FI73852C - Kommunikationssystem med kollisionshinder. - Google Patents

Description

73852

Viestintäjärjestelmä, jossa on törmäyseste. - Kommunikations-system med kollisionshinder.

Esillä olevan keksinnön kohteena on viestintäjärjestelmä ja tarkemmin sanoen viestintäjärjestelmässä oleva törmäys-este.

Hyvinkin tunnettuja ovat tietoliikennejärjestelmät, jotka mahdollistavat monien kaukana toisistaan olevien käyttäjien käsiksipääsyn tietokoneeseen. Ensiksikin pääsy keskustietokoneeseen saatiin aikaan sitomalla kukin kaukolaite vastaavaan tietokoneen tulokanavaan. Laajassa järjestelmässä kuitenkin tämä tekniikka vaatii suuria yleiskuluja sekä laitteilta että ohjelmistoilta. Tästä syystä käytetään yleisesti yhteistä lähetyskanavaa tai väylä järjestelmää.

Ongelmana yhteisessä väylä järjestelmässä on se, että kahden laitteen välillä voi sattua törmäyksiä, mikäli ne molemmat yrittävät käyttää väylää samanaikaisesti.

Tästä syystä pitää mukaan järjestää elimet tämän estämiseksi.

Eräässä ratkaisussa käytetään sarjaa välivahvistimia tai releitä, jotka kykenevät havaitsemaan, milloin ne sekä vastaanottavat että lähettävät tietoja. Sen jälkeen, kun rele havaitsee törmäyksen yhdessä viestintävälineessä se aikaansaa lähetyksen vastaavan lähetinvastaanottimensa kautta, joka on kytketty toiseen viestintävälineeseen.

Tämä aiheuttaa kuhunkin lähetinvastaanottimeen kiinnitetyn törmäyslaitteen käynnistymisen, mikä puolestaan saattaa lähetyslaitteen päättämään lähetyksensä. Tämän jälkeen lähetyslaite käyttää lähetysvastaanottimessa olevaa satun-nais- tai hajalukugeneraattoria ja muita eri menetelmiä sopuratkaisun löytämiseksi kahden lähettävän laitteen välille.

On kuitenkin mahdollista, että molemmat laitteet alkavat jälleen lähettää samaan aikaan ja törmäys voi toistua.

Tämä johtuu siitä, että viestintävälineessä, joka yleensä 2 73852 on koaksiaalikaapeli, on etenemisviive. On esitetty useita muitakin ratkaisuja yhteisen lähetyskanavan törmäysesteon-gelman ratkaisemiseksi. Eräs ratkaisu on esimerkiksi varustaa kukin käyttäjä aikavälillä, jolloin käyttäjä voi lähettää haluamansa tiedot. Tunnetaan useita järjestelmiä, joissa tietoja lähetetään törmäyksistä välittämättä ja lähetetään uudelleen, mikäli törmäys tapahtuu.

Tästä syystä esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan tietojenkäsittelyjärjestelmä, jossa on useita viestintäyksiköltä, jotka on kytketty yhteiseen väylään, tunnettu siitä, että kuhunkin yksikköön kuuluu vastaava törmäysestelaite, jossa on varauselimet yksikölle ominaisen jännitteen suuntaamiseksi väylään sekä vertailija, joka määrittää, onko väylä varattu tähän jännitteeseen.

Esillä olevan keksinnön mukainen tietojenkäsittelyjärjestelmä kuvataan seuraavassa esimerkin muodossa viittaamalla oheiseen piirustukseen, joka on järjestelmän lohko- ja virtapiirikaavio.

Useita lähetinvastaanottimia on kytketty viestintävälineeseen, joka voi olla useita kilometrejä pitkä koaksiaalikaapeli siten, että sitä pitkin lähetetyt signaalit joutuvat alttiiksi etenemisviiveille ja vaimennukselle. Kukin lähetinvastaanotin on kytketty vastaavaan käyttölaitteeseen. Käyttölaite antaa tietoja lähetinvastaanottimeen lähetettäväksi viestintävälinettä pitkin. Lähetinvastaanot in siirtää vastaanottamansa tiedot viestintävälineestä käyttölaitteeseen .

Kukin lähetinvastaanotin on kytketty vastaavaan törmäys-estolaitteeseen, joka on liitetty viestintävälineeseen sopivasti samalla liitännällä kuin lähetinvastaanotin.

Kun lähetinvastaanotin haluaa lähettää, törmäysestelaite kehittää ennalta määrätyn tasavirtajännitteen, joka on tässä viestintäjärjestelmässä ominainen nimenomaan tälle 3 73852 kyseiselle törmäyseste lait tee 1le. Tällöin törmayseste laite yrittää varata viestintäväline?en tähän ennalta määrättyyn jännitteeseen, jota käytetään kaksinkertaisesti se aika, joka tarvitaan etenemisviiveen mitätöimiseksi viestintävälineen äärimmäisessä päässä. Koska viestintävälineeseen siirretty jännite on tasavirtaa, on mahdollisesti esiintyvä vaimennus vähäinen. Tämän jälkeen törmäysestelaite kytkee ennalta määrätyn jännitteen irti viestintävälineestä ja vertaa viestintävälineessä läsnäolevaa jännitetasoa ennalta määrättyyn jännitetasoon. Mikäli nämä kaksi jännitettä eivät ole suunnilleen yhtä suuria, viestintälaite tiedottaa lähetinvastaanottajalle, että mikäli se lähettää, tapahtuu törmäys. Tämän jälkeen törmäysestelaite määrittelee, milloin käynnistää itsensä uudelleen ja alkaa uuden yrityksen viestintävälineen varaamiseksi ennalta määrättyyn jännitetasoon.

Tällä tavoin saadaan eliminoiduiksi viestintävälineessä tapahtuviin etenemisviiveisiin ja vaimennukseen liittyvät ongelmat eikä kaukana toisesta lähetinvastaanottimesta oleva toinen lähetinvastaanotin yritä lähettää samaan aikaan, kun toinen lähetinvastaanotin on lähettämässä.

Kuviossa on esitetty viestintäväline 36, joka on koaksiaalikaapeli, johon on kytketty useita viestintäyksiköltä 41, 58 ja 59. Viestintäyksikköön 41 kuuluu lähetinvastaanotin 32, laite 10 (tietojenkäsittelyjärjestelmä) ja törmäyksen estelaite 60. Nämä kolme yksikköä on kytketty esitetyllä tavalla yhteen, ja lähetinvastaanotin 32 ja törmäyksen estelaite 60 on kytketty koaksiaalikaapeliin 36 yhdellä yhteisellä liitäntäjohdolla, kuten esitetty on. Kumpikin yksikkö 58 ja 59 koostuu samalla tavoin törmäyksen este-laitteesta, lähetinvastaanottimesta ja laitteesta, joka voi lähettää ja vastaanottaa tietoja.

Törmäyksen este la it teessä 60 muodostaa verta iluj änn it e lähde ^REF tunnetun jännitteen, joka syötetään vastuksen Rl 4 73852 ja binäärisen vastus-kytkinporta ikon RL muodostamaan jännitteen jakajaan. Asettamalla sopivasti kytkimet portaikossa RL voidaan jännitteen jakajasta lähtevä jännite asettaa mihin tahansa 16 eri arvosta, esimerkiksi mihin tahansa integraalijännitteeseen 1 V - 16 V. Vastaavat laitteet muissa viestintäyksiköissä ovat rakenteeltaan identtisiä, mutta niissä on eri kytkinyhdistelmät suljettu siten, että kukin kehittää eri jännitteen.

Jännitteen jakajasta Rl-RL tuleva jännite syötetään yksikkö-vahvistimeen AI, joka toimii virran ohjaajana ja virtanielu-na. Vahvistin AI on liitetty koaksiaalikaapeliin 36 kahdella sarjassa olevalla vastuksella R2 ja R3 sekä kytkimellä Q2, ja vastuksen R3 kytkin Q1 on liitetty sen yli kuviossa esitetyllä tavalla. Kytkimet Q1 ja Q2 voivat sopivasti olla MOSFET-laitteita ja niitä ohjataan ohjaimella CONT. Molemmat kytkimet ovat normaalisti päältä pois, eli johtamattomia.

Mikäli laite 10 halutasn viestittää kaapelin 36 kautta, se lähettää signaalin ohjaimeen CONT, joka kytkee kytkimen Q2 päälle. Tämän seurauksena vahvistimesta Ai tuleva jännite siirtyy vastuksen R2 (joka on pienvirtarajoitus-vastus) ja vastuksen R3 kautta kaapeliin 36. Tällöin laite 60 yrittää saattaa kaapelin 36 jännitetason vahvistimesta AI tulevaan jännitteeseen. Mikäli esimerkiksi kaapelin 36 jännite on suurempi kuin vahvistimesta AI tuleva, vahvistin toimii virtanieluna ja virta kulkee kaapelista vahvistimeen saattaen siten kaapelin jännitteen alaspäin. Hyvin lyhyessä ajassa kaapelilla 36 ja vahvistimella AI on sama jännite ellei jossain toisessa viestintälaitteessa oleva toinen törmäyksen estelaite myös yritä varata kaapelia 36 omaan itselleen ominaiseen jännitteeseensä. Ainoa viive kaapelin 36 varauksessa johtuu sen kapasitanssi- tai varauskykyominaisuuksista.

Heti, kun kaapelin 36 riittävä varausaika on kulunut,

II

5 73852 ohjain avaa kytkimen Ql. Vahvistin AI ja kaapeli 36 on nyt tehokkaasti eristetty toisistaan vastuksella R3, jolla on suuri arvo verrattuna kaapelin vastukseen. Nämä kaksi jännitettä syötetään vertailijaan COMP , jossa on esitetyllä tavalla kaksi ulostuloa, joissa on lievästi porrastetut kytkentäpisteet siten, että molemmat ulostulot ovat 0, mikäli syötöt ovat olennaisesti yhtä suuret, mutta jompi kumpi ulostulo on 1, mikäli kyseiset kaksi syöttöä eroavat olennaisesti toisistaan. Nämä kaksi tulostusta syötetään NAND-porttiin G1, joka kehittää tulostuksen 1, mikäli kumpikaan syöttö ei ole 1.

Mikäli portti G1 muodostaa ykköstulostuksen, mikä osoittaa, että kaapeli 36 on menestyksekkäästi varattu vahvistimesta AI tulevaan jännitteeseen, tämä 1 syötetään ohjaimeen CONT, joka siirtää lähetinvastaanottimeen 32 signaalin, että kaapeli 36 on vapaa, jolloin lähetinvastaanotin 32 alkaa lähettää tietoja laitteesta 10. Toisaalta, mikäli portti G1 muodostaa nollan, tämä merkitsee sitä, että törmäys tapahtuisi ja tästä syystä ohjain ei viestitä 1ähetinvastaa nottimelle 32 lähetyksen alkamismerkkiä.

Tästä syystä törmäys vältetään, mutta tietoja ei lähetetä. Tästä syystä laite 60 tekee sarjan yrityksiä tai uusia yrityksiä päästä käsiksi kaapeliin 36. Tämä tapahtuu seuraavast i.

Ohjaussignaalit ohjaimesta CONT kytkimiin Ql ja Q2 syötetään invertterin 11 kautta ja esitetyllä tavalla epäsuorasti AND-porttiin G2, ja portit G1 ja G2 syöttävät kaksi laskimen CTR toimivaa syöttöä siten, että laskin aktivoituu laskemaan ainoastaan, mikäli se vastaanottaa nollan portista G1 ja 1 portista G2. Portti G2 muodostaa 1 ainoastaan, mikäli kytkin Ql on avoin ja kytkin Q2 on suljettu, eli kun yritys kaapelin 36 varaamiseksi on jo tehty ja laite testaa, onko yritys ollut menestyksellinen. Tässä vaiheessa 0 portista G1 merkitsee epäonnistunutta yritystä. Ohjain 73852 6 CONT on kytketty laskimeen CTR kahden johdon kautta, jotka ovat laskentajohto ja palautus- tai nollausjohto.

1 portista G1 ohjaimeen saattaa ohjaimen lähettämään pulssin nollausjohtoon, jolloin laskimessa oleva lukema palautuu nollaksi. Yrityksestä varata kaapeli 36 seuraa varausaikaviiveen jälkeen se, että ohjain lähettää pulssin laskimeen CTR laskentajohtoa pitkin.

Tällöin, mikäli yritys on menestyksellinen, laskin ei aktivoidu ja sen lukema pysyy nollassa (tai palaa nollaan, mikäli se aluksi oli jossain muussa lukemassa). Mutta epäonnistunut yritys saa aikaan pulssin laskentajohtoon, kun laskin aktivoituu, ja tästä syystä laskin laskee ylöspäin ja sen lukema kasvaa 1 joka yrityksellä niin kauan, kun yritykset eivät tuota tulosta.

Laskimen CTR-lukema syötetään ohjaimeen CONT, joka siirtää vikasignaalin laitteeseen 10, mikäli lukema ylittää ennalta määrätyn arvon. Lukema syötetään myös taajuussyntetisaat-toriin F5. Ohjain CONT vastaanottaa laitteesta 10 prioriteet-titasosignaaIin yhdessä sen signaalin kanssa, joka osoittaa, että lähetys halutaan, ja se syöttää tämän prioriteettisig-naalin taajuussyntetisaattoriin FS. Taajuussyntetisaattoriin FS syötetään myös järjestelmän kellosignaali ohjaimesta CONT ja se kehittää taajuuspulssivirran, joka riippuu laskimesta CTR saadusta lukemasta ja prioriteettitasosignaa-lin arvosta. Mitä suurempi laskimen CTR lukema on ja mitä korkeampi prioriteettitasosignaali on, sitä suurempi on taajuussyntetisaattorista tulevan pulssivirran taajuus. Tämä pulssivirta syötetään jakopiirin DIV kautta ohjaimeen CONT, ja kukin jakajasta DIV tuleva pulssi saattaa ohjaimen CONT aloittamaan uuden yrityksen sen seikan määrittämiseksi, onko kaapeli 36 vapaa vai ei, eli voidaanko se varata vahvistimesta AI tulevaan jännitteeseen. Tällöin siis uudet yritykset tehdään vauhdilla, joka riippuu suoritettavan viestinnän prioriteettitasosta ja joka kasvaa sitä mukaa, kun tuloksettomien yritysten määrä kasvaa.

7 73852

Ohjain CONT avaa kytkimen Q2, kun yritys on tuloksellinen siten, että törmäyksen ilma is in la it e 60 ei häiritse lähetin-vastaanottimen 32 lähettämiä tietoja.

Claims (5)

8 73852

1. Tietojenkäsittelyjärjestelmä, jossa on useita yhteiseen väylään (36) kytkettyjä viestintäyksiköltä (41, 58, 59), tunnettu siitä, että kuhunkin yksikköön (esim. 41) kuuluu vastaava törmäyksen estelaite (60), jossa on varauselimet (Rl, RL, AI, Ql, R2, R3, Q2) väylän varustamiseksi jännitteellä (RL:sta, Al:stä), joka on ominainen yksikölle, sekä vertailija (COMP) sen seikan määrittämiseksi, onko väylä varattu tähän jännitteeseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kuhunkin törmäyksen estelaittee-* seen kuuluu ohjain (COtilT) , joka aiheuttaa uuden yrityksen väylän varaamiseksi, mikäli vertailija (COMP) ilmoittaa väylän varauksen epäonnistumisesta, ja laskin (CTR), joka laskee tuloksettomien yritysten lukumäärän ja saattaa ohjaimen viestittämään tuloksettoman yrityksen saavutetun ennalta määrätyn laskun perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunne ttu siitä, että kuhunkin törmäyksen estelaitteeseen kuuluu taajuussyntetisaattori (SF), jota laskin ohjaa uusien yritysten tekonopeuden saattamiseksi nousemaan laskimen lukeman noustessa.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kussakin törmäyksen estelaitteessa oleva ohjain taltioi prioriteettitasosignaalin, joka ohjaa alkunopeutta, jolla uudet yritykset tehdään.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että kussakin törmäyksen estelaitteessa oleva varauselin käsittää tietyn ominaisjännitteen lähteen (Rl, RL, AI) sekä kytkinelimen, johon kuuluu kaksi sarjassa olevaa kytkintä (Ql, Q2), jolloin vertailija on liitetty rinnak-kaisesti ensimmäiseen kytkimeen (Ql) nähden.