RU1823141C

RU1823141C - Волоконно-оптическа система св зи

Info

Publication number: RU1823141C
Application number: SU904882249A
Authority: RU
Inventors: Владимир Феликсович Стрельченок; Александр Викторович Маслов; Анатолий Васильевич Шостак
Original assignee: Рижское Высшее Военно-Политическое Краснознаменное Училище Им.Маршала Советского Союза Бирюзова С.С.
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1993-06-23

Abstract

Сущность изобретени , система св зи содержит распределительную станцию, абонентские станины. Распределительна станци содержит анализатор сигнала за проса 2, оптический ответвитель 3. фотопри емник 4, коммутатор 5. дешифратор 6 сигнала Стоп, дешифратор сигнала запрос 7, элемент ИЛИ 8, одновибратор 9. оптиче ский передатчик 10, оптический сумматор 11, формирователь сигнала Аварийный сброс 12. оптический коммутатор 15. 4 ил

Description

Изобретение относитс к волоконно-оптическим системам св зи (ВОСС) и преиму- щесгвенно может быть использовано в волоконно-оптических локальных сет х передачи данных.

Структурна схема ВОСС показана на фиг.1 На фиг 1 обозначено 1 1-1.N - N АС, 2 - анализатор сигналов запроса, 3 1-3.N - N оптических ответвителей, 4.1 -4 N - N фотоприемников , 5.1-5.N - N коммутаторов, 6.1- 6 N - N дешифраторов сигнала Стоп, 7.1-7N - N дешифраторов сигнала запрос , 8 1 8 N N элементов ИЛИ, 9 N - N одновибраторов, 10 1 10.N - N оптических передатчиков, 111 11.N - N оптических сумматоров, 12 1-12.N - N формирователей сигнала аварийный сброс. 13 1-13.N N оптических коммутаторов

На фиг 2 показана структурна схема формировател сигнала аварийный сброс. На фиг 2 обозначено 1 - генератор импульсов . 2 элемент И, 3 - элемент ИЛИ, 4 - триггер, 5 счетчик На фиг 3 показан вариант функциональной схемы анализатора сигналов запроса дл ВОСС, содержащей четыре АС На фиг 4 обозначено 11-112 элементы И 2 1-2 12 RS-триггеры На фиг.4 представлен алгоритм работы PC при передаче информационного пакета от АС 1 I (КМ)к АС 1 jQtN, j 0

Предлагаема система (фиг 1) содержит PC и N приемопередающих АС 1 1 1 N Выход соответствующей АС через соответствующую ВОЛС соединен с соответствующим входом PC Соответствующий выход PC через соответствующую ВОЛС соединен со входом соответствующей AC PC выполнена в виде N цепей и анализатора сигналов запроса 2. Кажда 1,епь, например перва , состоит из последовательно соединенных оптического ответвител 3 1, фотаприемник 4.1, коммутатора 5 1 Выходы коммутатора 5 1 соединены соответственно со входом дешифратора сигнала стоп 6.1 и дешифратора сигнала запрос 7 1 Выходы последнего соединены с канальными входами анализатора сигналов запроса 2, выходы которого через последовательно соединенные элемент ИЛИ 8 1. одновибратор 9 1 и оптический передатчик 10 1 соединены со входом оптического сумматора 11 1. Выход одновибратора 9 1 через формирователь сигнала аварийный сброс 12 1 соединен с соответствующим входом сброса анализатора сигналов запроса 2 Выход дешифратора сигнала стоп 6 1 соединен с другим входом формировател сигнала аварийный сброс 121 Выходы анализатора CHI налов запроса 2 соединены с управл ющими входами оптического коммутатора 13 1 Сигнальный вход оптического коммутатора 131 соединен с другим выходом оптического ответвител 3 1, а выходы оптического коммутатора 13.1 соединены с соответствующими входами N-1 оптических сумматоров 11.2- 11 N выход элемента ИЛИ 8 1 соединен с другим входом коммутатора 5 1 Вы ход каждого оптического сумматора 11 1 -11 N вл етс соответствующим выходом PC Вход каждого оптического ответвител 3 1-3 N вл етс соответствующим входом PC

Система работает следующим образом. В исходном состо нии все АС 1 1-1 М(фиг 1)

пассивны, т.е не имеют потребности в передаче информационных пакетов друг другу . Триггеры анализатора сигналов запроса 2 (фиг.1, 3) наход тс в нулевом состо нии Сигналы низкого уровн с выходов анализатора сигналов запроса 2 (фиг 1) поступают через соответствующие элементы ИЛИ 8 1- 8.N на входы управлени соответствующих коммутаторов 5 1 -5 N и на входы соответствующих одновибраторов 9 1 9N В соответствии с этими управл ющими сигналами информационные входы коммутаторов 5 1- 5 N скоммутированы на первые выходы последних С выходов соответствующих одновибраторов 9.1-9.N сигналы низкого

уровн поступают на первые входы соответствующих формирователей сигнала аварийный сброс 12 1-12 N, те. на S-входы соответствующих триггеров 4 (фиг 2) Все триггеры 4 формирователей сигнала аварийный сброс 12 1-12 N (фиг 1) наход тс в нулевом состо нии PC находитс в готовности к приему и анализу запросов на обслуживание от АС 1.1-1 N. При этом под обслуживанием любой АС понимаетс процесс коммутации на PC передаваемого этой АС информационного пакета к той АС. адрес которой был указан в коде запроса

Анализатор сигналов запроса 2 предназначен дл исключени конфликтных ситуаций при коммутации информационных пакетов на PC. С помощью анализатора сигналов запроса 2 осуществл етс блокировка запроса от АС 1.1 на передачу пакета к АС 1.J (I, J .-N, I J) в двух случа х (фиг.4)

1) если к моменту поступлени на PC

запроса от АС 1.1 на передачу пакета к АС 1 .J

уже прин т к обслуживанию запрос от АС

1.k (kt-N, k i I) на передачу пакета к АС 1 J:

2) если к моменту поступлени на PC

запроса от АС.1 .i на передачу пакета к АС 1 j уже прин т к обслуживанию запрос от АС 1 I (ItN. I i) на передачу пакета к АС 1 i

В первом случае устран етс ситуаци столкновени пакетов ot двух (или более)

АС, передаваемых к одной и той же АС. Во втором случае устран етс ситуаци столкновени информационного пакета, передаваемого к некоторой АС, и кода ответа, передаваемого к той же АС. Событие блоки- ровки запроса от АС 1.1 заключаетс в том, что запрос не принимаетс к обслуживанию и код ответа к АС 1.1 не передаетс .

Таким образом, обобщенный алгоритм работы анализатора сигналов запроса 2 (фиг.1) заключаетс в следующем:

1)принимаетс к обслуживанию любой первый запрос;

2)каждый последующий запрос принимаетс к обслуживанию только в том случае, если он не вступает в конфликт с ранее прин тыми запросами, обслуживание по которым к моменту поступлени этого запроса

на PC не закончено.

Передавша запрос на обслуживание АС ожидает код ответа в течение временного интервала

Д1ож 2 АТ.З + Atp+ Д torn. (1)

где A ta - задержка распространени оптического сигнала по ВОЛС, соедин ющей данную АС с PC;

Д tp - врем реакции PC; A tote - длительность передаваемого PC кода ответа.

Если в течение временного интервала АТ.ОЖ передавша запрос АС не получит код ответа, то она вновь передает запрос на обслуживание к. PC.

Дешифраторы сигнала запрос 7.1-7.N (фиг.1) имеют по N-1 выходов каждый, элементы ИЛИ 8.1-8.N имеют по N-1 входов. Каждый из N оптических коммутаторов 13.1-13.N имеют no N-1 входов. Каждый из N оптических коммутаторов 13.1r13.N имеют no N-1 информационных выходов.

Сигналы низкого уровн с соответствующих выходов анализатора сигналов запроса 2 поступают, кроме того, на входы управлени соответствующих оптических коммутаторов 13.1-13.N. Вследствие этого информационные входы оптических коммутаторов 13.1-13.N не скоммутированы на какие-либо выходы последних.

При необходимости передать информацию АС, например АС 1.1, передает к PC код запроса, Код запроса содержит адрес той АС, которой предназначена передаваема информаци , например адрес AC 1.N. Код запроса с выхода АС 1.1 через соответствующую ВОЛС поступает на вход оптического ответвител 3.1. С первого выхода оптического ответвител 3.1 код запроса поступает

5

10

15

0

5

0

5

0

5 0

5

на вход фотоприемника 4.1 и после опто- электронного преобразовани в последнем поступает на информационный вход коммутатора 5.1. На вход управлени коммутатора 5.1 с выхода элемента ИЛ И 8.1 подан сигнал низкого уровн , поэтому код запроса коммутируетс на первый выход коммутатора 5.1 и поступает на вход дешифратора сигнала запрос 7.1, Соответствующий коду запроса параллельный унитарный код поступает на соответствующие канальные входы анализатора сигналов запроса 2. Если запрос принимаетс к обслуживанию, то с соответствующих выходов анализатора сигналов запроса 2 соответствующий запросу параллельный унитарный код поступает на входы управлени оптического коммутатора 13.1 (осуществл коммутацию его информационного входа на выход, соответствующий AC 1.N) и на входы элемента ИЛИ 8.1. С выхода последнего сигнал высокого уровн поступает на вход управлени коммутатора -. 5.1 (осуществл коммутацию его информационного входа на второй выход) и на вход одновибратора 9.1. По этому сигналу одно- вибратор 9.1 формирует на своем выходе импульс длительности Atore. В течение длительности этого импульса оптический передатчик 10.1 формирует код ответа. С оптического выхода оптического передатчика 10.1 код ответа поступает на соответствующий вход оптического сумматора 11.1 и с выхода последнего через соответствующую ВОЛС поступает на вход АС 1.1. Импульс с выхода одновибратора 9.1, кроме того, поступает на первый вход формировател сигнала аварийный сброс 12.1, т.е. на S-вход триггера 4 (фиг.2), перевод его в единичное состо ние. Импульсы с выхода генератора импульсов 1 через элемент И 2 начинают поступать на счетный вход суммирующего счетчика 5.

Получение кода ответа АС 1.1 (фиг. 1) соответствует разрешению ей передавать информационный пакет к той АС, адрес которой был указан в коде запроса. Получив код ответа, АС 1.1 передает адресованный AC 1.N информационный пакет. Пакет содержит маркер начала пакета, информационную часть и концевик пакета (сигнал стоп). С выхода АС 1.1 пакет через ВОЛС и оптический ответвитель 3.1 поступает на информационный вход оптического коммутатора 13.1 и на зход фотоприемника 4.1. С информационного входа оптического коммутатора 13.1 пакет коммутируетс на его выход, соответствующий AC 1.N, и через оптический сумматор 11.N и соответствующую ВОЛС поступает на вход AC 1.N. С выхода фотоприемника 4.1 через коммутатор 5,1 пакет поступает также на вход дешифратора сигнала стоп 6.1, При поступлении концевика пакета (сигнала стоп) на вход дешифратора сигнала стоп 6.1 сигнал высокого уровн с выхода последнего подаетс на второй вход формировател сигнала аварийный сброс 12.1, т.е. на второй вход элемента ИЛИ 3 (фиг.2), С выхода последнего сигнал высокого уровн поступает на R-вход триггера 4, вход установки счетчика Бис выхода формировател сигнала аварийный сброс (фиг.1)-- на соответствующий вход сброса анализатора сигналов запроса 2. На этом процесс обслуживани АС 1.1 завершаетс .

Ситуаци отсутстви по каким-либо причинам концевика кадра (сигнала стоп) устран етс следующим образом, При превышении времени передачи пакета tnна выходе счетчика 5 (фиг.2) по вл етс сигнал высокого уровн , который через элемент ИЛИ 3 поступает на R-вход триггера 4, вход установки счетчика Бис выхода формировател сигнала аварийный сброс 12.1 (фиг.1) - на вход сброса анализатора сигналов запроса 2.

Если запрос АС 1.1 вступает в конфликт с ранее прин тыми к обслуживанию запросами и после анализа в анализаторе сигналов запроса 2 не принимаетс к обслуживанию, то на входы элемента ИЛИ 8.1 и на входы управлени оптического коммутатора 13.1 с соответствующих выходов анализатора сигналов запроса 2 подаютс сигналы низкого уровн , следовательно код ответа к АС 1.1 не передаетс и через временной интервал Дг0ж она вновь посылает запрос к PC.

Рассмотрим работу анализатора сигналов запроса 2. На фиг.З представлена функциональна схема этого блока дл БОСС, содержащей четыре АС. В этом случае дешифраторы сигнала запрос 7.1-7.4 (фиг.1) имеют по 3 выхода каждый, элементы ИЛИ 8.1-8.4 - по 3 входа, а оптические коммутаторы 13.1-13.4 - по 3 входа управлени . В исходном состо нии триггеры 2.1-2.12 (фиг.З) наход тс в нулевом состо нии. Поэтому с инверсных выходов 13-24 триггеров 2.1-2.12 напр жение логической единицы подаетс на соответствующие входы элементов И 1.1-1.12. На входы 1-12 анализатора сигналов запроса подаетс напр жение логического нул с выходов соответствующих дешифраторов сигнала запрос 7.1- 7.4 (фиг.1). На входы сброса 37-40 анализатора сигналов запроса подаетс напр жение логического нул с выходов соответствующих формирователей сигнала аварийный сброс 12.1 12.4 (фиг.1). Элементы И 1.1 - 1 3 и триггеры 2.1 - 2.3 предназначены дл анализа запросов от АС 1.1, элементы И 1.4-1.6 и триггеры 2.4-2.64 от АС 1.2 и т.д. С соответствующих выходов 25-36 анализатора сигналов запроса напр жение

логического нул подаетс на соответствующие входы элементов ИЛИ 8.1 8.4 (фиг.1) и на соответствующие входы управлени оптических коммутаторов 13,1-13.4.

Пусть, например, на PC поступают запросы в следующей последовательности: от АС 1.1 на передачу к АС 1.2(1.1 - 1,2), от АС

1.2на передачу к АС 1,3 (1.2 - 1,3), от АС 1.4 на передачу к АС 1,2 (.1,4 - 1,2) и от АС

1.3на передачу к АС 1,4 (1.3 .4). При поступлении на PC первого запроса 1.1 ,2

с первого выхода дешифратора сигнала запрос 7,1 напр жение логической единицы поступает на вход 1 анализатора сигналов запроса (фиг.З). Через1 элемент И 1.1 нэпр жение логической единицы поступает на S- вход триггера 2.1 и переводит его в единичное состо ние. Переход в единичное состо ние триггера 2.1 означает, что запрос 1.1 - 1.2 прин т к обслуживанию. С пр мого выхода 25 триггера 2.1 единичное напр жение поступает на первый вход управлени оптического коммутатора 13.1 (фиг.1) и на первый вход элемента ИЛИ 8.1. При поступлении на PC второго запроса

1.2 - 1.3 со второго выхода дешифратора сигнала запрос 7.2 напр жение логической единицы поступает на вход 5 анализатора сигналов запроса (фиг.З). В случае, если обслуживание по первому запросу

1.1 - 1.2 не закончено, с инверсного выхода триггера 2.1 на вход элемента И 1.5 подано напр жение логического нул , Следовательно, перехода триггера 2.5 в единичное состо ние не происходит, а запрос

1.2 1.3 блокируетс . Аналогично блокируетс и третий запрос 1.4 - 1.2. При поступлении на PC четвертого запроса 1.3 .4 переводитс в единичное состо ние триггер 2.9, следовательно, четвертый запрос принимаетс к обслуживанию. По окончании обслуживани , например АС 1.1, или при превышении времени передачи пакета tn AC 1.1 напр жение логической единицы с выхода формировател сигнала аварийный

сброс 12.1 (фиг.1) поступает на вход сброса 37 анализатора сигналов запроса (фиг.З). Со входа 37 анализатора сигналов запроса единичное напр жение поступает на R-входы группы триггеров 2.1-2.3, соответствующих

АС 1.1.

Применение данного устройства в волоконно-оптических локальных вычислительных сет х передачи данных позволит увеличить пропускную способность PC. В

прототипе (2) PC может обслуживать в один и тот же момент времени только одну АС. Поэтому пропускана способность PC прототипа RI - 1, В предлагаемом устройстве PC позвол ет осуществл ть бесконфликтное обслуживание п АС одновременно, где п - целое неотрицательное число, удовлетвор ющее условию

п S

N

(D

Блокируютс только те запросы, которые вступают в конфликт с ранее прин тыми к обслуживанию запросами, обслуживание по которым не завершено. Поэтому пропускна способность PC дл предлагаемого устройства R2 п. Следовательно, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позвол ет увеличить пропускную способность PC в п раз.

Claims

Формула изобретени Волоконно-оптическа система св зи, содержаща распределительную станцию, соединенную с N абонентскими станци ми посредством волоконно-оптических линий св зи, отлича ща с тем, что, с целью повышени пропускной способности путем обеспечени бесконфликтной коммутации оптических сигналов, распределительна

станци выполнена из N цепей по числу абонентских станций, анализатора сигнала запроса, причем кажда цепь состоит из последовательно соединенных первого оптического ответвител , фотоприемника, и коммутатора, выходы которого соединены соответственно с входом дешифратора сигнала Стоп и дешифратора сигнала Запрос , выходы которого соединены с

0 канальными входами анализатора сигнала Запрос, канальные выходы которого через последовательно соединеннее элемент ИЛИ, однооибратор и оптический передатчик соединены с входом оптического

5 сумматора, выход одновибратора через формирователь сигнала Аварийный сброс соединен с входом Сброс анализатора сигнала запроса, выход дешифратора сигнала Стоп соединен с другим входом фор0 мировател сигнала Аварийный сброс, канальные выходы анализатора сигнала запроса соединены с управл ющими входами оптического коммутатора, сигнальный вход которого соединен с другим входом оптиче5 ского ответвител , выходы оптического KQM- мутатора соединены с соответствующим входом каждого последующего оптического сумматора, вых од которого вл етс выходом распределительной станции, вход опти0 ческого ответвител вл етс входом распределительной станции.

Г

Ј

4

I

Фнг.2

J /4/VPC ОТ AC l.i HA /lЈt ЈAA4X ЛАКЈГА К. АС 4-j (ФХНИМЛЕГСЛ ОбСЛУХиА A HUtO. .А A SAUitMWCf COCTCJtSue. -ОСГАЈГ -ГЪУ ЩЈГО AC ТГЧГЛЕРЛ ЛС.

ilkPEAAVA f.OjA ОГЛЕТЛ f. ACI.i. 6А/4ЛЧА jntAAAJtCUtHS СХГНЛЛС4 #A OffrMfCKUV )

ОЛ НИГАЦЧЈ or AC -f.i . AC

CffCd. ГГХППь Т 14ГГЈ.РСЬ ACS СССГ&Јгс. AC -1.L

( KOHЈ Ц )

ЈГ