CN1653756A

CN1653756A - 通信系统

Info

Publication number: CN1653756A
Application number: CN03807753.1A
Authority: CN
Inventors: 乔林·威廉·彼得·阿特伟尔
Original assignee: GSBS Development Corp
Current assignee: GSBS Development Corp
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2005-08-10
Also published as: WO2003084151A3; US20050188015A1; EP1645080B1; ATE386387T1; DE60319159D1; CA2484015A1; EP1645080A2; AU2003240011A1; WO2003084151A2

Abstract

一种对等通信系统，包括连接的多个同位体(P、P1、P2、……)，使得每一个同位体能够听到其它的各同位体并与其它各同位体通信。同位体被编号，并且，通过同位体的信号传送是按顺序的并与同位体的编号一致。每一个同位体包括生成用于传送的信号的装置，该信号包括有关信号的长度的信息。每一个同位体还包括用于检测接收的信号的长度，并且，当检测由长度信息指示的长度的信号已经从序列中的前一同位体被接收到时，按照预定的序列依次起动其传送的装置。

Description

通信系统

技术领域

本发明涉及到通信系统。

背景技术

在节点-到-节点通信系统中的一个要求是：大量的信息必需迅速地被传送，并且，没有一个被传送的信息的信号序列(burst)，与另一个被传送的信息的信号序列冲突。

在一个简单的系统中，一个节点能够被指定为网络中心(hub)，而所有其它的节点作为传送和接收信息的从属设备(slaves)，而网络中心相互之间不“说”或“听”。因此，数据的传送能够被认为是构成网络中心和特定的从属设备之间的“专用的”会话。传送不会被其它的节点听到。

在其它的系统中，数据被系统中的所有节点广播和接收。每一个接收节点的软件区分打算供它使用的数据和不打算供它使用的数据。

一旦系统包含大量的节点，当在这样的系统中的固有的时间延迟不可接受时，网络中心系统变成不可行。这表现为反应的时间变慢，并且，在某些系统中，简直使人恼火。在例如火警系统的一些系统中，由于它不可接受地延迟报告火警或其它事件，这会成为一种危险。

被称作多点(multi-drop)R5485的系统已经被开发，来减少时间延迟，并且，相对于网络中心系统有了明显的改善。在一对线路上的所有节点是平行的，并且，时间差的使用抑制了被传送的数据信号序列之间的冲突。一个节点被指定为主节点，而其它的全都是从属节点。所有的节点能够相互听和相互通信。然而，这里仍然存在一个问题：主节点依次轮询每一个从属节点，然后，接收确认信号和传送数据。仅当在这一传送完成时，主节点轮询下一个从属节点，并且，然后，等待回应和数据。很多时间被消耗在传送控制系统但不运载数据的被称为“内务处理(housekeeping)”的信号上。

第三种系统被称为令牌环系统。在这种系统中，所有的节点变成同位体，并且，具有令牌的同位体是能够传送的设备。通过使用“内务处理”信号，令牌从一个节点传送到另一个节点，因此，每一个节点轮流传送。

申请人的试验工作表明：当节点的数目达到三十、四十和更多时，在这些系统中固有的时间延迟是不可接受的，尤其是在火警检测环境中。

本发明的目的是提供一个改进的对等(peer-to-peer)通信系统，其中，节点是相等的同位体，并且，数据以比迄今为止的单对线路可能的更快的速度传送。

发明内容

按照本发明的一个方面，提供一种对等通信系统，包括在单对线路上的多点布置的多个同位体，使得每一个同位体能够听到其它各同位体和与其它各同位体通信，所说的同位体被按序编号，并且，在序列中的前一同位体的传送结束时序列中的下一个同位体的数据传送被起动，而不用轮询所说的下一个同位体使它开始传送。

按照本发明的另一个方面，提供一种对等通信系统，包括在单对线路上按多点布置连接的多个同位体，使得每一个同位体能够听到其它各同位体和与其它各同位体通信，同位体被编号，并且，同位体的信号传送按顺序进行和与同位体的编号一致，每一个同位体包括生成用于传送的信号的装置，该信号包括有关信号的长度的信息，每一个同位体还包括用于检测接收的信号的长度，并且，在检测到由所说的信息指示的长度的信号已经从序列中的前一同位体被接收到时，按照预定的序列依次起动其传送的装置。

为了使得具有传送的优先消息的同位体能够中断按照同位体的编号进行传送的正常序列，每一个同位体包括用于检测传送结束的装置和用于传送中断消息到在前一传送和正常序列中的下一个同位体的传送开始之间的间隙的装置。

每一个同位体可以包括用于检测数据在网络上被传送的速度的装置，和在传送速度超过预定阈值时用于减少它的传送长度或者消除它的数据传送的装置。

每一个同位体还可以包括用于记录由它接收的数据传送的装置，并且，按照传送序列依次传送确认到从它接收数据传送的同位体。

每一个同位体还可以包括用于创建和传送地址信息的装置，由此，每一个同位体确定传送被指向的一个或多个同位体。

本发明的系统还可以包括用于检测在两个或多个同位体同时传送时的数据冲突的装置，和用于在预定的同位体处重新开始数据传送序列的装置。

本系统可以包括通过循环冗余检测的方法确定数据传送的完整性和数据传送的开始和结束的装置。

附图说明

为了更好地理解本发明，和表示本发明如何实现其效果，现在通过实施例对附图进行描述，其中，仅用一幅附图来说明本发明的系统。

具体实施方式

在通信系统中，带宽总是限制在给定的时间期限内能够被传送的有用数据的量的因素。由于运行系统所必需的，但不包括有用的数据的控制消息，和附加到数据字符的划分数据段和验证数据的字符使可被传送的数据量减少。在数据的传送和任何重复数据消息之间的静息期(quiet period)都减少可用于有用数据的传送的带宽。

在唯一的附图中，P1到Px是所有的同位体。在被描述的特定的实施例中，每一个同位体是一个从检测器d1、d2接收数据的火灾盘(firepanel)。因为在同位体之间有物理链路，例如多点、双扭线铜缆上的半双工RS-485，或其它的通信链路，所有的同位体能够相互听到和相互通信。

在开始时，随后的序列设立在系统中的同位体的数量和编号，各同位体配备有它的标识编号并存储在网络上的所有的同位体的编号。

最低编号的同位体，按照有限的延迟，在系统中初始化起动序列，这是对于多个编号的同位体的情况。最初，每一个同位体仅传送头标块消息(如下所述)，直到整个网络已经被经过一次或多次。这就能够使得所有的同位体确定：期待的同位体是存在或不存在。

然后每一个同位体，由最低编号的同位体开始，传送到所有的其它同位体。例如，没有数据的消息可以包括如下的六个字节：

1

2

3

4

5

6

字节1-同位体编号

字节2-同位体反编号(Anti number)

字节3/4-有关信号长度的信息

字节5/6-CCITT多项式CRC(循环冗余检测)

这六个字节构成一个头，并且，如果没有传送的数据或者发送的确认，那么，在字节3和4中传送的信号的长度是头的长度。

，由同位体先前接收的数据的确认和数据紧接在字节5和6的后面传送，优选地，按照确认然后数据的顺序传送。在数据传送结束时另一个CCITT多项式CRC检测被进行，以确认数据的完整性和传送的确认。

由每一个同位体传送的数据包括发送同位体的地址和接收数据并对它起作用的一个或多个同位体的地址。这能够与简单的广播系统对比，在简单的广播系统中，传送的数据被所有的同位体接收，并且，接收同位体的软件区分打算供它们使用的数据和不打算供它们使用的数据。按照本发明，是发送同位体确定哪一个接收同位体必须接收和对数据作出反应。同位体不对不是发给它们的传送作出反应。

防火检测系统的基本要求是确认由一个同位体发送到一个或多个其它的同位体的数据的接收。为了故障安全的目的，如果未被确认，那么它必需被再次传送。这可能浪费带宽。

每一个同位体能够接收来自另一个同位体的一个或多个数据传送，或者，能够接收来自两个或多个其它同位体中的每一个的一个或多个数据传送。按照本发明，每一个同位体包括用于记录由它接收的数据传送，并且，按照传送序列依次传送确认到从它接收数据传送的同位体的装置。

这能够与申请人知道的在先的系统对比，在该系统中，节点立即确认它们接收的数据传送，或者，仅当被发送信息的节点轮询时确认。

为了进一步提高系统传送优先于低优先级数据的被指定为高优先级数据的数据的能力，本发明提供用于卸载的装置。

在网络中的同位体全都具有同等的地位，没有同位体被指派为主状态，并且，没有同位体控制整个网络。每一个同位体被安排按序控制它自己对网络的使用。作为其自己控制的一部分，卸载算法被应用。在正常通信期间，每一个同位体传送数据，直到允许的最大的字符个数。在同位体检测到系统在按照超过预定阈值的速度处理传送时，卸载装置减少或者甚至停止低的优先级数据的传送，直到系统处理的传送降至阈值速度以下。

在同位体将要传送的数据被指定为高优先级，而超出允许的信息长度时，按照本发明，数据传送能够包括具有要传送的更高优先级信息的信息。其它同位体接收该传送使得其它同位体抑制低的优先级数据的传送，但是传送确认和具有相同或较高优先级的数据。

这种情况将一直进行，直到具有传送的高优先级数据的同位体已经清空它的消息存储缓冲器。

该通信系统还包括同位体通过插入中断信号到网络中以中断正常数据传送序列的装置。

在任何同位体的传送结束时，无论传送是头或头部加确认或头部加确认加数据，有一个允许RS-485线路调整到浮动状态(floating state)的静息时期。例如，这一时期可以是20毫秒。

在这一时期结束时，下一个同位体将正常地开始传送。然而，任何同位体插入中断信号到这一静息时间使得所有其它的同位体进入“后退(back-off)”模式，其中它们的传送能力被阻断。一旦高优先级消息已经传送，正常序列重新开始，从传送该中断信号的同位体的序列中的下一个同位体开始。

可以理解，除了刚讨论的情况以外，直到静止时期结束没有同位体应该开始传送，然后应该仅在它的序列中开始传送，并且没有同位体应该在它检测到从另一个同位体发出的一个传送时传送。

然而，该系统必需能够处理两个传送确实同时发生的情况，这导致损坏的数据被同位体接收。当没有同位体接收可理解的传送时，有一个故障在序列中，并且，没有同位体被切换到它的传送方式。这时具有“重置”系统的功能，使得在序列中的第一同位体在检测到数据冲突后开始传送。

能够使得同位体记录接收的传送，然后，按照序列顺序依次发送所有必要的确认到从它接收传送的同位体，这减少了必需的传送次数。然而，应该理想，每一个同位体立即作用在接收的传送上，即使它的确认可能由于在序列中的它的位置与发送同位体相对而被延迟。

Claims

1、一种对等通信系统，包括在单对线路上的串联的多个同位体，使得每一个同位体能够听到其它各同位体和与其它各同位体通信，所说的同位体被按序编号，并且，序列中的下一个同位体的数据传送在序列中的前一同位体的传送结束时被起动，而不轮询所说的下一个同位体。

2、一种对等通信系统，包括串联的多个同位体，使得每一个同位体能够听到其它各同位体和与其它各同位体通信，同位体被编号，并且，同位体的信号传送按照顺序进行并且与同位体的编号一致，每一个同位体包括生成用于传送的信号的装置，该信号包括有关信号的长度的信息，而且，每一个同位体还包括用于检测接收的信号的长度，并且，当检测由所说的信息指示的长度的信号已经从序列中的前一同位体被接收到时，按照预定的序列依次起动其传送的装置。

3、按照权利要求1或2所述的系统，其中，每一个同位体包括用于检测传送结束的装置和用于传送中断消息到在前一传送和在正常序列中的下一个同位体的传送开始之间的间隙的装置。

4、按照权利要求1、2或3所述的系统，其中，每一个同位体能够包括用于检测数据在网络上正在被传送的速度的装置，和在传送速度超过预定阈值时用于减少它的传送长度或者消除它的数据传送的装置。

5、按照权利要求1到4中的任何一项所述的系统，其中，每一个同位体还包括用于记录由它接收的传送数据，并且，按照传送序列依次传送确认到发送传送数据的同位体的装置。

6、按照前述权利要求的任何一项所述的系统，其中，每一个同位体包括用于创建和传送地址信息的装置，由此，每一个同位体确定传送被指向的一个或多个同位体。

7、按照前述权利要求的任何一项所述的系统，还包括用于检测在两个或多个同位体同时传送时的数据冲突的装置，和用于在预定的同位体处重新开始数据传送序列的装置。

8、按照前述权利要求的任何一项所述的系统，还包括通过循环冗余检测的方法用于确定数据传送的完整性和数据传送的开始和结束的装置。