EA005625B1

EA005625B1 - Система и способ обеспечения многоточечных информационных линий связи

Info

Publication number: EA005625B1
Application number: EA200400206A
Authority: EA
Inventors: Кеннет Маргон
Original assignee: Кейп Рэйндж Уайрлесс, Инк.
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2005-04-28
Also published as: WO2003009518A2; WO2003009518A3; CN1555634A; NZ530993A; EA200400206A1

Abstract

Система в одном из вариантов осуществления изобретения содержит среду передачи данных, взаимосвязывающую по крайней мере один центральный сервер и множество узлов передачи. Центральный сервер посылает информацию узлам через прямой канал, а узлы пересылают информацию, используя обратный канал. Каждый узел до пересылки ожидает сигнала сети (т.е. наблюдает за сетью) в течение присвоенного ему слота оценочного интервала свободного канала цикла связи для выяснения того, занят ли пересылкой какой-либо другой узел. Узел пересылает данные только после установления того, что сеть свободна. Узлы ожидают сигнала в последовательном порядке, устраняя при этом ситуацию конфликта, вызванную одновременными посылками из узлов. Интервал канала запроса предлагается для узлов, которым не был присвоен слот в течение интервала оценки свободного канала по запросу на выделение слота. Присвоенные слоты, которые не используются, перераспределяются другим узлам. Передвижение данных сгруппировано соответствующим образом, обеспечивая, таким образом, эффективное использование сети.

Description

Настоящее изобретение относится к передаче данных, в частности, к системам и способам обеспечения многоточечной линии связи.

2. Описание соответствующей области.

В локальных сетях (ЛС) группа устройств взаимосвязана через совместно используемую сетевую среду. Ссылаясь на фиг. 1, представлена компановка традиционных ЛС 100. имеющая шинную топологию. ЛС 100, как правило, относится к «Многоточечным» системам, потому что любой из многочисленных устройств системы может посылать информацию одному, нескольким, или всем другим многочисленным устройствам системы. В частности, совместно используемая среда связи 110 оперативно взаимосвязывает устройства. Среда связи 110, как правило, состоит из оптического кабеля, коаксиального кабеля, гибридной волоконно-коаксиальной (ГВК) сети, беспроволочного носителя или любой их комбинации. Устройство включает в себя центральный сервер 120, который выполняет множество функций, включая координацию взаимодействий среди ряда «Н» других устройств связи 130, а также подсоединённых к совместно используемой среде 110 способом, который хорошо известен специалистам. Более того, при такой конфигурации ЛС центральный сервер 120 предстаёт по отношению к внешним сетям в качестве межсетевого шлюза, действующего для всех устройств 130, в дополнение к управлению доступом ЛС. В целом устройства связи 130, имеющие отношение к узлам, являются такими же вычислительными устройствами, как компьютеры или принтеры. Несмотря на то, что представлена шинная топология, специалист без труда поймёт, что другие топологии, включая кольцевую топологию, звездообразную топологию и комбинацию шинной, кольцевой и звездообразной топологий, тоже могут использоваться.

Известно, что две основные цели, которые преследуются при конструировании сетей или любых других систем связи, это - скорость и надёжность. Другими словами, важно, чтобы элементы информации («пакеты»), размещённые в сети с помощью любого, соединённого с сетью устройства, достигали пункта назначения быстро и надёжно. Основное явление, препятствующее достижению поставленных целей, имеет место, когда одно или несколько подсоединённых к сети устройств пытаются одновременно использовать сеть. Это может привести к конфликту на уровне данных, который может помешать любой информации достигнуть намеченного пункта назначения. В результате, оба устройства, участвующих в конфликтной ситуации, будут вынуждены пытаться снова послать свою информацию, снижая скорость и эффективность сети.

Имеется много конфигураций, известных из предшествующего уровня техники, используемых для уменьшения вероятности конфликтных ситуаций и оптимизации восстановления в случае конфликта.

Сущность изобретения

Представленное изобретение ориентированно на системы и способы обеспечения эффективной многоточечной связи. Изобретение позволяет преодолеть помехи обычных систем и протоколов динамическим распределением пропускной способности, основанной на графиковых запросах.

В одном из вариантов осуществления изобретения связь обеспечивается в состоянии ЛС, в состав которой входит центральный сервер и множество узлов. Во время работы центральный сервер посылает информацию в виде пакетов узлам через прямой канал обмена цикла связи, а один из узлов посылает пакеты данных одному или более другим узлам и/или центральному серверу, используя обратный канал. Несмотря на это до пересылки по обратному каналу каждый узел ожидает (то есть контролирует) сигнал сети во время оценочного интервала свободного канала, выделенного для этого центральным сервером с целью обнаружения, используется ли сеть каким-либо узлом. Каждый узел, имеющий информацию для пересылки, после установления во время оценки свободного канала того факта, что сеть свободна, пересылает эту информацию. Узлы ожидают сигнала в последовательном порядке, устраняя при этом конфликтную ситуацию, вызванную одновременными посылками из узлов.

Такая компоновка позволяет эффективно и динамично накапливать поток данных. Узел, который начинает отсылку в момент, когда канальная оценка указывает на то, что сеть уже не используется, получает в пользование сплошной обратный канал. Если множество узлов имеют информацию для её размещения в сети, то доступ к обратному каналу распределяется в соответствии с потребностями этих узлов. Ни одному из узлов не отказывается в доступе к обратному каналу при чрезмерно большом количестве циклов, не теряются также доступы к сети для узла, имеющего информацию для пересылки. Более того, пользование обратным каналом достигается без вспомогательного посредничества, не допуская таким образом любых связанных с ним задержек.

Другой особенностью изобретения является то, что порядок, в котором узлы ожидают ответа от обратного канала, может периодически чередоваться. Таким образом, благоприятный исход для пересылки по обратному каналу одинаково гарантирован, как правило, для всех узлов.

Вышеупомянутые и другие свойства и преимущества изобретения будут выявлены из нижеследующего, более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, с учётом чертежей и прилагаемых пунктов формулы изобретения.

- 1 005625

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания представленного изобретения, его целей и преимуществ сделаны ссылки к последующему описанию в связи с сопровождающими чертежами, на которых фиг. 1 - диаграмма типичной топологии обычной многоточечной системы связи;

фиг. 2 - диаграмма цикла связи в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг. 3 - блок-схема способа, осуществляемого неактивным узлом с целью получения доступа к сети, соответствующая варианту осуществления изобретения;

фиг. 4 - блок-схема способа, осуществляемого центральным сервером с целью перераспределения слотов ОСК в отношении к неактивным узлам, соответствующая варианту осуществления изобретения;

фиг. 5 - блок-схема работы активного узла, соответствующая одному из вариантов осуществления изобретения; и фиг. 6 - блок-схема работы активного узла, соответствующая другому варианту осуществления изобретения.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылками на фиг. 1-6, на которых одинаковые ссылки указывают на одинаковые элементы и обсуждены здесь в контексте исполнения Протокола обеспечения Межсетевого Многостанционного обмена информации.

Система доступа (ПММД) осуществляется в локальной сети. Изобретение, тем не менее, может быть применено для обеспечения информацией (например, цифровые данные, цифровой голос) в широком диапазоне применений. Более того, изобретение может применяться и в других вариантах осуществления, которые представляются очевидными специалисту этой области.

Содержание Американской Патентной Заявки под номером 09/482,054, поданной 13-го января 2000 г. и озаглавленной Система и способ обеспечения передачи данных между одноточечной и фиксированномноготочечной системами, включено в нынешнюю заявку всецело.

Ссылаясь на фиг. 2, цикл связи 200 показан в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В частности, цикл связи 200 включает интервал Прямого Канала (ПК) 210, интервал Канала Запроса (КЗ) 220, интервал Оценки Свободного Канала (ОСК) 230 и интервал Обратного Канала (ОК) 240. Интервал ОСК 230 включает в себя номер Ν ОСК слотов 235, каждый из которых предназначен исключительно для отдельного узла 130. Интервал ПК 210 инициализирован центральным сервером 120 и включает в себя пакеты данных, которые ожидают передачи к одному или более узлам 130 в течение цикла 200. Полная ширина ПК интервала 210 может изменяться от цикла к циклу в зависимости от объема ожидаемых данных. Центральный сервер 120 в конце интервала ПК 210 пересылает флаг синхронизации 215 для синхронизации всех активных узлов 130 по всей ЛС. Соответственно, периоды узлов 130 появляются в течение задаваемого ОСК слота 235 в соответствии с появлением флажка синхронизации 215. Представленные на чертеже длины бита, интервалов и слотов являются всего лишь показательными и могут быть подобраны для любой необходимой величины.

Интервал КЗ 220 предусмотрен для того, чтобы узлам 130, имеющим ожидаемые для передачи данные, но которые на текущий момент не имеют предписанного для них ОСК слота 235, позволить уведомить центральный сервер 120 о своём присутствии. В соответствии с дальнейшим подробным описанием после получения уведомления о желании неактивного узла переслать данные центральный сервер 120 может присвоить индивидуальный ОСК слот 235 этому узлу для его включения в предстоящей цикл связи. Устанавливается предпочтительная ширина интервала КЗ 220, которая, тем не менее, меняется от цикла к циклу в случае необходимости.

В установленное время, после завершения интервала ПК 210, то есть после истечения установленного интервала КЗ 220, начинается интервал ОСК 230. Интервал ОСК 230 вклучает ряд слотов ОСК 235, присвоенных для тех отдельных узлов 130, которые в текущий момент связаны с сетью и которые недавно были активными при пересылке данных. Как правило, активный узел - это тот узел, который передал данные либо незамедлительно в течение предыдущего цикла, либо в течение одного или большего числа циклов из определённого множества предыдущих циклов, то есть в течение установленного предельного срока. В предложенном варианте осуществления изобретения ОСК интервал 230 разбит на множество ОСК слотов 235, равных по продолжительности. В целом каждому узелу 130 динамично присвоен ОСК слот 235, в течение которого он ожидает сигнал для определения, является ли сеть свободной. ОСК слоты 235 следуют за друг другом в последовательном порядке.

Интервал ОК 240 наступает после интервала ОСК 230 и является периодом, в течение которого только один из узлов 130 пересылает данные. Обычно первый узел или узел 130 наивысшего приоритета, чей ОСК слот 235 в последовательном порядке ОСК слотов предстанет первым, начинает пересылку пакета по обратному каналу непосредственно в течение интервала ОСК 230 (если он имеет данные для передачи) и продолжает вплоть до времени запуска и возможно в течение интервала ОК 240. Продолжительность интервала ОК 240 может меняться до ранее заданного максимального значения. Конец интервала ОК 240 идентифицирован специальным флажковым байтом (не показан). Например, в ответ на идентификацию специального флажкового байта центральный сервер 20 начинает пересылать данные в течение интервала ПК следующего цикла связи.

- 2 005625

Все узлы 130, не участвующие в пересылке, ожидают сигнала с обратного канала для того, чтобы определить, адресован ли им пересылаемый в сети пакет. Только одному узлу 130 позволяется осуществить передачу по обратному каналу любого заданного цикла связи. Узел передачи 130 может переслать множество пакетов многочисленным адресатам. За счёт использования соответствующих флажков многочисленные пакеты разграничиваются в соответствии с предпочтением, что очевидно может быть реализовано специалистом в этой области. Длинные файлы данных разделяются предпочтительно на пакеты стандартных размеров и пересылаются посредством многократных циклов. В представленном варианте осуществления изобретения не имеется никакого механизма подтверждения при перемещении и/или на сетевых уровнях.

Специфической особенностью изобретения является то, что центральный сервер 120 распределяет ОСК слоты 235 лишь активным узлам 130. Однако тем узлам, которые не активны, которые в целом являются узлами, но которым не был присвоен индивидуальный ОСК слот 235, например новый или предварительно разъединённого узла, или любого узла, желающего начать работу в сети (то есть они станут активным в рамках сети), может быть предоставлен предписанный ОСК слот 235 путём установления связи с центральным сервером 120 в течение интервала КЗ 220. Например, ссылаясь на фиг. 3, неактивный узел 130 реализует способ 300, соответствующий варианту осуществления изобретения, для того чтобы приобрести предназначенный ему ОСК слот 235. В частности, неактивный узел 130 (шаг 310) устанавливает начало интервала КЗ 220. В течение интервала КЗ 220 неактивный узел 130 передает (этап 320) пакет идентификации узла (ИДУ) на центральный сервер 120. Пакет ИД узла содержит ИД узла, опознающий имя или адрес неактивного узла, который запрашивает центральный сервер 120 присвоить ОСК слот. В свою очередь, неактивный узел 130 получает подтверждение (этап 330) от центрального сервера 120, включая идентификацию ОСК слота 235, назначенного конкретно для этого узла. Как правило, такое подтверждение может быть послано центральным сервером 120 для неактивного узла 130 в течение интервала ПК непосредственно следующего цикла связи или будущего цикла связи. Последнее может стать необходимым в случае, если в дальнейшем, до присвоения ОСК слота, используются обычное подтверждение и методы защиты, реализация которых очевидна для специалиста в этой области. После получения предписанного ОСК слота 235 активизированный в текущий момент узел может идентифицировать (этап 340) наличие предписанного ему ОСК слота и ожидать сигнала к действию, позволяя тем самым узлу пересылать свои данные в то время, когда обратный канал свободен.

В течение интервала КЗ 220 все неактивные узлы, которые желают подключиться к сети, пытаются переслать на центральный сервер 120 ИД пакет узла. Вероятность столкновений, то есть искаженных пересылок, является высокой из-за реальной возможности, которая существует у многих узлов 130, пытаться в одно и то же время пересылать серверу 120 ИД пакет узла. Соответственно, при осуществлении изобретения могут использоваться общепринятая проверка столкновений и методы их предотвращения, реализация которых очевидна для специалиста в этой области. Например, одновременно в течение передачи ИД пакета узла узел мог бы ожидать сигнала для определения, когда происходит столкновение, тем самым обосновывая исполнение узлом алгоритма случайной задержки для повторной пересылки ИД пакета узла.

Ссылаясь на фиг. 4, способ 400, соответствующий осуществлению изобретения, реализован на центральном сервере 120, для присвоения ОСК слотов 235 узлам 130, пожелавшим связаться с сетью. В частности, центральный сервер 120 опознает (этап 410) наличие интервала КЗ 220. В течение этого интервала центральный сервер 120 ожидает сигнал (этап 420) для пересылки ИД пакета узла. Если ИД пакет узла получен, то центральный сервер 120 назначает (этап 430) слот для идентифицированного узла в течение ОСК интервала 230 из непосредственно следующего или будущего цикла связи. В течение интервала ПК 210 из соответствующего цикла связи центральный сервер 120 пересылает (этап 440) подтверждение, включая список присвоенных слотов 235 ко всем узлам, которым был присвоен ОСК слот 235. В другом варианте осуществления изобретения центральный сервер 120 передает подтверждение только лишь недавно активизированным узлам и любым узлам, имеющим замененный личный присвоенный ОСК слот 235.

Согласно варианту осуществления изобретения предписанный ОСК слот 235 может быть отнят у узла, который не использовал свою очередь для передачи данных в течение интервала ОК 240 в назначенный срок. В частности, если центральный сервер 120 установит, что определённый узел 130 не воспользовался представленной ему возможностью использовать сеть в течение определённого числа циклов 200, то присвоение ОСК слота 235 может быть отменено для выведения узла из строя. Например, центральный сервер 120 может посылать пакет данных в течение следующего интервала ПК 210, который содержит уведомление о том, что узел больше не имеет присвоенный ОСК слот 235. Соответственно, новый список ОСК слотов 235 может быть послан в соответствии с графиком всем активными или лишь ожидающим замены узлам. Если дезактивированный узел позже будет иметь данные, которые он желает разместить в сети, то он уведомит центральный сервер 120 о своём присутствии в течение следующего соответствующего интервала КЗ 220, для того чтобы запросить о присвоении нового ОСК слота 235 в наступающем ОСК интервале 230.

- 3 005625

Каждый узел 130 ожидает сигнал для передачи данных по сети во время своего указанного ОСК слота 235 и, если нет никакой передачи (то есть, если некоторый другой узел с ранним ОСК слотом ещё не приступил к пересылке), то узел может переслать данные. Иными словами, в течение ОСК интервала 230 каждый узел 130 до присвоенного ему ОСК слота 235 находится в режиме ожидания для получения сигнала о передаче данных по сети. Первый узел 130 (т.е. узел 130, которому центральный сервер 120 присвоил ОСК слот наивысшего приоритета) сначала ожидает сигнал. После истечения первого ОСК слота 235 второй узел 310 (то есть, узел 130, которому центральный сервер 120 присвоил ОСК слот следующего наивысшего приоритета) ожидает сигнала. Точно так же Н-й узел ждет до начала Н-го ОСК слота 235 для ожидания сигнала. Узел 130, который имеет данные для пересылки, поступает так только в случае, если этот узел ожидает сигнала сети в течение назначенного ОСК слота 235 и когда он уверен, что никакой другой узел 130 не пересылает данные (то есть имеется чистый канал). В варианте осуществления изобретения узел 130 начинает пересылку немедленно после установления, что обратный канал является чистым в течение присвоенного ему ОСК слота. Другими словами, пересылка происходит в течение ОСК интервала 230. В другом варианте исполнения узел 130 начинает пересылку при наличии ОСК слота, предназначенного получателю данных. В следующем варианте осуществления изобретения для начала пересылки данных на обратном канале узел передачи 130 ожидает присутствия интервала ОК 240.

В вышеупомянутом примере, если первый узел не имеет никаких данных для пересылки, то этот узел расходует свой ОСК слот 235 на ожидание сигнала и не выполняет пересылку, даже если сеть свободна. Второй узел начинает ожидать сигнала в течение своего ОСК слота 235 и оценивает, действительно ли сеть свободна. В этом примере сеть свободна, так как узел с предшествующим слотом 235 не имел никаких данных и никакой другой узел (то есть, узел, которому был предписан более поздний слот) всё ещё не имеет возможности для пересылки. Если второй узел не имеет данных для пересылки, он ожидает сигнала в течение его ОСК слота 235 без какой-либо пересылки данных таким же образом, как и первый узел. Если, однако, второй узел имеет данные для пересылки, то он делает это немедленно после того, как определит, что сеть свободна. В соответствии с осуществлением изобретения, второй узел перешлёт данные в течение времени, отведённого для присутсвующего ранее интервала ОК 240. Как только время, отведённое для второго ОСК слота 235, истекло, узлы с более поздними слотами, в свою очередь, ждут сигнала. Каждый из них обнаружит, что второй узел пересылает данные. Соответственно, эти более поздние узлы установят, что сеть занята, и не будут пытаться пересылать данные в течение текущего цикла связи.

Чтобы гарантировать, что все узлы имеют равную возможность пересылать данные в сети, порядок присвоений ОСК слота может чередоваться от цикла к циклу. В противном случае узлы 130, имеющие слоты 235, которые предстали ранее по порядку (в вышеупомянутом примере, первый и второй узел), были бы всегда в состоянии использовать сеть, исключая узлы, имеющие слоты, которые предстают позже, и узлы, имеющие более поздние слоты, не будут иметь потенциальной возможности использовать сеть во многих циклах. Присвоенные ОСК слоты 235 могут чередоваться по круговой системе для каждого цикла связи 200. Например, узел, который ожидает сигнала последним в непосредственно предшествующем цикле, ожидает сигнала первым в следующем цикле, потому что его СК слот 235 был сдвинут к началу ОСК интервала 230. ОСК слоты для каждого из других узлов сдвинуты для того, чтобы повториться позже во время определённого ОСК слота. Чередование, спустя несколько циклов, обеспечивает каждый подсоединённый узел 130 равными возможностями для первоочередной пересылки данных. Для специалиста очевидно, что присвоение и изменение порядка, установленного для слотов 235, может быть достигнуто и другими алгоритмами, отличными от вышеосуществленной круговой системы. Равный доступ к полосе пропускания - важная особенность тех вариантов осуществления, которые обеспечивают передвижение, чётко реагирующее на время, либо которые нуждаются в малых и согласующихся задержках. Кроме того, изобретение может осуществляться и с другими структурами ОСК слотов. Например, одному или большему количеству узлов может быть присвоен заранее установленный и фиксированный ОСК слот. При таких вариантах исполнения некоторым узлам может быть гарантирован приоритет в случае, если частный вариант осуществления изобретения предполагает это желаемым.

В варианте осуществления изобретения размеры буфера активных узлов 130 были проверены центральным сервером 120. В частности, тип переданной информации может иметь значение, когда передача голоса была оценена по другим типам данных. Например, переданная информация может быть разделена на жесткую и гибкую информацию. Жесткая информация включает данные голоса, а гибкая информация включает данные типа внутренних команд или данных Интернета. Чтобы предотвратить узел от постоянного захвата обратного канала гибкой информацией, центральный сервер 120 следит в каждом активном узле за размером буфера, содержащего гибкую информацию. Если центральный сервер 120 установит, что буфер гибкой информации узла переполняется (становится избыточным), тогда приоритет ОСК слота узла переключается к узлу, имеющему слот с более низким приоритетом. Другими словами, ОСК слоты с более высоким приоритетом (которые встречающийся в начале ОСК интервала 230) предпочтительно присвоены узлам, передающим жесткую информацию в противоположность гибкой инфор

- 4 005625 мации. Другим узлам, передающим гибкую информацию, присваиваются ОСК слоты с более низкими приоритетами.

В течение ОСК интервала 230 каждый узел сети ожидает сигнала, чтобы установить, передают ли информацию другие узлы. Если первый узел, который имеет пакеты данных для пересылки любому другому устройству сети, устанавливает, что ни один из других узлов не пересылает данные, то первый узел пересылает свои пакеты данных адресату(ам) в пределах отведённого времени и затем посылает специальный байтовый флажок, сигнализирующий конец интервала ОК 240. Поскольку каждый узел ожидает сигналы от всех пересылок, производимых от любого другого узла, каждый другой узел обнаруживает пересылку первого узла и воздерживается от пересылки.

На фиг. 5 представлен способ связи 500, соответствующий осуществлению изобретения, реализуемый каждым узлом 130. В операции узел 130 получает данные (этап 510), посланные центральным сервером 120 в течение интервала ПК 210. При получении синхронизирущего флажка 115 узел 130 определяет время (этап 520), которое присвоенный ему ОСК слот 235 отводит, опираясь на время приема флажка синхронизации и приоритета присвоенного ему ОСК слота 235. Опираясь на это установленное время, узел 130 ожидает (этап 530) своего присвоенного ОСК слота 235. Когда наступит время действия соответственно присвоенного ОСК слота, узел 130 определяет (этап 540), свободна ли сеть. Если сеть не свободна, то узел 130 ожидает сигнала для пакетов (этап 550), адресованных ему на обратном канале. Если сеть свободна, то узел 130 устанавливает (этап 560), были ли данные пересланы по обратному каналу (шаг 570). Если не имеется никаких данных для пересылки, узел 130 вводит режим ожидания сигнала (этап 550).

Активные узлы не должны подтверждать своего присутствия путём пересылки ИД пакета узла в то время, пока они периодически пересылают данные. Например, центральный сервер 120 следит за доступностью интервала ОК 240 и контролирует передачу связи между узлами 130. Однако, если узел не имел данные для предварительно установленного количества циклов, но он желает, тем не менее, остаться на связи, он может передать фиктивный пакет, то есть пакет, не адресованный какому-либо определённому узлу 130.

На фиг. 6 представлен способ связи 600 согласно изобретению для реализации передачи фиктивного пакета. Способ обеспечения связи 600 идентичен способу связи 500 за исключением двух дополнительных действий. В частности, после того как узел 130 установит (этап 560), что не имеется никаких данных для пересылки, он определяет (этап 610), надо ли поддержать присвоенный ему ОСК слот, то есть оставаться на связи. Если узел желает остаться соединённым, то он пересылает (этап 620) фиктивный пакет данных. В противном случае узел 130 ожидает (этап 550) ему адресованные пакеты.

При осуществлении изобретения предусматриваются защитные интервалы для согласования задержек, каждый из которых соответствует вариантам его реализации и позволяет оптимизировать каждое исполнение по техническим характеристикам (например, чрезвычайно низкая интенсивность ошибок, минимизированное время синхронизации и т.д.). Защитные интервалы предпочтительно размещать в начале и в конце интервала ПК 210, интервала ОК 240 и интервала ОСК 230. Могут использоваться и другие компоновки для согласования вышеупомянутых и других задержек. Как отмечалось выше, изобретение может быть осуществлено в различных вариантах с разной топологией и конструкцией узлов. Каждый вариант осуществления изобретения предполагает некоторую компенсацию, обусловленную задержками на распространение, связанными с передачей (функция расстояния между узлами), и задержками, связанными со схемой (аппаратные средства), обработкой и частотой переключения узлов. Для специалиста в этой области является очевидным вычисление или измерение такой задержки времени.

В соответствии с изобретением, каждый узел определяет, надо ли пересылать данные, используя мониторинг ОСК слот 235. В этом отношении осуществление изобретения не требует центрального сервера 120 для посредника либо для обеспечения доступа к интервалам ОК 240, осуществляемого между разными узлами 130. Соответственно, устраняются любые задержки распространения, вызванные посредничеством.

Хотя изобретение было подробно представлено и описано со ссылками на несколько предпочтительных вариантов осуществления, специалисты в этой области поймут, что различные изменения в форме и деталях могут быть проведены неотъемлемо от духа и объёма изобретения, отражённых в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система обеспечения многоточечной связи, содержащая совместно используемую среду передачи данных, сервер, связанный с совместно используемой средой передачи данных и допускающий пересылку сигнала прямого канала совместно используемой среде передачи данных в течение заранее установленного интервала прямого канала цикла связи, и

- 5 005625 множество узлов, каждый из которых связан с совместно используемой средой передачи данных и способен контролировать сигнал прямого канала, а также осуществлять мониторинг совместно используемой среды передачи данных с целью его использования в течение слота оценки свободного канала в пределах интервала оценки свободного канала цикла связи и обеспечения сигнала обратного канала после того, как вышеуказанный узел в результате мониторинга совместно используемой среды передачи данных с целью его использования в течение указанного слота оценки свободного канала установит, что совместно используемая среда передачи данных свободна, отличающаяся тем, что указанный интервал оценки свободного канала разбит на определенное число слотов оценки свободного канала, при этом каждый слот оценки свободного канала предписывается исключительно для одного из указанных узлов.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что сервер способен получать сигнал обратного канала, при этом каждый узел доступен для получения сигнала прямого канала.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что сигнал прямого канала и сигнал обратного канала содержат пакеты данных.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что сигнал прямого канала содержит адрес, а каждому узлу присваивается уникальный адрес узла, и он является доступным для принятия информации, закодированной на сигнал прямого канала, как только адрес прямого канала придёт в соответствие с присвоенным уникальным адресом узла.
5. Система по п.4, отличающаяся тем, что адрес узла является Межсетевым Протоколом.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый из указанных слотов оценки свободного канала имеет равную длительность.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что сервер динамически присваивает узлам слоты оценки свободного канала.
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что присвоение слотов оценки свободного канала чередуется по круговой схеме.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что сигнал обратного канала обеспечивается в течение заранее определенного интервала обратного канала.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит защитные интервалы, разграничивающие интервал прямого канала, интервал обратного канала и интервал оценки свободного канала.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что сервер способен пересылать сигнал синхронизации после завершения пересылки сигнала прямого канала.
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что сигнал синхронизации представляет собой флажковую синхронизацию.
13. Система по п.11, отличающаяся тем, что каждый из узлов способен вычислить интервал времени между появлением сигнала синхронизации и появлением присвоенного ему слота оценки свободного канала.
14. Система по п.9, отличающаяся тем, что сервер способен контролировать совместно используемую среду передачи данных в течение интервала канала запроса цикла связи.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что интервал канала запроса появляется после интервала прямого канала и продолжается до интервала обратного канала.
16. Система по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по крайней мере один неактивный узел, при этом неактивный узел способен пересылать в течение интервала канала запроса пакет идентификации (ИД) узла, содержащий идентификацию, опознающую неактивный узел.
17. Система по п.16, отличающаяся тем, что сервер способен присвоить неактивному узлу слот оценки свободного канала.
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что сервер способен аннулировать слот оценки свободного канала узла, если он установит, что узел неактивен.
19. Способ обеспечения многоточечной связи в системе, содержащей совместно используемую среду передачи данных, сервер и множество узлов, включающий операции пересылки сигнала прямого канала от сервера к совместно используемой среде передачи данных, мониторинга совместно используемой среды передачи данных для обеспечения сигнала прямого канала на каждом узле из множества и мониторинга совместно используемой среды передачи данных для обеспечения сигнала обратного канала на каждом узле из множества, при этом каждый из множества узлов осуществляет мониторинг в течение слота оценки свободного канала в пределах интервала оценки свободного канала, пересылки сигнала обратного канала от одного из множества узлов в случае, если обратный канал, взаимодействующий с одним из множества узлов, свободен в течение слота оценки свободного канала и если один из множества узлов имеет информацию для пересылки серверу в качестве сигнала обратного канала, отличающийся тем, что интервал оценки свободного канала разбит на ряд слотов оценки свободного канала, каждый слот оценки свободного канала присваивается исключительно для каждого из узлов.

- 6 005625
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что сигнал прямого канала содержит слоты оценки свободного канала, каждый из которых имеет равную длительность.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию динамического присвоения слотов оценки свободного канала каждому из множества узлов.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что слоты оценки свободного канала присвоены по круговой системе.
23. Способ по п.19, отличающийся тем, что сигнал прямого канала обеспечивается в течение заранее установленного времени интервала прямого канала, а сигнал обратного канала обеспечивается в течение заранее установленного интервала обратного канала.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию снабжения защитными интервалами интервала прямого канала, интервала обратного канала и интервала оценки свободного канала.
25. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию синхронизации работы сервера со множеством узлов через сигнал синхронизации, пересылаемый сервером.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию вычисления интервала времени между появлением сигнала синхронизации и появлением присвоенного ему слота оценки свободного канала для каждого из узлов.
27. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию мониторинга совместно используемой среды передачи данных в течение интервала канала запроса на сервере.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию посылки в течение интервала канала запроса от неактивного узла пакета идентификации (ИД) узла, включающего распознавание идентификации неактивного узла.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию присвоения слота оценки свободного канала неактивному узлу.
30. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию аннулирования слота оценки свободного канала узла, если сервер установит, что узел неактивен.
31. Формат цикла связи для обеспечения передачи данных в рамках многоточечной системы связи, включающей среду для передачи данных, связывающую по крайней мере один сервер и множество узлов, включающий интервал прямого канала, в котором интервал прямого канала указывает на посылку сигнала прямого канала от сервера, интервал оценки свободного канала, в котором интервал оценки свободного канала разбит на ряд слотов оценки свободного канала, при этом каждый слот оценки свободного канала присвоен исключительно одному из узлов, а слоты оценки свободного канала, указывающие на промежуток времени, отведены узлу для наблюдения за средой передачи данных, интервал канала запроса, в котором интервал канала запроса указывает на промежуток времени для узла, которому не был присвоен слот оценки свободного канала для запроса о присвоении сервером слота оценки свободного канала, и интервал обратного канала, в котором интервал обратного канала указывает на отрезок времени для посылки одним из узлов сигнала обратного канала.
32. Формат цикла связи по п.31, отличающийся тем, что интервал прямого канала является переменным по длительности.
33. Формат цикла связи по п.32, отличающийся тем, что дополнительно включает период синхронизации, который указывает на отрезок времени, в течение которого сервер пересылает сигнал синхронизации, указывающий на завершение сигнала прямого канала в течение цикла связи.
34. Формат цикла связи по п.33, отличающийся тем, что интервал канала запроса является неизменным по длительности, сигнал синхронизации предоставляет слот оценки свободного канала каждому из присваиваемых узлов для определения появления присвоенного слота оценки свободного канала.
35. Формат цикла связи по п.31, отличающийся тем, что упомянутый интервал обратного канала является переменным по длительности.
36. Формат цикла связи по п.31, отличающийся тем, что интервал канала запроса появляется между интервалом прямого канала и интервалом оценки свободного канала.