Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации и система для его реализации



Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации и система для его реализации
Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации и система для его реализации
Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации и система для его реализации
Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации и система для его реализации

 


Владельцы патента RU 2580667:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской Академии Наук (RU)

Изобретение относится к области оптической связи и может быть использовано в средствах коммутации цифровых устройств, в котором выполняется оптическая беспроводная коммутация устройств. Технический результат состоит в обеспечении коммутации устройств с выбором направления передачи сигналов источником включением отдельных лазеров, выбираемых из группы лазеров. Для этого система содержит в каждом участвующем в коммутации объекте демультиплексоры с группой лазеров, выбираемых и включаемых этим объектом, и вне участвующих в коммутации объектов содержит ретрорефлекторные модули, причем каждому лазеру демультиплексора постоянно соответствует только один из ретрорефлекторных модулей, получающих передаваемые в свободном пространстве сигналы этого лазера и возвращающих их в направлении источника сигнала, причем поступающие в модуль сигналы лазеров различаются по частоте, причем каждый ретрорефлекторный модуль соответствует одному или нескольким участвующим в коммутации объектам и содержит двоичные элементы памяти, управляемые этим объектом и запрещающие или разрешающие ретрорефлекторному модулю возвращать полученный от демультиплексора соответствующий элементу памяти сигнал, если элемент памяти установлен соответственно в запрещающее или разрешающее возврат сигнала состояние. Участвующий в коммутации объект - источник для выбора получающих сигналы объектов - приемников выбирает в демультиплексоре и включает лазеры для посылки сигналов одновременно группе поставленных в соответствие приемникам ретрорефлекторных модулей и через них приемникам, модулируя сигналами источника направляемые в модуль сигналы приемника, причем приемник вносит в память соответствующего ему ретрорефлекторного модуля информацию о состоянии приемника, а источник проверяет состояние этой памяти для выбора своих действий с приемником. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в качестве средства коммутации цифровых устройств.

Система коммутации - центральное звено современной управляющей и вычислительной системы, формирующая систему в целом из совокупности не связанных между собой активных устройств обработки данных (далее объектов, если не требуется детализация). От нее одновременно требуются отсутствие внутренних конфликтов коммутации, высокая скорость коммутации, отказоустойчивость.

Часто невозможно спланировать обращение источников сообщений к приемнику сообщений и избежать конфликтов на входе приемника сообщений (конфликтов, внешних по отношению к системе коммутации). Требуется быстро устранять внешние конфликты средствами системы коммутации.

Часто также требуется одновременно посылать сообщение одного источника группе приемников и иметь возможность быстро изменять состав группы таких приемников.

Для ускорения выполнения поступающих в систему коммутации заявок на соединение источников и приемников информации требуется быстро определять состояние приемников (в частности возможность приемников получать в текущий момент передаваемое сообщение). Ускорение достигается, если сведения о состоянии приемников хранятся в системе коммутации и не требуется их получать, обращаясь непосредственно к приемникам.

Перечисленные требования трудно обеспечить средствами электроники. Задача упрощается при использовании предложенных в патенте средств оптоэлектроники.

Для удовлетворения перечисленным требованиям в патенте предлагаются система и способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации.

В качестве прототипа использованы известные способ повышения отказоустойчивости распределенной оптической коммутации и реализующий его бесконфликтный беспроводной ретрорефлекторный коммутатор, приведенные в патенте №2538314 и статье (Организация коммутируемых непосредственных соединений активных объектов сложных цифровых систем // Управление большими системами. - М.: ИПУ РАН, 2014. вып. 49. С. 148-165, _results_new.php?publication_id=19284).

В прототипе источник для отправки цифрового сообщения в заданный приемник направляет его в промежуточный ретрорефлекторный модуль (RCM) и далее в приемник, используя лазерный луч, ориентированный в пространстве с помощью оптического демультиплексора. В такой конструкции каждый источник/приемник сообщения содержит два демультиплексора и совокупность демультиплексоров всех источников действует как распределенный коммутатор, соединяющий источники и приемники сообщений через соответствующие приемникам модули RCM. В прототипе предложены два вида оптических демультиплексоров - первый из них выбирает направление оптического луча, изменяя ориентацию микрозеркал, второй с той же целью использует переключатели на соединениях ванадия, которые переходят из состояния пропускающего свет в состояние его отражающее.

Недостатки притотипа. Первый тип демультиплексора прототипа в настоящее время требует на переключение не менее трех микросекунд, что для многих приложений медленно. Второй демультиплексор может выполнять переключение в фемтосекундном диапазоне, но для него характерно наличие помехи: при проходе света через элементы демультиплексора часть его проходит через другие элементы и создает помехи на выходе. Для борьбы с помехами приходится вводить ослабители помехи, которые ослабляют также, но в меньшей степени, полезный сигнал, что ведет к энергетическим потерям.

В прототипе источник сообщения не может послать сообщение одновременно группе приемников и тем самым не удовлетворяется указанное выше требование одновременной групповой передачи сообщения. В прототипе также не хранятся распределенно, вне приемников, сведения о их состоянии. Чтобы определить это состояние, требуется достаточно медленное обращение непосредственно к приемнику.

Задача настоящего изобретения - устранить указанные недостатки прототипа.

Технический результат для системы коммутации состоит в том, что в нее введены распределенные технические средства для коммутации сигналов непосредственно лазерами, для одновременной передачи сообщения источника группе приемников, технические средства для фиксирования состояния приемников, находящиеся вне приемников.

Технический результат для системы достигается тем, что система содержит в каждом участвующем в коммутации объекте демультиплексоры с группой лазеров, выбираемых и включаемых этим объектом, и вне участвующих в коммутации объектов содержит ретрорефлекторные модули, причем каждому лазеру демультиплексора постоянно соответствует только один из ретрорефлекторных модулей, получающих передаваемые в свободном пространстве сигналы этого лазера и возвращающих их в направлении источника сигнала, причем поступающие в модуль сигналы лазеров различаются по частоте, причем каждый ретрорефлекторный модуль соответствует одному или нескольким участвующим в коммутации объектам и содержит двоичные элементы памяти, управляемые этим объектом и запрещающие или разрешающие ретрорефлекторному модулю возвращать полученный от демультиплексора соответствующий элементу памяти сигнал, если элемент памяти установлен соответственно в запрещающее или разрешающее возврат сигнала состояние.

Технический результат для способа состоит в выполнении высокоскоростной коммутации передаваемых сообщений, в том числе сообщений, одновременно передаваемых одним источником группе приемников, коммутации, исключающей взаимные помехи от одновременно передаваемых разными источниками сигналов сообщений, а также в распределенном хранении вне приемников сведений о состоянии приемников.

Технический результат для способа коммутации достигается тем, что участвующий в коммутации объект - источник для выбора получающих сигналы объектов - приемников выбирает в демультиплексоре и включает лазеры для посылки сигналов одновременно группе поставленных в соответствие приемникам ретрорефлекторных модулей и через них приемникам, модулируя сигналами источника сигналы приемника, направляемые в модуль приемником и возвращаемые ему модулем, причем приемник вносит в память соответствующего ему ретрорефлекторного модуля информацию о состоянии приемника, а источник определяет состояние этой памяти для выбора своих действий с приемником.

Техническая сущность и принцип действия предложенной системы поясняются чертежами.

Фиг. 1. Демультиплексор для одновременной связи с группой приемников

Фиг. 2. Блок лазеров с устройством управления

Фиг. 3. Ретрорефлекторный модуль

Фиг. 4. Система неподвижных зеркал

Фиг. 5. Зона размещения приемников сигналов

Фиг. 6. Частично прозрачное зеркало

Фиг. 7. Компоненты коммутатора каждого коммутируемого объекта

Фиг. 8. Пример системы коммутируемых объектов

Фиг. 9. Демультиплексор для связи с одним приемником

Фиг. 10. Блок лазеров с устройством управления для связи с одним приемником

Приведенные на чертежах устройства следует рассматривать как примеры технической реализуемости предлагаемых в патенте системы и способа.

Краткое описание предлагаемой системы коммутации. Коммутируемые объекты содержат встроенные в них средства распределенной оптической коммутации и вне этих объектов находятся ретрорефлекторные модули (далее RCM). Первые средства содержат источники и приемники оптических сигналов, а также демультиплексоры этих сигналов, включающие наборы лазеров в количестве, достаточном для выполнения коммутации объектов. Лазеры в наборе располагаются произвольно, например, в виде линии или решетки на плоскости (далее наборы лазеров считаются решетками лазеров). Демультиплексор выбирает в решетке лазеров лазеры, которые могут направить свои сигналы в требуемые ретрорефлекторные модули. Каждому ретрорефлекторному модулю соответствует лазер или несколько лазеров в решетке лазеров. Ретрорефлекторные модули содержат элементы памяти, информацию в которые записывают лазеры демультиплексоров, причем эта информация меняет возможность ретрорефлекторного модуля возвращать сигналы их источнику, что влияет на взаимодействие модуля с коммутируемыми объектами.

Краткое описание предлагаемого способа коммутации. Ретрорефлекторные модули действуют как посредники между источниками и приемниками оптических сигналов (в том числе сигналов сообщений). При этом источник посылает сигналы не непосредственно в приемник, а в выделенный для связи с приемником ретрорефлекторный модуль, изменяя его состояние. Приемник для получения сообщения источника направляет в ретрорефлекторный модуль сигналы, опрашивающие состояние модуля, и получает в результате значение поступающих в этот модуль сигналов источника. Используя демультиплексор, объект - источник может посылать сообщение одновременно группе приемников. Также группа приемников может получить сообщение одного источника, одновременно обращаясь к ретрорефлекторному модулю, которому посылает сообщение источник. Объект в частности может изменять состояние внутренней памяти выделенного ему ретрорефлекторного модуля для наиболее быстрого информирования других объектов о своих возможностях по взаимодействию с ними.

Поступающие в ретрорефлекторный модуль сигналы от лазеров демультиплексоров модуль возвращает в фотоприемники пославших сигналы объектов.

Подробное описание предлагаемой системы коммутации. Система состоит из демультиплексоров, находящихся в каждом источнике и приемнике сообщений, и группы промежуточных ретрорефлекторных модулей, расположенных вне коммутируемых объектов так, что посылаемые объектами оптические сигналы поступают в выбранный объектом модуль.

Рассмотрим конструкцию распределенного коммутатора, расширяющего возможности коммутатора прототипа. Начнем рассмотрение с демультиплексора, приведенного на фиг. 1.

Здесь 1 - набор внешних сигналов, посылаемых объектом для управления лазерами решетки, 2 - входы сигналов сообщения и служебных сигналов, блок 3 - группа лазеров с устройством управления, 4 - блок формирования сигнала питания лазеров решетки, 5 - регистр, 6 - контроллер.

Узлы демультиплексора взаимодействуют следующим образом. От блока формирования сигнала питания лазеров 4 при подаче сигналов группы 2, управляющих блоком 4, сигнал питания поступает на все блоки 3. Как показано на фиг. 2, эти сигналы при наличии сигнала логическая единица в разряде поступающего от объекта набора внешних сигналов включат соответствующие разряду лазеры решетки.

Таким образом, включаются лазеры, которые должны одновременно выдать оптические сигналы. Эти сигналы должны поступить в модуль RCM, соответствующий выбранным лазерам.

Демультиплексор может применяться в двух конфигурациях: он может составлять единое целое с конструкцией коммутируемого объекта или выполняться как отдельное устройство. В первом случае нет необходимости в узлах 5 и 6 на фиг. 1, так как даже при большом количестве связей 1 эти связи находятся внутри интегральной схемы. Во втором случае большое количество вводов в демультиплексор вызывает трудности. Предлагается в этом случае добавить сдвиговый регистр 5, в который загрузка сигналов 1 выполняется последовательно. Дополнительно можно ввести программируемый контроллер 6, который имеет связь с коммутируемым объектом и с регистром. Загрузка данных из памяти контроллера в регистр 5 выполняется полностью параллельно или несколькими группами сигналов.

Рассмотрим устройство блока 3 из фиг. 1, приведенного на фиг. 2. Здесь 1 - набор внешних сигналов, посылаемых объектом для управления лазерами решетки, 2 - группа сигналов выбора сигнала питания лазеров, 3 - ключи, 4 - узел выдачи сигналов питания лазеров, 5 - группа лазеров решетки, излучение которых должно направляться в один и тот же модуль RCM. Узел 4 и группа сигналов 2 общие для всех блоков 3 и на фиг. 1 имеют обозначения 4 и 2 соответственно. Если входной сигнал 1 находится в состоянии «1», то ключи группы 3 включены. Если на вход элемента 4, формирующего сигналы питания лазера, поступают сигналы управления и передаваемого сообщения - 2, то через ключи сигналы питания включают выбранные лазеры, и оптические сигналы лазеров направляются на модуль RCM. Как будет показано ниже, излучаемые выбранными лазерами сигналы в различных ситуациях должны иметь разные частоты. Предпочтительно использовать лазеры, частота излучения которых меняется при изменении сигнала, управляющего работой лазера (например, управляющего током питания лазера). Альтернативное решение - лазер имеет одну, только ему соответствующую частоту генерируемого сигнала. Второй вариант требует большего количества оборудования, но лазеры с фиксированной частотой генерации в настоящее время более широко распространены. Далее изложение будет в основном ориентировано на наличие перестраиваемых лазеров.

Таким образом, средства фиг. 1 и 2 выбирают набор и частоту сигналов, посылаемых демультиплексором одновременно по всем выбранным связям.

Рассмотрим элементы памяти, добавленные в конструкцию модуля RCM прототипа. Конструкция нового модуля RCM показана на фиг. 3. Здесь 1 - ретрорефлектор, 2, 3, 4 - фильтры, 5 - элемент управления с памятью, 6-8 - фотоприемники, 9 - оптические сигналы, поступающие в RCM и возвращаемые объекту. На фиг. 3 показан ретрорефлектор - катафот, наряду с катафотом может быть использован ретрорефлектор типа «кошачий глаз». Новыми по сравнению с прототипом здесь являются связки «фотоприемник сигнала демультиплексора - элемент памяти - светофильтр».

Рассмотрим функционирование предлагаемого модуля RCM. Поступающие извне в RCM сигналы (9) лазеров вначале проходят через последовательность фотоприемников 6-8, каждый из которых принимает сигнал только одной характерной для него частоты из частот, генерируемых лазерами. Имеется такое же количество светофильтров, каждым из которых управляет сигнал, поступающий от соответствующего фильтру фотоприемника. Часть фильтров связана непосредственно с фотоприемником, для части фильтров в разрыв такой связи помещен элемент управления с памятью. Для упрощения чертежа показаны две пары фотоприемник и фильтр, соединенные непосредственно, и одна пара, соединенная через элемент управления с памятью, хотя количество пар может быть произвольное. При поступлении сигнала от фотоприемника каждый фильтр прекращает пропускать частоту, на которую настроен фильтр, все другие частоты фильтры пропускают. Предполагается также, что фотоприемники пропускают через себя все частоты, излучаемые лазерами. Элемент управления с памятью 5 позволяет делать управляемый им фильтр непрозрачным, пока элемент памяти не будет возвращен в исходное состояние, делающее фильтр прозрачным. Допускается использовать светофильтры и фотоприемники с другими свойствами, если только изменение их расположения, отличающееся от приведенного выше, не приведет к нарушению способа использования данного распределенного коммутатора.

В большинстве применений распределенного коммутатора площадь решетки лазеров меньше площади, занимаемой модулями RCM. При этом выше предполагается, что лучи лазеров выходят параллельно друг другу. Требуемое для прихода сигнала в RCM изменение направления может достигаться тремя способами. Во-первых, лазеры решетки могут быть ориентированы в требуемых направлениях. Во-вторых, на выходе каждого лазера может быть установлена призма, направляющая луч лазера в требуемом направлении. Наконец, каждый объект может иметь систему неподвижных зеркал, количество которых равно количеству модулей RCM. Эти зеркала ориентируют лучи, как показано на фиг. 4. Здесь 1 - решетка лазеров, 2 - выходящие параллельно лучи лазеров, 3 - зеркала, направляющие лучи лазера на модули RCM.

Объект кроме демультиплексора имеет группу фотоприемников, которые принимают сигналы, возвращаемые модулями RCM.

Фотоприемники в объекте должны располагаться так, чтобы получать все эти сигналы и при этом не мешать передаче сигналов лазеров в RCM.

Два примера такого расположения фотоприемников показаны на фиг. 5 и 6. На фиг. 5 луч одного из лазеров 3 решетки лазеров 4 направляется в RCM-1. За счет дифракции луч расширяется и в RCM занимает площадь 2, увеличенную по сравнению с площадью выхода луча из лазера. Отраженный луч имеет в объекте площадь 5, превышающую размер решетки лазеров. В пределах этой площади можно разместить фотоприемники объекта.

На фиг. 6 луч 4 одного из лазеров решетки лазеров 5 проходит через частично прозрачное зеркало 2, попадает в модуль RCM-1, возвращается его ретрорефлектором в зеркало 2 и отражается им в направлении 3 расположения фотоприемников объекта. Как и на фиг. 5, луч подвергается дифракции, не показанной для упрощения на фиг. 6.

На фиг. 7 показаны компоненты распределенного коммутатора, используемые каждым коммутируемом объектом. Здесь 1 - объект, 2 - два ретрорефлектора, 3 - две группы фотоприемников, 4 - две группы зеркал, направляющих лучи лазера на модули RCM, 5 - сигналы, посылаемые между объектом и RCM, 6 - модуль RCM. Потребность в двух компонентах 2, 3, 4 вызвана возможностью объектов одновременно посылать сигналы в модуль RCM для приема и передачи сообщений, направляемых в разные модули RCM. Такой режим рассмотрен далее в описании способа использования распределенного коммутатора.

На фиг. 8 показан пример системы коммутируемых объектов и модулей RCM. Здесь показаны m модулей RCM и n коммутируемых объектов. Сплошные линии означают связи между RCM и объектами - приемниками сообщений, пунктирная линия - связь источника сообщения с RCM. Связи могут устанавливаться в динамике. Здесь источник Οl посылает сообщение приемнику On, приемники Οl и Oj совместно используют общий RCMk.

Следует отметить, что на фиг. 7 можно ограничиться только одним демультиплексором в источнике сообщений, если закрепить конкретные модули RCM за приемниками сообщений, но это ограничит функциональные возможности системы коммутации и ухудшит ее отказоустойчивость.

Если в конкретных применениях предлагаемого распределенного коммутатора можно исключить одновременную передачу сигналов в несколько модулей RCM, то устройства на фиг. 1 и 2 упрощаются, как показано на фиг. 9 и 10. На фиг. 9 лазеры расположены в виде решетки. Здесь блок 1 - дешифратор адреса строк решетки лазеров, блок 5 - дешифратор адреса столбцов решетки лазеров, блок 3 - группа лазеров с устройством управления, 2 - входы сигналов сообщения и служебных сигналов, 4 - блок формирования сигнала питания лазеров решетки. Упрощение сводится к использованию коротких кодов адресов вместо слова с числом разрядов, равным количеству модулей RCM.

В измененном блоке 3, показанном на фиг. 10, по сравнению с блоком 3 на фиг. 2 добавлен только элемент 1 логическое «И».

Дальнейшее упрощение достигается, если исключить возможность одновременной передачи сигналов разной частоты на один и тот же модуль RCM и использовать перестраиваемый по частоте лазер. При этом по сравнению с фиг. 2 на фиг. 10 останется только один ключ 3 и один лазер 5.

Подробное описание предлагаемого способа коммутации. Последовательно рассмотрим основные операции, выполняемые по предлагаемому способу с привлечением средств предлагаемой системы:

- бесконфликтная передача сообщения отдельному приемнику,

- одновременная передача сообщения одного источника группе приемников,

- ответ приемника источникам,

- одновременное получение сообщения приемником (приемниками) от нескольких источников,

- определение возможности передачи сообщения приемникам,

- обнаружение конфликта доступа источников к приемнику сообщения,

- устранение конфликта доступа источников к приемнику сообщения.

1. Бесконфликтная передача сообщения отдельному приемнику. Объект - источник сообщения выбирает в решетке лазер, который будет посылать непрерывный луч в направлении модуля RCM, используемого приемником посылаемого источником сообщения. Задается частота ft передачи сигналов сообщения, и сообщение передается включением или выключением луча в соответствии со значениями битов сообщения. Кроме включения/выключения лазера, работающего на частоте ft, можно передавать сообщения, посылая сигналы лазера на частотах ft1 и ft2 в соответствии со значениями битов сообщения. Приемник сообщения посылает в модуль RCM непрерывный сигнал приема, имеющий частоту fr (или два непрерывных сигнала частот fr1 и fr2 при работе источника с сигналами ft1 и ft2). При необходимости может быть использован также дополнительно синхросигнал. Модуль RCM модулирует возвращаемые в приемник сигналы приемника сигналами источника сообщения, что и обеспечивает прием сообщения источника.

Кроме этого, источник посылает в указанный выше RCM непрерывный сигнал ftr (он может не отличаться от сигнала fr). Модуль RCM модулирует сигнал ftr сигналами ft поступающего в RCM сообщения, что позволяет источнику получить свое сообщение, посылаемое в RCM. Любые объекты, посылающие в данный модуль RCM сигналы ftr, также получают передаваемое источником сообщение.

2. Одновременная передача сообщения одного источника группе приемников. Эта передача имеет два варианта.

- Первый вариант. Источнику известны адреса приемников. Объект - источник посылает сигналы в блоки 3 (фиг. 2) своего демультиплексора. Эти блоки направят свои сигналы в группу RCM, соответствующую группе требуемых приемников. Используя блок выдачи сигналов питания лазеров 4 для включения/выключения выбранных лазеров, источник передаст одновременно свое сообщение группе приемников.

- Второй вариант. Адреса приемников неизвестны. Приемникам известен адрес источника. Объекты - приемники посылают свои сигналы частоты fr в модуль RCM, соединенный с источником, и одновременно получают сообщение источника.

3. Ответ приемника источникам. Приемник посылает ответ источнику, модулируя свой сигнал fr. Этот ответ одновременно получат все объекты, посылающие непрерывный сигнал ftr в RCM приемника.

4. Одновременное получение сообщения приемником (приемниками) от нескольких источников. Пусть имеется группа объектов, которым требуется сообщить другим объектам об изменении своего состояния, причем первые объекты не знают состав группы вторых объектов. Он может изменяться в зависимости от текущего состояния системы в целом.

В этой ситуации первые объекты устанавливают элемент 5 управления с памятью в своем RCM в режим пропускания света соответствующим светофильтром. Начальное состояние элемента 5 запрещает пропускание света через фильтр. Приемник такой информации действует как источник, обращающийся одновременно ко всем модулям RCM объектов первой группы. Если приемник обнаруживает возврат своего сигнала, опрашивающего фильтр, которым управляет элемент 5, то он фиксирует необходимость нахождения конкретных источников, переключивших элемент 5. Далее приемник может воспользоваться, например, дихотомическим делением адресов объектов первой группы.

5. Определение возможности передачи сообщения приемникам. Предлагаются два способа определения такой возможности. Первый способ функционально не отличается от примененного в прототипе, но реализуется с учетом особенностей предлагаемого коммутатора. Источники, которым требуется передать сообщение приемнику, включают соответствующий лазер и посылают в RCM этого приемника непрерывный сигнал fr (fr1, fr2), такой же, как непрерывный сигнал, посылаемый в RCM приемником. Если этот сигнал, возвращаемый в источник, остается непрерывным, то приемник не получает сообщения от другого источника и приемнику можно посылать сообщение. В противном случае приемник уже получает сигналы и передача невозможна.

Второй способ использует имеющиеся в RCM элементы управления с памятью (элемент 5 на фиг. 3). Пусть приемник устанавливает этот элемент в состояние, разрешающее возврат ретрорефлектором сигналов, если приемник разрешает прием сообщений. Источник сообщения посылает сигнал, возврат которого зависит от состояния элемента памяти. Если этот сигнал возвращается к источнику, то посылка сообщения возможна. В частности такой способ позволяет резервировать право доступа к приемнику определенной группе источников, которым разрешено игнорировать запрет передачи сообщения.

6. Обнаружение конфликта доступа источников к приемнику сообщения.

Указанная в пункте 5 возможность передачи сообщения не означает ее успешное выполнение, так как одновременно несколько источников смогут начать передачу, и возникнет конфликт доступа к приемнику. Наиболее быстрый способ обнаружения конфликта заключается в следующем. Передающий сообщение источник посылает одновременно в RCM приемника непрерывный сигнал, в частности сигнал fr. Этот сигнал возвращается из RCM в источник модулированными сигналами сообщения источника. Если возникнут наложения других сигналов, то это означает наличие конфликта доступа. Помимо этого искажение сообщения обнаруживает приемник (например, проверяя контрольную сумму сообщения), который пошлет сообщение об ошибке источникам.

7. Устранение конфликта доступа источников к приемнику сообщения. Будем считать расположение коммутируемых объектов и RCM фиксированным. Это позволяет заранее вычислить все требуемые расстояния между указанными выше устройствами и составить список времен передачи сигнала Tij между ними. Такие вычисления могут проводиться в динамике по мере потребности. Дальнейшие действия не отличаются от способа устранения конфликтов в прототипе.

Пусть источникам известно l - количество источников, которым разрешено обращаться к данному приемнику, и эти источники упорядочены. Сообщение о конфликте инициирует синхронизацию следующих действий источников.

Конфликтующие источники посылают в RCM координирующее двоичное сообщение, содержащее l разрядов. Посылка этого сообщения выполняется так. Обнаружив конфликт передачи приемнику с номером j, конфликтующий источник Si с задержкой посылает сообщение в RCM. Здесь Tmax≥maxTij, ij=1, …, l. Все такие сообщения поступят в RCM одновременно, с задержкой Tmax. Таким образом, все сообщения группы источников в RCM накладываются одно на другое и представят собой единое сообщение. В него каждый конфликтующий источник вносит единицу в разряд сообщения, соответствующий порядковому номеру (приоритету) источника. RCM возвратит сообщение всем его источникам, что позволит последним определить момент времени начала новой передачи своего сообщения. Далее каждый конфликтующий источник Si передает свое сообщение с задержкой Tmax-Tij+Q, где Q - суммарная длительность сообщений, переданных источниками с более высоким приоритетом (считается, что Q известно источнику). Конфликт устранен.

Вместо процедуры вычисления Tij можно использовать способ-прототип, измеряющий в динамике времена распространения сигналов между объектами и RCM с привлечением дополнительного оборудования.

1. Способ лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации, в котором участвующий в коммутации объект - источник для выбора получающих сигналы объектов - приемников выбирает в демультиплексоре и включает лазеры для посылки сигналов одновременно группе поставленных в соответствие приемникам ретрорефлекторных модулей и через них приемникам, модулируя сигналами источника сигналы приемника, направляемые в модуль приемником и возвращаемые ему модулем, причем приемник вносит в память соответствующего ему ретрорефлекторного модуля информацию о состоянии приемника, а источник считывает состояние этой памяти для выбора своих действий с приемником.

2. Система лазерной беспроводной ретрорефлекторной распределенной оптической коммутации, характеризующаяся тем, что содержит участвующие в коммутации объекте демультиплексоры с группой лазеров, выбираемых и включаемых этим объектом, и вне участвующих в коммутации объектов содержащая ретрорефлекторные модули, причем каждому лазеру демультиплексора постоянно соответствует только один из ретрорефлекторных модулей, получающих передаваемые в свободном пространстве сигналы этого лазера и возвращающих их в направлении источника сигнала, причем поступающие в модуль сигналы лазеров различаются по частоте, причем каждый ретрорефлекторный модуль соответствует одному или нескольким участвующим в коммутации объектам и содержит двоичные элементы памяти, управляемые этим объектом и запрещающие или разрешающие ретрорефлекторному модулю возвращать полученный от демультиплексора соответствующий элементу памяти сигнал, если элемент памяти установлен соответственно в запрещающее или разрешающее возврат сигнала состояние.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в сокращении информационной и аппаратурной избыточности за счет использования линейного кода.

Изобретение относится к организации работы публичных компьютерных сетей, обеспечивающих взаимодействие терминального устройства со стороны клиента и сервера (модель клиент-сервер) с повышенной устойчивостью к сетевым атакам DDoS.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в увеличении стабильности работы компьютера за счет изменения функционала приложения в зависимости от определенных событий и функциональных модулей.

Изобретение относится к средствам управления и наблюдения за состоянием изделий, в т.ч. служебных систем (СС) летательного аппарата (ЛА).
Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в снижении вероятности потери «грязных» данных при отказе одного из контроллеров.

Группа изобретений относится к отказоустойчивым системам и может быть использована для построения высоконадежных кластеров. Техническим результатом является повышение отказоустойчивости при выполнении задач в распределенных средах.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат изобретения заключается в повышении отказоустойчивости бесконфликтной распределенной беспроводной коммутации цифровых устройств.

Изобретение относится к сети, в особенности к сети Ethernet. Технический результат заключается в обеспечении возможности быстрого и надежного переключения при отказе одной из сетевых линий передачи за счет блока расширения для сетевых линий передачи сети, который при выходе из строя сетевой линии передачи обеспечивает возможность быстрого переключения в сети.

Изобретение относится к области контроля тупиковых ситуаций в системах автоматики, связи и вычислительной техники (инфокоммуникации), преимущественно в ракетно-космической технике, в космическом и наземном сегментах управления.

Изобретение относится к телекоммуникации и вычислительной технике и может быть использовано для организации работы компьютерных сетей. Технический результат заключается в повышении устойчивости к сетевым атакам за счет уменьшения влияния на работоспособность сервера пакетов, поступающих от атакующих ботов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как специализированный вычислитель - универсальный в классе логических вычислений. Технический результат заключается в повышении достоверности функционирования устройства. Технический результат достигается за счет устройства, которое содержит 2n блоков памяти хранения значений вычетов аддитивной переменной X по модулю Р, 2n блоков памяти хранения значений коэффициентов информационного полинома, 2k блоков памяти хранения значений коэффициентов контрольного полинома, 2k-1 блоков памяти хранения значений коэффициентов полинома-остатка, многоканальный мультиплексор, 2n умножителей по модулю Ρ информационного полинома, 2k умножителей по модулю Ρ контрольного полинома, 2k-1 - умножителей по модулю Ρ полинома-остатка, 3 многовходовых сумматора по модулю Р, устройство вычисления остатка по модулю Р, регистр памяти, управляющий вход устройства подачи значений коэффициентов полинома-остатка, управляющий вход устройства подачи значений коэффициентов контрольного полинома, управляющий вход устройства подачи значений коэффициентов информационного полинома, управляющий вход устройства подачи значений вычетов аддитивной переменной X по модулю Р. 1 ил.

Изобретение относится к области электроники и вычислительной техники. Технический результат - повышение надежности работы устройства и сохранение работоспособности устройства при возникновении отказов/повреждений в его оборудовании. Устройство содержит n-е количество единых монтажных вычислительных приборов (ЕМП), каждый из которых функционально разделен на взаимодействующие между собой три блока: блока автономных вычислений (БАВ), блока передачи команд (ВПК) и блока операционной системы (БОС), при этом БАВ обеспечивает взаимодействия с другими БАВ, установленными на других ЕМП; проверки сетевых линий связи на предмет наличия других ЕМП, доступных для связи; установки видов приоритета между доступными ЕМП, какие ЕМП будут в управлении по отношению к данному ЕМП; ведения реестра доступных других БАВ для составления описания этих БАВ и ЕМП, содержащие сведения о вычислительных мощностей, загруженности ЕМП, и проверки актуальности и доступности других БАВ и целостности данных, переданных другим БАВ, и выполнения заданий; и передачи указанной информации в БПК, который выполнен с возможностью передачи сигналов управления и данных доступным ЕМП; БПК выполнен с возможностью создания из информации, полученной от БАВ, единого виртуального процессора (ЕВП), и передачи информации о ЕВП в БОС. 14 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для выполнения распределенных вычислений в беспроводном оптическом канале и канале, состоящем из одной волоконно-оптической линии. Технический результат заключается в обеспечении распределенных вычислений над числом, приходящим по беспроводному оптическому каналу или по каналу волоконно-оптической линии числом, и числом, хранящемся в месте расположения устройства, без задержки сообщения. При этом к входу устройства из оптического канала или волоконно-оптической линии подключен частотно-селективный разветвитель, выход которого направляет принятый сигнал разряда двоичного числа на один из двух выходов в зависимости от частоты принятого сигнала, причем эти выходы подключены к входам в вычислительное устройство и к входам в блок управления, имеющий также входы управляющих сигналов от вычислительного устройства, причем под управлением этих сигналов без задержки на анализ частоты оптического сигнала с выходов блока управления сигналы управления поступают к лазерному источнику, лазер которого в ответ генерирует и посылает по беспроводному оптическому каналу или по волоконно-оптической линии оптический сигнал без изменения частоты сигнала в разряде результата по сравнению с частотой принятого сигнала, или с заменой одной частоты на другую, или с заменой любой частоты принятого сигнала на частоту единичного значения разряда числа, или с заменой любой частоты принятого сигнала на частоту нулевого значения разряда числа. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх