SU1758884A1 - Локальна волоконно-оптическа вычислительна сеть - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике св зи и может быть применено при построении локальных вычислительных сетей, использу2 ющих в качестве среды распространени  сигнала волоконные световоды. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности использовани  пропускной способности моноканала типа Пассивна  звезда за счет исключени  конфликтов кад- рот в моноканале. Это обеспечиваетс  тем, что дополнительно вводитс  блок коммутации , который содержит оптический коммутатор , N направленных оптических огветвителей, N дополнительных оптических приемников, N схем 14, N триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике СЕЗЯЗИ и может быть применено при построении локальных вычислительных сетей, использующих в качестве среды распространени  сигнала волоконные световоды.

Известна локальна  волоконно-оптическа  вычислительна  сеть (Л ВО В С) со структурой типа Кольцо. В своем составе она содержит сетевые станции (СС), соединенные волоконно-оптическими лини ми в однонаправленное кольцо (в кольцевом моноканале ЛВОВС информаци  передаетс  от станции к станции в одном направлении ). Така  ЛВОВС имеет низкую эффективность использовани  пропускной способности моноканала.

Известна сеть со структурой моноканала типа Пассивна  звезда, котора  прин та за прототип. Данна  локальна  сеть содержит оптический разветвитель (OP), N сетевых станций, N передатчиков оптического сигнала (ПОС) и N оптических приемников (ОПМ), причем вход каждой СС через

Oi IM и волоконно-оптическую линию подключен к соответствующему выходу OP, a выход каждой СС соединен со входом соответствующего ПОС. Кроме того, гыход каждого ПОС подключен к соответствующему входу ОР через волоконно-оптическую линию .

В ЛВОВС реализован алгоритм множественного доступа с контролем наличи  сигнала в моноканале и обнаружением конфликтов (столкновений) МДКН/ОК. С увеличением интенсивности потока кадров, вводимых в ЛВОВС, число конфликтов возрастает , что приводит к увеличению времени доставки информации, При высокой интенсивности поступающей нагрузки ресурс пропускной способности среды передачи используетс  неэффективно из-за лавинообразного возрастани  конфликтов и, как следствие, необходимости повторной передачи конфликтовавших кадров. Кроме того, дл  надежной идентификации наличи  конфликтов в ЛВОВС с алгоритмом

VJ

ел

00

со

Jb

МДКН/ОК необходимо, чтобы мощности сигналов конфликтующих станций в точке приема были примерно соизмеримы (при этом все конфликтующие кадры будут надежно искажены). Последнее не всегда обеспечиваетс  вследствие различной удаленности СС от оптического разветвител , а следовательно, и различного уровн  затухани  сигнала. Так, наличие близко расположенных к оптическому разветвителю СС может существенным образом ограничить максимально возможный размер ЛВОВС.

Основным недостатком ЛВОВС типа Пассивна  звезда, функционирующей в соответствии с алгоритмом МДКН/ОК,  вл етс  ограниченность применени  прототипа областью малых и средних уровней загрузки моноканала, т.к. при росте интенсивности потоков кадров от сетевых станций реальна  пропускна  способность такой ЛВОВС из-за взаимно искажающих кадры конфликтов резко снижаетс , что ведет к соответствующему резкому возрастанию времени доставки информации с возможностью глубокой перегрузки и блокировки (коллапсированию) сети.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности использовани  пропускной способности моноканала типа Пассивна  звезда.

Указанна  цель достигаетс  за счет исключени  конфликтов кадров в моноканале, привод щих к их взаимному искажению.

С этой целью в ЛВОВС дополнительно введен блок коммутации (БК), выход которого подключен к соответствующему входу оптического разветвител , а N входов через волоконно-оптические линии подключены к выходам соответствующих передатчиков оптического сигнала. БК содержит оптический коммутатор (ОПК), N направленных оптических ответвителей (НОО), N дополни- . тельных оптических приемников, N схем И, N триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов, причем входами БК  вл ютс  входы НОО, первые выходы которых соединены с соответствующими входами ОПК, а вторые выходы подключены через дополнительные ОПМ к первым входам соответствующих схем И, выходы которых соединены с первыми входами триггеров и со входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к установочному входу счетчика , счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к объединенным вторым входам триггеров, первые выходы которых соединены с соответствующими управл ющими входами ОПК, вторые выходы триггеров соединены со входами схем И таким образом, что второй выход 1-го триггера подключен к соответствующим входам всех схем И, кроме 1-й схемы И, выход ОПК  вл етс  выходом Б К.

На фиг.1 показана структурна  схема ЛВОВС; на фиг.2 - схема БК.

ЛВОВС содержит оптический разветви- тель 1, N сетевых станций 2-1 - 2-n, N пере0 датчиков оптического сигнала 3-1 - З.п, N оптических приемников 4-1 - 4,п, блок коммутации 5. БК 5 содержит оптический коммутатор б, N направленных оптических ответвителей 7-1 - T-n, N дополнительных

5 оптических приемников 8-1 - 8-n, N схем И 9-1 -9-п, N триггеров 10-1 - 10-п, схему ИЛИ 11, счетчик 12, генератор импульсов 13.

ЛВОВС работает следующим образом. Например, сетева  станци  2 при наличии

0 готового кадра немедленно передает его в направлении Б К 5. Обнаружив наличие сигнала , БК 5 проключает на свой выход ту из вход щих линий, сигнал по которой поступил раньше других, и удерживает проключе5 ние до тех пор, пока не прекратитс  передача информации поданной вход щей волоконно-оптической линии. Остальные сигналы, поступающие в этот интервал времени на входы БК 5, блокируютс . Таким

0 образом, в моноканал через ОР 1 в направлении всех СС бесконфликтным образом будет передан единственный кадр, передача которого началась раньше других, а другие кадры будут заблокированы в БК 5. Если в

5 процессе передачи кадра станци -отправитель обнаруживает несовпадение между передаваемой и принимаемой последовательностью , то выноситс  решение о зан тости моноканала, и передача кадра

0 прерываетс . При этом повторна  передача прерванного кадра немедленно (без прослушивани  моноканала) возобновл етс  с начала. Поскольку моменты начала передачи кадров сетевыми станци ми ЛВОВС

5 не синхронизированы, то доступ к моноканалу СС получают в случайном пор дке на конкурентной основе. При этом моноканал захватывает та из СС 2, сигнал которой по вилс  первым на соответствующем вхо0 де БК 5 после окончани  передачи предыдущего кадра. Последнее обеспечивает бесприоритетность станций в ЛВОВС, Станци , получивша  доступ к моноканалу, успешно завершает передачу кадра, кото5 рый принимаетс  всеми СС 2. При приеме кажда  из станций осуществл ет контроль правильности принимаемой информации и дл  кадров, прин тых без ошибки, осуществл ет процедуру селекции информации по адресу. Собственный кадр, прин тый станцией-отпрапителем из моноканала, служит дл  нее автоматической квитанцией об успешной передаче информации.

Работа БК 5, обеспечивающего функционирование ЛВОВС в соответствии с рассмотренным выше алгоритмом, осуществл етс  следующим образом. В исходном состо нии на входах НОО 7 сигналы отсутствуют , от каждого из дополнительных ОПМ 8 на первые входы соответствующих схем И подаетс  логический О. Тогда О с выходов схем И 9 поступает на первые входы соответствующих триггеров 10 и на входы схемы ИЛИ 11, нулевой сигнал с выхода которой не преп тствует заполнению счет- чика 12 от импульсов, поступающих посто нно с выхода генератора импульсов 13. Импульсы переполнени  с выхода счетчика 12 подаютс  на вторые входы триггеров 10 и подтверждают такое состо ние их, когда на первых выходах устанавливаетс  логический О, а на вторых выходах - 1. Таким образом, на всех входах (кроме первых) всех схем И 9 поддерживаютс  единичные сигналы , импульс на выходе любой из схем И 9 по витс  при подаче на ее первый вход первого же импульса, состо ние ОПК 6 произвольное .

Сигнал, по вившийс  в виде импульсов оптического излучени  на любом, например 1-ом, входе БК 5, пройд  через соответствующий НОО 7-1, вызовет по вление импульса на выходе дополнительного ОПМ 8-1. Этот сигнал проходит через соответствующую схему И 9-1 и переводит соответствующий триггер 10-1 в состо ние, когда на его выходе , соединенном с i-ым управл ющим входом ОПК б, по витс  единичный сигнал. По этому сигналу ОПК 6 переходит в состо ние, при котором i-ый оптический вход ОПК 6 соединен с его выходом. Одновременно сигнал с выхода схемы И 9-i проходит через схему ИЛИ 11 и вызывает обнуление счетчика 12. В результате на объединенные вторые входы триггеров 10 со счетчика 12 подаетс  нулевой сигнал, который не преп тствует изменению их состо ни . Нулевой сигнал со второго выхода триггера 10-i поступает на соответствующий вход каждой из схем И, кроме i-й. Таким образом, исюш- чаетс  возможность вли ни  сигналов на других входах Б К 5, кроме сигнал на 1-ом входе. В таком состо нии БК 5 будет нахо- дить.с , пока не окончитс  передача по 1-й вход щей линии. По окончании передачи на выходе схемы И 9-1 перестанут по вл тьс  импульсы, которые через схему ИЛИ 11 сбрасывали счетчик 12 в нулевое состо ние. По заполнении счетчика 12 первый же импульс переполнени  вернет триггер 10-1 в исходное состо ние, весь БК 5 перейдет в исходное состо ние. Длительность интервала времени между окончанием передачи по i-му входу и переходом БК 5 в исходное положение определ етс  емкостью счетчика 12 и частотой следовани  импульсов от генератора импульсов 13. При определении длительности этого интервала учитываетс  максимально допустима  последовательность нулей в последовательности передаваемых сигналов с тем. чтобы исключить возможное прерывание прохождени  сигнала до окончани  работы по 1-й линии, а с другой стороны - сократить непроизводительное зан тие моноканала по окончании передачи.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Локальна  волоконно-оптическа  вычислительна  сеть, содержаща  оптический разветвитель, N сетевых станций, N передатчиков оптического сигнала и N оптических приемников, причем вход каждой сетевой станции через оптический приемник и волоконно-оптическую линию подключен к соответствующему выходу оптического разветвител , а выход каждой сетевой станции соединен с входом соответствующего передатчика оптического сигнала, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности использовани  пропускной способности моноканала типа Пассивна  звезда, введен блок коммутаций, выход которого подключен к соответствующему входу оптического разветвител , а N входов через волоконно-оптические линии подключены к выходам соответствующих передатчиков оптического сигнала.
2. 2. Вычислительна  сеть по п. 1, о т л и - чающа с  тем, что блок коммутации содержит оптический коммутатор, N направленных оптических ответвите лей, N дополнительных оптических приемников, N схем И, N триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов, причем входами блока коммутации  вл ютс  входы направленных оптических ответоителей, первые выходы которых соединены с соответствующими входами оптического коммутатора, а вторые выходы подключены через дополнительные оптические приемники к первым входам соответствующих схем И, выходы которых соединены с первыми входами триггеров и с входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к усганопочному входу счетчика, счетный вход которого соединен q выходом генератора импульсов, а выход подключен к объединенным вторым входам триггеров, перв.че выходи которых

   соединены с соответствующими управл ющими входами оптического коммутатора, вторые выходы триггеров соединены с входами схем И так, что второй выход 1-го триггера подключен к соответствующим входам всех схем И, кроме i-й схемы И, выход оптического коммутатора  вл етс  выходом блока коммутации,

   23

   фиг.1

   ь