соединен со вторым входом блока хранения дополнительных высот, выход адресного блока установления соединений соединен параллельно с первым входом блока хранения дополнительных высот, первыми входами m блоков формирования дополнительных высот, выходы m блоков формирования дополнительных высот соединены соответственно с адресными входами блока хранения дополнительных высот, вторые и третьи входы m блоков формирования дополнительных высот являются соответственно m двухвходовыми группами информационных входов устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок образования виртуального канала содержит линию задержки, оперативное запоминающее устройство, первый и второй дешифраторы, регистр, элемент ИЛИ, триггер, таймер и ключ, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами блока образования виртуального канала, а выход соединен с входом записи регистра, первый вход линии задержки соединен со входом чтения регистра и является третьим входом блока образования виртуального канала, выход элемента ИЛИ соединен с входом сброса регистра, выход которого соединен со входом первого дешифратора, первый выход которого соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства, выход которого является первым выходом блока образования виртуального канала, выход линии задержки соединен параллельно со вторым входом оперативного запоминающего устройства и входом запуска таймера, вход второго дешифратора является четвертым входом блока образования виртуального канала, а его выход соединен параллельно с первым входом элемента ИЛИ, первым входом триггера и входом сброса таймера, выход которого соединен параллельно со вторым входом элемента ИЛИ, вторым входом триггера и входом сброса таймера, первый и второй выходы триггера являются соответственно третьим и вторым выходами блока образования виртуального канала, второй выход первого дешифратора соединен со вторым входом линии задержки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования дополнительных высот содержит первую и вторую линии задержки, первый и второй делители, сумматор, первый и второй накапливающие сумматоры и таймер, причем третий вход сумматора является первым входом блока формирования дополнительных высот, выход сумматора является выходом блока формирования дополнительных высот, вход таймера соединен с первым входом первого накапливающего сумматора и является вторым входом блока формирования дополнительных высот, выход первого накапливающего сумматора соединен со входом первого делителя, выход которого соединен со входом первой линии задержки, выход которой соединен с первым входом сумматора, выход таймера соединен параллельно со вторым входом первого накапливающего сумматора и входом второй линии задержки, выход которой соединен со вторым входом второго накапливающего сумматора, выход которого соединен со входом второго делителя, выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый вход второго накапливающего сумматора является третьим входом блока формирования дополнительных высот.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4