Цифровой сетевой комплекс

Изобретение относится к системам передачи информации, в частности к радиосистемам обмена цифровой информацией в группе абонентов, имеющей иерархическую структуру. Достигаемый технический результат - повышение надежности и минимизация времени доставки срочных сообщений в системе связи группы иерархически соединенных абонентов. Поставленная задача достигается тем, что в цифровом сетевом комплексе узлы связи ранжированы на три уровня, причем первый уровень содержит один главный узел связи, второй уровень содержит опорные узлы связи, третий уровень содержит исполнительные узлы связи. Каждый узел связи имеет два приемопередатчика, подключенных к устройству обработки сигнала. Узлы связи соединены каналами связи, причем основной канал связывает первые приемопередатчики узлов связи первого и второго уровней, вспомогательный канал связывает вторые приемопередатчики первого и третьего уровней, а каждый автономный канал связи связывает второй приемопередатчик одного из опорных узлов с первыми приемопередатчиками соответствующих исполнительных узлов связи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам передачи информации, в частности к радиосистемам обмена цифровой информацией в группе абонентов, имеющей иерархическую структуру.

Известен ряд классических схем сетевого взаимодействия (Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб, изд-во "Питер", 1999. - 672 с., стр.43-45, [1]), применение которых для иерархически связанных абонентов представляется нерациональным ввиду особенностей работы с указанными топологиями сетей.

Иерархическая структура группы требует включения в состав сообщения идентификатора приоритета, при этом задерживаются сообщения, имеющие более низкий приоритет. В то же время при использовании наиболее распространенных в локальных сетях технологий Ethernet, в которых в качестве метода разделения среды передачи данных применяется метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD), в условиях большой загрузки сети вообще не существует гарантии, что станция сможет когда-нибудь получить доступ к среде [1, стр.193-197].

В сетях с маркерным методом доступа (Token Ring, FDDI, ArcNet, MAP) право на доступ к сети передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. [1, стр.222-224]. В этом случае время полного цикла передачи информации в группе абонентов зависит от их числа. Чем больше количество абонентов сети, тем дольше длится цикл обмена информации между ними, чем заметно снижается оперативность передачи сообщений.

В качестве прототипа выбран цифровой комплекс, описанный в патенте (Патент Франции 2570233 кл. H04L 25/30, 1986 г. Способ создания цифровой асинхронной сети). Абоненты этого комплекса связаны тремя каналами связи: основным, вспомогательным и каналом синхронизации по времени. В этом комплексе не существует иерархии, абоненты имеют равные права при получении доступа к каналу связи, а вспомогательный канал используется для передачи служебной информации, например, о состоянии канала и возникающих при передаче информации коллизиях. Надежность и скорость передачи сообщений в подобной системе зависит от числа имеющихся запросов на получение доступа к каналу. При этом возможны ситуации, в которых сообщения, отправленные главным узлом связи и требующие немедленной реакции подчиненных абонентов, стоят в очереди ожидания передачи и не будут обслужены системой связи в нужное время или будут совсем потеряны.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и минимизация времени доставки срочных сообщений в системе связи группы иерархически соединенных абонентов.

Поставленная задача достигается тем, что в цифровом сетевом комплексе, содержащем узлы связи, каждый из которых имеет приемопередатчик, подключенный к устройству обработки сигнала, а также основной и вспомогательный каналы, связывающие приемопередатчики, в отличие от указанного выше прототипа каждый узел связи имеет дополнительно второй приемопередатчик, узлы связи ранжированы на три уровня, причем первый уровень содержит один главный узел связи, второй уровень содержит опорные узлы связи, третий уровень содержит исполнительные узлы связи. Каждый исполнительный узел связи связан с одним из опорных узлов связи, а кроме основного и вспомогательного реализованы автономные каналы связи, причем основной канал связывает первые приемопередатчики узлов связи первого и второго уровней, вспомогательный канал связывает вторые приемопередатчики первого и третьего уровней, а каждый автономный канал связи связывает второй приемопередатчик одного из опорных узлов с первыми приемопередатчиками соответствующих исполнительных узлов связи. С целью оптимизации передачи информации от главного узла связи к исполнительным узлам связи цифровой сетевой комплекс предлагается реализовать таким образом, что второй уровень содержит 2-4 опорных узла, а третий уровень содержит по 2-4 исполнительных узла связи, соединенных с соответствующими опорными узлами. Таким образом, предлагается организация цифрового сетевого комплекса, в котором имеется возможность параллельной передачи сообщений от главного к подчиненным узлам связи по выделенному вспомогательному каналу.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами (фиг.), где

1 - главный узел связи (первый уровень) (ГУ);

2 - опорные узлы связи (второй уровень) (ОУ);

3 - исполнительные узлы связи (третий уровень) (ИУ);

4 - устройство обработки сигнала (УОС);

5 - F1 - первые приемопередатчики узлов;

6 - F2 - вторые приемопередатчики узлов;

7 - основной канал связи;

8 - вспомогательный канал связи;

9 - автономный канал связи.

В нормальном режиме функционирования главный узел связи 1 передает сообщения к исполнительным узлам 3 через опорные узлы связи 2. При наличии экстренного сообщения, требующего немедленной реакции подчиненного абонента, главный узел связи 1 осуществляет передачу информации исполнительному узлу связи 3 посредством вспомогательного канала связи 8, который используется лишь для передачи подобных сообщений, вероятность возникновения которых невелика.

Подобная организация сети позволяет осуществлять параллельный одновременный обмен информацией между опорными узлами 2 и соответствующими им исполнительными узлами 3 по автономным каналам связи 9, что сокращает время полного цикла обмена информацией в группе абонентов и исключает существенные задержки. При этом экстренные сообщения доставляются по свободному вспомогательному каналу связи 8.

Главный, опорные и исполнительные узлы связи комплекса могут быть построены на основе цифровой радиостанции (например, M3TR) (Практика электронно-цифрового боя. Информационно-аналитические материалы управления начальника вооружения вооруженных сил Российской федерации. - Москва, 2002. - 275 с., стр.151-152, [3]), обеспечивающей независимую передачу по двум независимым каналам связи или на основе двух одноканальных цифровых радиостанций (например, RF-5800H-MP [3, стр.153]). Обработка получаемой информации производится с помощью устройства обработки сигнала (например, портативный компьютер THOMPAD 2000 [3, стр.234-235]). В качестве интерфейсов основного, вспомогательного и автономных каналов связи могут быть выбраны стандартные интерфейсы (например, Ethernet или RS-232C).

Цифровой сетевой комплекс может быть применен в качестве системы связи группы стационарных или мобильных объектов с иерархической структурой построения.

Реализация цифрового сетевого комплекса выгодно отличается от известных тем, что позволяет избежать коллизий при передаче сообщений, не загружать служебной информацией вспомогательный канал связи, не включать в структуру сообщений идентификатор приоритета. В результате эффективность передачи сообщений повышается за счет повышенной надежности и меньшего времени их доставки.

1. Цифровой сетевой комплекс, содержащий узлы связи, каждый из которых включает приемопередатчик, соединенный с устройством обработки сигнала, а также основной и вспомогательный каналы, связывающие приемопередатчики, отличающийся тем, что дополнительно каждый узел связи содержит второй приемопередатчик, организованы автономные каналы связи, а узлы связи ранжированы на три уровня, причем первый уровень содержит один главный узел связи, второй уровень содержит опорные узлы связи, третий уровень содержит исполнительные узлы связи, при этом основной канал связывает первые приемопередатчики узлов связи первого и второго уровней, вспомогательный канал связывает вторые приемопередатчики первого и третьего уровней, а каждый автономный канал связи связывает второй приемопередатчик одного из опорных узлов с первыми приемопередатчиками соответствующих исполнительных узлов связи.

2. Цифровой сетевой комплекс по п.1, отличающийся тем, что второй уровень содержит 2-4 опорных узла, а третий уровень содержит по 2-4 исполнительных узла связи, связанных с соответствующими опорными узлами.