RU2484521C1 - Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines - Google Patents
Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484521C1 RU2484521C1 RU2012111463/08A RU2012111463A RU2484521C1 RU 2484521 C1 RU2484521 C1 RU 2484521C1 RU 2012111463/08 A RU2012111463/08 A RU 2012111463/08A RU 2012111463 A RU2012111463 A RU 2012111463A RU 2484521 C1 RU2484521 C1 RU 2484521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- channel
- lines
- node
- signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам обмена сообщениями, передаваемыми двоичными сигналами по состоящему из двух линий оптическому каналу, последовательно соединяющему группу устройств обмена сообщениями, и может быть использовано для быстрого обнаружения и устранения отказов в передаче сообщений.The invention relates to the field of computer engineering, in particular to messaging devices transmitted by binary signals through a two-line optical channel connecting a group of messaging devices in series, and can be used to quickly detect and eliminate failures in the transmission of messages.
Известны устройства обнаружения и устранения отказов при передаче сообщений двоичными сигналами. В частности, таким устройством, принятым за прототип, является устройство из патента РФ 2177674, которое предназначено для обнаружения отказов в линиях, соединяющих станции систем передачи сообщений и быстрого выбора путей передачи сообщений, обходящих отказы. Быстродействие устройства достигается тем, что для обнаружения отказавших линий и выбора новых путей передачи сообщений используются только аппаратные средства.Known devices for detecting and eliminating failures when transmitting messages with binary signals. In particular, such a device adopted as a prototype is a device from the patent of the Russian Federation 2177674, which is designed to detect failures in the lines connecting the stations of the messaging system and quickly select transmission paths of messages that bypass the failures. The performance of the device is achieved by the fact that only hardware is used to detect failed lines and select new message transmission paths.
Недостатки прототипа следующиеThe disadvantages of the prototype are as follows
- устройство предназначено только для борьбы с отказами в линиях передачи сообщений, отказы в аппаратуре станций, ведущие к отказам в обмене сообщениями при исправных линиях обмена сообщениями, устройство не обеспечивает;- the device is intended only to deal with failures in message lines, failures in the equipment of stations leading to failures in the exchange of messages with serviceable messaging lines, the device does not provide;
- устройство не содержит средств быстрого определения мест отказов.- the device does not contain means for quickly determining the locations of failures.
Задачей настоящего изобретения являетсяThe objective of the present invention is
создание устройства для быстрого обнаружения, устранения и определения местоположения отказов в аппаратуре передачи сообщений, ведущих к отказам в обмене сообщениями, и линиях обмена сообщениями при передаче сигналов по оптическому каналу, в том числе по кольцевому, состоящему из двух линий со встречным направлением передачи сигналов. Чтобы ускорить определение состояния технических средств передачи сообщений, устройство должно выполнять быстрые распределенные вычисления над содержимым передаваемых по каналу сообщений без задержки сообщения на проведение вычисления. Так как для многих систем обмена сообщениями важно обеспечить малое потребление энергии в аппаратуре обмена сообщениями, то предлагаемое устройство для экономии энергии не должно создавать новые сигналы в линиях канала за счет энергии устройства, а только изменять путь дальнейшего перемещения по линиям канала поступающих из канала сигналов.creation of a device for the rapid detection, elimination and location of failures in messaging equipment, leading to failures in messaging, and messaging lines when transmitting signals through an optical channel, including a ring, consisting of two lines with an opposite direction of signal transmission. In order to speed up the determination of the state of technical means of transmitting messages, the device must perform fast distributed calculations on the contents of messages transmitted through the channel without delaying the message for the calculation. Since it is important for many messaging systems to ensure low energy consumption in messaging equipment, the proposed device to save energy should not create new signals in the channel lines due to the device’s energy, but only change the path of further movement of the signals coming from the channel along the channel lines.
Техническим результатом изобретения является ускорение обнаружения, устранения и определения местоположения отказов при передаче оптических сигналов при работе в двух взаимно исключающих режимах, динамически переключаемых в зависимости от вида приходящих из канала в устройство сигналов.The technical result of the invention is the acceleration of the detection, elimination and location of failures during the transmission of optical signals when operating in two mutually exclusive modes, dynamically switched depending on the type of signals coming from the channel to the device.
1. Устройство запрещает внешним сигналам (сигналам внешнего устройства, передающего сообщение в канал) воздействовать на оптические сигналы, ретранслируемые устройством в канале.1. The device prohibits external signals (signals of an external device transmitting a message to the channel) from affecting the optical signals relayed by the device in the channel.
2. При наличии специальных сигналов в поступающем из канала сообщении устройство разрешает внешним сигналам воздействовать на оптические сигналы, ретранслируемые устройством в канале, в том числе выполнять вычисления над ретранслируемыми устройством сигналами без задержки сигналов на проведение вычисления.2. If there are special signals in the message coming from the channel, the device allows external signals to act on the optical signals relayed by the device in the channel, including performing calculations on the signals relayed by the device without delaying the signals for the calculation.
Воздействие внешних сигналов на передаваемое по каналу сообщение приводит только к изменению выбора линии канала, по которой будет передаваться выходящий из устройства в канал сигнал, и устройству не требуется генерировать новые сигналы взамен поступивших из канала. Это позволяет уменьшить затраты энергии внутри устройства. Первичным источником оптических сигналов в канале является внешний источник, посылающий всем устройствам оптические сигналы в две линии оптического канала.The effect of external signals on the message transmitted through the channel only leads to a change in the choice of the channel line along which the signal going from the device to the channel will be transmitted, and the device does not need to generate new signals instead of those received from the channel. This reduces the energy costs inside the device. The primary source of optical signals in the channel is an external source that sends all devices optical signals in two lines of the optical channel.
Технический результат достигается тем, чтоThe technical result is achieved by the fact that
устройство обнаружения и устранения отказов в обмене двоичными сигналами по двум линиям оптического канала, в разрыв которых помещено данное устройство, содержащее первый блок ретрансляции сигналов в канале и второй блок обнаружения, разрешения или запрета прохода внешних сигналов в первый блок, при этом первый блок содержит ответвитель оптических сигналов, два входа которого подключены к линиям канала, а два выхода подключены к первому узлу второго блока, и коммутатор выбора линий канала для прохождения сигналов и выполнения вычислений над ними без задержки сигналов, состоящий из четырех взаимосвязанных оптических переключателей, два оптических входа которого подключены к выходам ответвителя, четыре электрических входа управления подключены к выходам третьего узла второго блока, два оптических выхода подключены к выходящим из коммутатора линиям канала, а второй блок содержит первый узел обнаружения в канале одновременного наличия сигналов в двух линиях, наличия сигнала только в одной линии, отсутствия сигналов в обеих линиях в течение заданного интервала времени, подключенный выходами к управляющим входам ключей третьего узла второго блока и к внешнему устройству, содержит второй узел, состоящий из четырех элементов задержки внешних сигналов, подключенных входами к внешнему устройству и выходами к входам ключей третьего узла второго блока, содержит третий узел, состоящий из четырех ключей.a device for detecting and eliminating failures in the exchange of binary signals along two lines of the optical channel, into the gap of which this device is located, containing the first block of relaying signals in the channel and the second block of detecting, allowing or prohibiting the passage of external signals to the first block, while the first block contains a coupler optical signals, two inputs of which are connected to the channel lines, and two outputs are connected to the first node of the second block, and the switch for selecting the channel lines for the passage of signals and execution is calculated above them without delay of signals, consisting of four interconnected optical switches, two optical inputs of which are connected to the outputs of the coupler, four electrical control inputs are connected to the outputs of the third node of the second unit, two optical outputs are connected to the channel lines leaving the switch, and the second block contains the first detection node in the channel of the simultaneous presence of signals in two lines, the presence of a signal in only one line, the absence of signals in both lines for a given time interval, connected by outputs to the control inputs of the keys of the third node of the second block and to an external device, contains a second node consisting of four delay elements of external signals, connected by inputs to an external device and outputs to the inputs of keys of the third node of the second block, contains a third node of four keys .
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняется чертежами.The technical nature and principle of operation of the proposed device is illustrated by drawings.
Фиг.1 - Оптический переключатель на основе интерферометра Маха-Цандера.Figure 1 - Optical switch based on the Mach-Zander interferometer.
Фиг.2 - Функциональная схема оптического переключателя.Figure 2 - Functional diagram of an optical switch.
Фиг.3 - Коммутатор.Figure 3 - Switch.
Фиг.4 - Первый блок устройства.Figure 4 - The first block of the device.
Фиг.5 - Второй блок устройства.Figure 5 - The second unit of the device.
Фиг.6 - Узел анализа сигналов в оптических линиях канала.6 - Node analysis of signals in the optical lines of the channel.
Фиг.7 - Кольцевой оптический канал.Fig.7 - Ring optical channel.
Предложенное устройство обнаружения и устранения отказов при передаче двоичных сигналов по двум линиям оптического канала содержит два блока: первый блок - блок приема приходящих из канала оптических сигналов, их ретрансляции далее в канал, проведения вычисления над поступившими из канала сигналами, и второй блок -блок обнаружения разрешения или запрета сигналов внешнего устройства (ВУ), управляющих первым блоком.The proposed device for detecting and eliminating failures when transmitting binary signals along two lines of an optical channel contains two blocks: the first block is a block for receiving optical signals coming from the channel, relaying them further to the channel, calculating the signals received from the channel, and the second block is a detection block enable or disable the signals of an external device (WU) that control the first unit.
Перечисленные выше конструктивные элементы предлагаемого устройства выполнены следующим образом.The above structural elements of the proposed device are as follows.
На фиг.1 показан оптический переключатель на основе интерферометра Маха-Цандера, созданный в IBM, где 1, 2 - входные линии, 9, 10 - выходные линии, 3, 8 - входной и выходной 50% разветвители сигналов, 4, 5 - плечи интерферометра, 6 - линия передачи управляющих электрических сигналов, 7 - электроды плеча интерферометра. Сигнал поступает в узел 3 только из линии 1 или только из линии 2. Далее он разделяется поровну и поступает в оба плеча интерферометра. На электроды первого плеча подается напряжение, изменяющее состояние физической среды плеча, что приводит к сдвигу фазы проходящих через него оптических сигналов. Эти сигналы и сигналы из второго плеча далее поступают в узел 8, который в зависимости от сдвига фаз сигналов направляет их в канал 9 или 10.Figure 1 shows the optical switch based on the Mach-Zander interferometer created by IBM, where 1, 2 are input lines, 9, 10 are output lines, 3, 8 are input and output 50% signal splitters, 4, 5 are shoulders interferometer, 6 - transmission line of control electrical signals, 7 - electrodes of the arm of the interferometer. The signal enters node 3 only from
Ниже будет использоваться функциональное описание переключателя из фиг.1, представленное на фиг.2. Здесь обозначениям 1, 2, 6, 9, 10 фиг.1 соответствуют обозначения 11, 13, 15, 13, 14. Элементы 3, 4, 5, 7, 8 фиг.1, демонстрирующие физику работы переключателя, представлены переключателем 16. Далее переключатель фиг.2 будет обозначаться как Mi.Below will be used the functional description of the switch of figure 1, presented in figure 2. Here, the
На фиг.3 показан первый блок предлагаемого устройства, центром которого является коммутатор, собранный из четырех переключателей (фиг.1 и 2), обозначенных как Mi (M1-М4). Здесь также приняты обозначения: а - вход в коммутатор первой линии оптического канала, такой же буквой обозначен выход этой линии из коммутатора, b - соответствуют входу и выходу второй линии канала, а' и b' - дополнительные выходы коммутатора.Figure 3 shows the first block of the proposed device, the center of which is a switch assembled from four switches (figures 1 and 2), designated as Mi (M1-M4). Here the notation is also accepted: a - the entrance to the switch of the first line of the optical channel, the same letter indicates the output of this line from the switch, b - correspond to the input and output of the second line of the channel, and 'and b' are the additional outputs of the switch.
Входные линии а и b канала поступают на пассивные оптические ответвители 17, отводящие часть энергии сигналов в линии с и d. На Mi подаются внешние электрические сигналы, управляющие сдвигом фазы оптического сигнала. При подаче на коммутатор такого управляющего сигнала со значением 1 или при его отсутствии (сигнал со значением 0), оптический сигнал с любого входа коммутатора будет поступать на его выходы, в соответствии с таблицей. Управляющие сигналы, подаваемые на Mi, в таблице обозначены так же, как и переключатели, на которые подается сигнал.The input lines a and b of the channel are supplied to passive
При подаче наборов сигналов Mi, указанных в первых четырех строках таблицы, перечисленные комбинации управляющих сигналов позволяют выполнить все возможные переключения входов/выходов а и b. Следующие четыре строки таблицы обеспечивают такие же действия для выходов а' и b'. Таким образом, конструкция фиг.3 за счет переключения линий выполняет преобразование сообщений, представленных оптическими сигналами. Действительно, будем считать наличие сигнала на линии а двоичной единицей, а наличие сигнала на линии b двоичным нулем. Наличие сигнала одновременно на двух линиях обозначим как сигнал С, отсутствие сигналов одновременно на двух линиях обозначим как сигнал Z. Пусть на входы а и b поступает либо 1, либо 0. Тогда набор управляющих сигналов в первой строке таблицы не изменяет на выходе коммутатора значение сигналов. Вторая строка заменяет на выходе 1 на 0,0 на 1 (инвертирование). Третья строка превращает 1 и 0 в 1. Четвертая строка превращает 1 и 0 в 0. Выполнение этих преобразований, как будет показано в разделе, показывающем использование предлагаемого устройства, позволяет выполнить вычислительные операции, необходимые для обнаружения отказов, без задержки сигналов на проведение операции.When applying the sets of signals Mi specified in the first four rows of the table, the listed combinations of control signals allow you to perform all possible switching inputs / outputs a and b. The next four rows of the table provide the same actions for outputs a 'and b'. Thus, the design of FIG. 3 converts messages represented by optical signals by switching lines. Indeed, we will consider the presence of a signal on line a as a binary unit, and the presence of a signal on line a as binary zero. The presence of a signal simultaneously on two lines is denoted as signal C, the absence of signals simultaneously on two lines is denoted as signal Z. Let either 1 or 0 be input to inputs a and b. Then the set of control signals in the first row of the table does not change the signal value at the output of the switch . The second line replaces
Линии а' и b' могут быть использованы для изменения пути перемещения сигналов в системе и для вывода сигналов из системы в любом ее месте.Lines a 'and b' can be used to change the path of movement of signals in the system and to output signals from the system at any location.
Из таблицы видно, что новые сигналы создаются только перемещением приходящих из канала сигналов из одной линии канала во вторую и не требуют от ВУ энергии на создание нового сигнала.It can be seen from the table that new signals are created only by moving signals coming from the channel from one channel line to the second and do not require energy from the control unit to create a new signal.
Важное для обеспечения отказоустойчивости свойство как переключателя (фиг.2), так и коммутатора (фиг.3), как видно из таблицы, состоит в том, что при отсутствии на этих устройствах управляющих сигналов автоматически соединяются между собой входы и выходы соответствующих линий канала.Important to ensure fault tolerance, the property of both the switch (figure 2) and the switch (figure 3), as can be seen from the table, is that in the absence of control signals on these devices, the inputs and outputs of the corresponding channel lines are automatically connected to each other.
Второй блок изображен на фиг.4. Он содержит узел 18 обнаружения на входе из канала одновременного прихода сигналов по двум линиям, прихода сигнала только из одной линии, отсутствия сигналов в обеих линиях в течение заданного интервала времени, содержит узел 19, состоящий из четырех элементов задержки электрических сигналов, содержит узел 20 из четырех электронных ключей, состоянием которых управляет узел 18, причем на входы элементов задержки узла 19 поступают электрические сигналы от внешнего источника, выходы элементов задержки соединены с входами электронных ключей узла 20, а выходы этих ключей соединены с входами управления коммутаторами первого блока (фиг.4), коммутатор которого здесь показан как 21, а ответвители сигналов обозначены как 22. Узел 18 информирует ВУ о наличии сигналов на линиях оптического канала.The second block is shown in figure 4. It contains a
Узлы 19 и 20 не требуют дальнейшей детализации. Узел 18 представлен на фиг.5.
Здесь линии с и d подключены к фотоприемникам 23 и 24, преобразующим оптические сигналы в электрические сигналы, которые поступают к ВУ (линии 30 и 31) для информации о состоянии канала, на элемент 25 - логическое И и в таймер 26. В таймер также поступает сигнал с выхода 25. Сигналы с выходов (25) и (26) через элемент логическое ИЛИ (27) поступают по линии 28 на ключи 20 фиг.4, пропуская сигналы с входа ключей на выходы. Сигнал с выхода 25 информирует ВУ о наличии сигнала С в канале (линия 31).Here, lines c and d are connected to
Вариант построения узла 26 показан на фиг.6. Узел 26 состоит из следующих элементов: 36 - логическое ИЛИ-НЕ, 37 - таймер, состоящий из управляемого генератора импульсов и счетчика количества этих импульсов, 38 - триггер, 40 - логическое ИЛИ. Только наличие на линиях a и b сигнала Z (одновременное отсутствие сигналов на выходах узлов 23 и 24) через линии 34 и 35 воздействует на элемент 36, который запустит генератор в таймере 37. При приходе заданного количества импульсов на счетчик таймера на его выходе появится сигнал, который включит триггер 38. Сигнал с выхода 39 триггера, пройдя через элемент 27 и линию 28, поступит на ключи 20 и разрешит прохождение сигналов ВУ через ключи.An embodiment of the
Элементы узла 37 и 38 переходят в исходное состояние в следующих случаях:The elements of the
- при появлении на линиях а и b сигнала С элементы 37 и 38 переходят в исходное состояние;- when signal C appears on lines a and b,
- при появлении на линиях а и b любых сигналов, отличных от Z, в исходное состояние переходит элемент 37.- when any signals other than Z appear on lines a and b,
Таким образом, узел 18 открывает ключи 20 только при появлении на линиях канала сигнала С в любом случае и появлении сигнала Z в течение заданного интервала времени.Thus, the
В последнем случае ключи 20 остаются открытыми при наличии в канале сигналов 1, 0, Z. После появления в канале сигнала С узел 18 перестает влиять на состояние ключей 20.In the latter case, the
Предлагаемое устройство используется следующим образом.The proposed device is used as follows.
Прежде всего, рассмотрим структуру соединения устройств, участвующих в обмене сообщениями. Структура, ориентированная на использование возможностей предлагаемого в заявке устройства, показана на фиг.7. Здесь используется два кольцевых оптических канала связи с передачей сигналов во встречных направлениях. Каждый канал, как указано выше, состоит из двух линий a и b. Управляющее устройство-лидер (41) посылает сообщения-команды, инициирующие работу группы ВУ. На фиг.7 это устройства 42-46. Лидер и ВУ не генерируют сигналы, все они получают два оптических сигнала, посылаемых в линии а и b внешним источником 47. Лидер и ВУ путем перемещения сигнала из одной линии канала во вторую превращают сигналы источника в сигналы сообщения или передают их далее в виде сигнала С.First of all, consider the connection structure of devices involved in messaging. The structure focused on the use of the capabilities proposed in the application of the device shown in Fig.7. It uses two ring optical communication channels with the transmission of signals in opposite directions. Each channel, as indicated above, consists of two lines a and b. The leader control device (41) sends command messages initiating the operation of the group of slaves. 7, these are devices 42-46. The leader and the VU do not generate signals, they all receive two optical signals sent to lines a and b by an
Команда ретранслируется всеми ВУ. Команда и сообщение ВУ возвращаются к лидеру. Кольцевой канал лидер разрывает для предотвращения многократной циркуляции сигнала.The command is relayed by all WUs. The WU team and message return to the leader. The leader breaks the ring channel to prevent repeated signal circulation.
Каждое ВУ содержит в каждом канале два рассмотренных выше блока, обеспечивающих отказоустойчивую передачу сигналов.Each WU contains in each channel the two blocks discussed above, providing fault-tolerant signal transmission.
Покажем выполнение и использование приведенных выше двух режимов.We show the implementation and use of the above two modes.
Рассмотрим первый режим: устройство запрещает внешнему источнику искажать сигналы, ретранслируемые устройством в канале.Consider the first mode: the device prevents the external source from distorting the signals relayed by the device in the channel.
В этом режиме ВУ-источник передаваемого в канал сообщения по команде лидера должен действовать в соответствии с двумя последними строками таблицы: он должен формировать двоичные сигналы 1 и 0 из одновременно приходящих по линиям а и b двух сигналов (сигнал С). Не используемый далее один из двух сигналов С выводится в выход а' или b'.In this mode, the WU source of the message transmitted to the channel at the command of the leader must act in accordance with the last two rows of the table: it must generate
Устройство обнаружения и устранения отказов должно запретить ВУ передавать сообщение в канал, если из канала в устройство не поступают сигналы С. Только при наличии сигналов С на линиях а и b появится сигнал на выходе элемента 25, который, пройдя через элемент 27 на линию 28, разрешит прохождение управляющих сигналов ВУ через ключи 20. При этом сигналы ВУ в соответствии с двумя последними строками таблицы сформируют в канале из сигнала С двоичные сигналы сообщения. При отсутствии сигнала С ключи 20 будут закрыты. В результате этих действий ВУ передаст свое сообщение только в случае, если в канале отсутствуют двоичные сигналы сообщения другого ВУ.The device for detecting and eliminating failures should prohibit the VU from transmitting a message to the channel if signals C do not arrive from the channel to the device. Only if there are signals C on lines a and b will a signal appear at the output of
Элементы задержки 19 учитывают инерционность узла 18. Узел 18 по линиям 29-31 информирует ВУ о состоянии линий а и b.The
В результате запрещается передача сообщений в канал от ВУ, расположенного после ВУ, который выбран лидером для передачи сигналов. ВУ, расположенные ближе к лидеру, чем ВУ, выбранное лидером, могут нарушить передачу последнего, но они не могут помешать передаче команд лидера.As a result, it is forbidden to transmit messages to the channel from the WU located after the WU, which is selected by the leader for signal transmission. WUs located closer to the leader than WU chosen by the leader can disrupt the transfer of the latter, but they cannot interfere with the transfer of the leader’s commands.
С учетом наличия двух кольцевых каналов получаем следующий результат. Любое количество ВУ, пытающихся выполнить несанкционированную передачу сигналов, не может исказить требуемое лидером сообщение, если указанные ВУ в каждом канале находятся между источником разрешенного сообщения и лидером. Любые источники несанкционированной передачи сигналов не могут исказить команду лидера.Given the presence of two annular channels, we obtain the following result. Any number of slaves trying to perform unauthorized signaling cannot distort the message required by the leader if the indicated slaves in each channel are between the source of the allowed message and the leader. Any sources of unauthorized signaling cannot distort the leader’s team.
Рассмотрим второй режим: устройство разрешает внешнему источнику изменять ретранслируемые в канале сигналы, в частности, выполнять вычисления над сообщениями, передаваемыми ретранслируемыми сигналами.Consider the second mode: the device allows an external source to change the signals relayed in the channel, in particular, to perform calculations on messages transmitted by relay signals.
Для выполнения этого режима от узла 18 требуется реакция, отличающаяся от действий его в первом режиме. При этом в целях обеспечения отказоустойчивости нельзя переключать состояние узла 18 по команде от ВУ-устройства сложного и поэтому менее надежного, чем предлагаемое устройство. Требуется так сформировать передаваемую по каналу команду лидера, чтобы она действовала только непосредственно на узел 18, переключая его на действия в первом или во втором режиме.To perform this mode, the
Для этого команда лидера, требующая проведения распределенных вычислений, должна иметь поле, в которое будет помещен результат распределенного вычисления, и в начале этого поля должен помещаться сигнал Z. Этот сигнал переведет блок 18 в режим, разрешающий ВУ управлять коммутатором 21 для преобразования двоичных сигналов с целью проведения вычисления. Указанное поле должно завершаться символом С, который возвратит блок 18 в режим блокировки несанкционированной передачи сигналов от ВУ. Таким образом пара сигналов Z и С в начале и конце поля действует подобно открывающей и закрывающей скобкам, изменяющим режим работы узла 18 внутри поля, расположенного между "скобками".To do this, the leader team requiring distributed computing must have a field in which the result of the distributed calculation will be placed, and the signal Z should be placed at the beginning of this field. This signal will put block 18 into the mode allowing the control unit to control the
Необходимо оговорить длительность сигнала Z. Между сигналами 1 и 0 допускается пробел - одновременное отсутствие сигналов в линиях a и b. Это может потребоваться, например, для отделения соседних разрядов в асинхронно передаваемом сообщении. Поэтому длительность сигнала Z в роли скобок должна превышать длительность указанного пробела между сигналами сообщения, и только на такой сигнал узел 18 должен реагировать как на скобку. Как показано выше, эту функцию выполняет узел 26.It is necessary to specify the duration of signal Z. A gap is allowed between
Второй режим позволяет без задержки на вычисление проводить операции, определяющие состояние системы, примеры которых приводятся ниже.The second mode allows without delay in the calculation to carry out operations that determine the state of the system, examples of which are given below.
1. Нахождение max. Требуется сравнить число, находящееся в поле команды лидера, с числом, хранящемся в конкретном ВУ, и оставить в поле команды наибольшее из чисел.1. Finding max. It is required to compare the number in the leader’s team field with the number stored in a particular WU and leave the largest of the numbers in the team field.
Числа обрабатываются поразрядно, начиная со старшего разряда. Если текущий разряд числа ВУ равен 1, то 1 должна быть занесена в тот же разряд числа в поле команды независимо от значения приходящего из канала разряда (выполняется строка 3 таблицы).Numbers are processed bitwise, starting with the highest order. If the current bit of the number of slaves is 1, then 1 should be entered in the same bit of the number in the command field, regardless of the value of the bit coming from the channel (row 3 of the table is executed).
Если при этом поступивший из поля команды разряд равен 0, то все остальные разряды числа ВУ должны заменить разряды числа в поле команды. Это означает, что надо действовать в соответствии со строкой 3 таблицы для записи 1, и со строкой 4 для записи 0. Иначе ВУ переходит к таким же действиям со следующим разрядом.If at the same time the discharge received from the command field is equal to 0, then all other digits of the WU number should replace the digits of the number in the command field. This means that you must act in accordance with line 3 of the table for writing 1, and with
Если разряд числа в ВУ равен 0, то значение разряда в поле команды не меняется. При этом, если разряд в поле команды равен 1, то данное ВУ содержит число, меньшее числа в поле команды, и ВУ прекращает свое участие в операции. В противном случае ВУ описанным способом обрабатывает следующий разряд числа в поле команды. После обхода командой всех ВУ в ее поле будет находиться максимальное из чисел, хранящихся во всех ВУ. На проведение операции не потребовалось задерживать передаваемую команду. Аналогично выполняется операция min с заменой значений проверяемых чисел с 1 на 0.If the digit number in the WU is 0, then the digit value in the command field does not change. Moreover, if the discharge in the command field is 1, then this WU contains a number less than the number in the team field, and the WU ceases to participate in the operation. Otherwise, the WU in the described manner processes the next bit of the number in the command field. After a team traverses all the control centers, the maximum number of numbers stored in all control centers will be in its field. The operation was not required to delay the transmitted command. Similarly, the min operation is performed with the values of the numbers being checked changed from 1 to 0.
2. Проведение операции Счет. Каждое ВУ должно к числу в поле команды прибавить 1.2. Operation Account. Each WU should add 1 to the number in the team field.
Числа обрабатываются, начиная с младшего разряда. Над каждым разрядом проводится операция "исключающее ИЛИ": если разряд в ВУ равен 0, то разряд в поле команды пропускается далее в канал без изменений (выполняется строка 1 таблицы). Если разряд в ВУ равен 1, то значение разряда в поле команды инвертируется (строка 2 таблицы), и ВУ для обработки следующего разряда в поле команды должно скорректировать свой разряд с учетом образовавшегося переноса 1. Счет выполняется без задержки сообщения.Numbers are processed starting from the lower order. An exclusive OR operation is performed on each bit: if the bit in the control unit is 0, then the bit in the command field is passed further into the channel without changes (
Проводя переключения в соответствии с таблицей, можно выполнить все логические операции, арифметические сложение, вычитание, умножение, определить max и min над содержанием передаваемого по каналу сообщения без дополнительной задержки сообщения для проведения вычисления.By switching in accordance with the table, you can perform all logical operations, arithmetic addition, subtraction, multiplication, determine max and min over the content of the message transmitted through the channel without additional delay for the calculation.
Распределенные вычисления не только ускоряют обнаружение отказов средств обмена сообщениями, как будет показано ниже, но в ряде случаев значительно быстрее, чем позволяют общепринятые решения, определяется состояние всего распределенного объекта, обслуживаемого системой измерения или управления. Так, используя операции max/min, за время перемещения команды по кольцевому каналу лидер обнаружит объекты системы, для которых значения измеряемых параметров достигают max/min или выходят за заданные пределы. Операция Счет позволяет определить количество объектов с указанными отклонениями, найти ближайший к лидеру или наиболее удаленный от него такой объект. В пределах только одной команды, содержащей несколько приведенных полей, можно выполнять сложную последовательность вычислений без задержки сообщения.Distributed computing not only accelerates the failure detection of messaging tools, as will be shown below, but in some cases much faster than generally accepted solutions, the state of the entire distributed object serviced by a measurement or control system is determined. So, using the max / min operations, during the time the team moves along the ring channel, the leader will discover system objects for which the values of the measured parameters reach max / min or go beyond the specified limits. The Account operation allows you to determine the number of objects with the indicated deviations, find the object closest to the leader or the most distant from it. Within only one command containing several given fields, it is possible to perform a complex sequence of calculations without delaying the message.
3. Обнаружение и локализация ВУ, не посылающих сигналы в канал.3. Detection and localization of WUs that do not send signals to the channel.
Пусть требуется обнаружить ВУ, которые не посылают сигналы в канал в ответ на команды лидера. Для этого применим следующий алгоритм.Let it be required to detect WUs that do not send signals to the channel in response to the commands of the leader. To do this, apply the following algorithm.
Лидер имеет порядковый номер 0, номера ВУ увеличиваются на 1 по мере удаления от лидера. Нумерация задана заранее или проводится по команде лидера, выполняющей Счет.The leader has a serial number of 0, the numbers of WU increase by 1 as you move away from the leader. Numbering is set in advance or is carried out according to the team leader, performing the Account.
В команде, посылаемой лидером в канал, имеется последовательность полей abcd. В поля acd лидер заносит единицу. В поле b лидер заносит 0.The command sent by the leader to the channel has a sequence of fields abcd. In the acd fields, the leader enters the unit. In field b, the leader enters 0.
Каждое ВУ действует с полями abcd следующим образом. К числу в поле а ВУ прибавляет 1 и результат ретранслирует.Each slave operates with abcd fields as follows. WU adds 1 to the number in the field a and the result is relayed.
Если полученное из канала поле а содержит число, совпадающее с порядковым номером ВУ, то в поля cd вносится то же число, которое поместило ВУ в поле а.If the field a received from the channel contains a number that matches the WU serial number, then the same number is entered in the cd fields, which placed the WU in the field a.
Если указанного совпадения чисел нет (между лидером и данным ВУ есть отказы), то в поле b вносится 1 и одновременно проверяется, не содержало ли это поле 1 до записи. Если 1 была, то содержимое полей cd не изменяется, иначе число из поля а вносится только в поле с.If there is no indicated coincidence of numbers (there are failures between the leader and this WU), then 1 is entered in field b and at the same time it is checked if this field did not contain 1 before recording. If 1 was, then the content of the fields cd does not change, otherwise the number from the field a is entered only in the field c.
При возвращении команды по кольцу к лидеру он по числу, содержащемуся в поле а, определяет количество работоспособных ВУ. При наличии 1 в поле b поле d содержит номер ближайшего к лидеру неработоспособного ВУ, а поле с содержит номер первого работоспособного ВУ, который расположен за неработоспособным ВУ или за непрерывной последовательностью неработоспособных ВУ.When a team returns in a ring to the leader, he determines the number of working units by the number contained in field a. If there is 1 in the field b, the field d contains the number of the inoperative unit which is closest to the leader, and the field c contains the number of the first operable unit which is located behind the inoperative unit or a continuous sequence of inoperative units.
Если поступившее к лидеру число в поле а не совпадает с количеством ВУ, подключенных к каналам, и поле b содержит 0, то неисправно последнее по порядку ВУ.If the number received by the leader in the field a does not coincide with the number of slaves connected to the channels, and the field b contains 0, then the slave last in order is faulty.
Изложенное решение не позволяет определить места расположения множественных отказов, возникших в различных местах канала. Для такого определения лидер посылает широковещательную команду проверки ВУ, в которой размещается последовательность разрядов 0 с количеством разрядов в ней, соответствующей количеству ВУ. Каждое исправное ВУ в соответствующем ему разряде без задержки сообщения заменяет 0 на 1, что позволяет посылкой единственной команды определить все неисправные ВУ.The stated solution does not allow to determine the location of multiple failures that occurred in various places of the channel. For such a definition, the leader sends a broadcast command check WU, which houses a sequence of bits 0 with the number of bits in it, corresponding to the number of WU. Each operational WU in the corresponding category without delaying the message replaces 0 by 1, which allows sending a single command to determine all the faulty WUs.
4. Обнаружение и нахождение мест разрыва линий кольцевого канала.4. Detection and finding places of rupture of the lines of the annular channel.
Лидер и каждое ВУ обнаруживает разрыв линий канала по отсутствию в линиях канала сигналов в течение интервала времени, превышающего допустимый. Лидер, пользуясь исправным кольцевым каналом, посылает команду с требованием указать начало разрыва. Команда содержит поле, содержащее нулевые разряды, и каждое ВУ, обнаружившее отсутствие сигналов в линиях, заносит 1 в отведенный ему разряд в поле, что позволяет лидеру определить место повреждения линий.The leader and each WU detects a break in the channel lines by the absence of signals in the channel lines during a time interval exceeding the permissible one. The leader, using a working ring channel, sends a command with a request to indicate the beginning of the gap. The command contains a field containing zero bits, and each control unit that detects the absence of signals in the lines enters 1 in the discharge assigned to it in the field, which allows the leader to determine the location of damage to the lines.
Устройство обладает следующими преимуществами.The device has the following advantages.
1. Устройство обнаруживает запрещенную попытку изменить ретранслируемый в канале сигнал и запрещает ее.1. The device detects a prohibited attempt to change the signal relayed in the channel and prohibits it.
2. При использовании двух кольцевых каналов со встречным направлением передачи сигналов любому количеству ВУ, пытающихся выполнить запрещенную передачу сигналов, устройство не позволяет исказить затребованное лидером сообщение, если указанные ВУ в каждом канале находятся между источником разрешенного сообщения и лидером. Любые источники запрещенной передачи сигналов не могут исказить команду лидера.2. When using two ring channels with the opposite direction of signal transmission to any number of WUs trying to perform forbidden signal transmission, the device does not allow to distort the message requested by the leader if the specified WUs in each channel are between the source of the authorized message and the leader. Any sources of prohibited signaling cannot distort the leader’s team.
3. Устройство позволяет преобразовать передаваемые по каналу сигналы, в том числе провести над ними вычисления без задержки сигналов на проведение преобразования, что обеспечивает высокую скорость получения сведений как о состоянии средств передачи сообщений, так и о состоянии других средств системы и обслуживаемых системой внешних объектов.3. The device allows you to convert the signals transmitted through the channel, including performing calculations on them without delaying the signals for the conversion, which ensures a high speed of obtaining information about the state of the message transfer means and the state of other system tools and external objects served by the system.
4. Передаваемые по каналу сигналы создаются только внешним источником оптических сигналов. Предлагаемое устройство все преобразования сигналов по п.3 выполняет путем переключения участков линий канала, по которым перемещается сигнал. Это уменьшает энергопотребление ВУ и рассеяние в них энергии.4. The signals transmitted over the channel are created only by an external source of optical signals. The proposed device performs all signal conversion according to claim 3 by switching sections of the channel lines along which the signal moves. This reduces the power consumption of the WU and the dissipation of energy in them.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111463/08A RU2484521C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012111463/08A RU2484521C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2484521C1 true RU2484521C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012111463/08A RU2484521C1 (en) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2484521C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568785C2 (en) * | 2014-01-24 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Transmission of signals by reflective signals between reflective memory devices |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2115245C1 (en) * | 1993-12-15 | 1998-07-10 | Сименс АГ | Method of check-out of optical wideband trunks up to passive joint |
RU2132594C1 (en) * | 1998-01-05 | 1999-06-27 | Военная академия связи | Method and device for testing equipment of digital information transmission systems |
RU2177674C2 (en) * | 1999-07-01 | 2001-12-27 | Афанасьев Станислав Станиславович | Data transmission system |
RU2232479C2 (en) * | 1999-02-18 | 2004-07-10 | Айбиквити Диджитал Корпорейшн | System and procedure to remove error in symbol synchronization and error of carrier frequency in system of digital radio orthogonal frequency-division multiplex |
GB2445364A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-09 | Schlumberger Holdings | OTDR fibre optic intrusion detection |
-
2012
- 2012-03-27 RU RU2012111463/08A patent/RU2484521C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2115245C1 (en) * | 1993-12-15 | 1998-07-10 | Сименс АГ | Method of check-out of optical wideband trunks up to passive joint |
RU2132594C1 (en) * | 1998-01-05 | 1999-06-27 | Военная академия связи | Method and device for testing equipment of digital information transmission systems |
RU2232479C2 (en) * | 1999-02-18 | 2004-07-10 | Айбиквити Диджитал Корпорейшн | System and procedure to remove error in symbol synchronization and error of carrier frequency in system of digital radio orthogonal frequency-division multiplex |
RU2177674C2 (en) * | 1999-07-01 | 2001-12-27 | Афанасьев Станислав Станиславович | Data transmission system |
GB2445364A (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-09 | Schlumberger Holdings | OTDR fibre optic intrusion detection |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2568785C2 (en) * | 2014-01-24 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Transmission of signals by reflective signals between reflective memory devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8001306B2 (en) | Interface unit and communication system having a master/slave structure | |
Gómez-Gutiérrez et al. | On the observer design problem for continuous-time switched linear systems with unknown switchings | |
WO1984002243A1 (en) | Speed independent selector switch employing m-out-of-n codes | |
RU2484521C1 (en) | Apparatus for detecting and eliminating faults when transmitting binary signals over two optical channel lines | |
SE421355B (en) | DIGITAL DATA PROCESSING DEVICE SPECIAL FOR RAILWAY SECURITY SYSTEM | |
AU642255B2 (en) | ATM switching network | |
Sengupta et al. | Fault-tolerant routing in irregular MINs | |
RU2207616C2 (en) | Redundancy device | |
JP2005277915A (en) | Method and device for sorting packet | |
Küsters et al. | Switch observability for a class of inhomogeneous switched DAEs | |
Hwang et al. | Diagnosing crosstalk faults in a class of dilated blocking optical multistage interconnection networks | |
RU2177674C2 (en) | Data transmission system | |
Stetsyura | A fault recovery method for optical means of data exchange | |
SU1018118A1 (en) | Micro-program control device having transition control capability | |
KR930020926A (en) | Synchronization source monitoring and selection method of digital exchange and its circuit | |
KR101665443B1 (en) | System for state feedback switched corrective control in asynchronous digital circuits and method thereof | |
SU550638A1 (en) | Adaptive Redundant Device | |
JPH0635739A (en) | Switching control system | |
US7848644B2 (en) | Method and an apparatus to provide optical equipment protection | |
SU944140A2 (en) | Device for automatic switching of communication telegraphy channels | |
SU1429330A1 (en) | Device for extracting phase triggering signal | |
Podlazov | Nonblocking conditions for multiring commutators and generalized hypercubes for arbitrary commutations. II. Generalized hypercubes. Intranode commutation | |
Kai et al. | Design of partially-asynchronous parallel processing elements for setting up Benes networks in O (log 2 N) time | |
KR100197439B1 (en) | Apparatus for communicating processor with device in switching system | |
KR930007474B1 (en) | D-bus address detecting circuit in electronic exchanges |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180328 |