Локальная волоконно-оптическая вычислительная сеть

 

Изобретение относится к технике связи и может быть применено при построении локальных вычислительных сетей, использу2 ющих в качестве среды распространения сигнала волоконные световоды. Целью изобретения является повышение эффективности использования пропускной способности моноканала типа Пассивная звезда за счет исключения конфликтов кадрот в моноканале. Это обеспечивается тем, что дополнительно вводится 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .1)5 Н 04 В 10/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗСБГГ=.:Т НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912469/09 (22) 19.11.90 (46) 30.08.92. Бюл, N 32 (75) 1О.П.Медведев и А,В.Родионов (56) Бойченко Е.В., Кальфа В., Овчинников

В,В. Локальные вычислительные сети. М.:

Радио и связь, 1985, с.304.

Зарубежная радиоэлектроника, 1988, г4

3, с.б, рис.1в, (54) Л ОКАЛ ЬНАЯ ВОЛОКОННО-ОП ГИЧ ЕСКАЛ БЬ1ЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ (57) Изобретение относится к технике связи и мажет быть применено при построении локальных вычислительных сетей, используИзобретение относится к технике связи и может быть применено при построении локальных вычислительных сетей, использующих в качестве среды распространения сигнала волоконные световоды.

Известна локальная валокон11а-оптическая вычислительная сеть (Л ВО В С) со структурой типа "Кольцо". В своем составе она содержит сетевые станции (СС), соединенные волоконно-оптическими линиями в однонаправленное кольцо (в кольцевом монаканале ЛВОВС информация передается от станции к станции в одном направлении). Такая Л ВОВС имеет низкую эффективность использования пропускной способности моноканала.

Известна сеть со структурой моноканала типа "Пассивная звезда", которая принята за прототип. Данная локальная сеть содержит оптический разветвитель (ОР), N сетевых станций, H передатчиков оптического сигнала (ПОС) и и оптических приемников (ОПМ), причем вход каждой СС через,;, 5Ц„„1758884 А1 ющих в качестве среды распространения сигнала волоконные световоды. Целью изобретения является повышение эффективности использования пропускной способности маноканала типа "Пассивная звезда" за счет исключ"-ния конфликтов кадров в моноканале. Эта обеспечивается тем, чта дополнительно вводится блок коммутации, который содержит оптический коммутатор, N направленных оптических ответвителей, К дополнительных оптических приемников, N схем )/1, И триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов.

2 ил.

ОПМ и волоконно-оптическую линию подкл очен к соответствующему выходу 0Р, а выход каждой СС соединен со входом соответствующего ПОС. Кроме того, выход каждого П О С подключен к соответствующел1у входу OP через волоконно-оптическую лини,о, В ЛВОВС реализован алгоритм множественного доступа с контролем наличия 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 используется неэффективно иэ-за лавинообразного возрастания конфликтов и, как следствие, необходимости повторной передачи конфликтовавших кадров, Кроме того, для надежной идентификации наличия конфликтов в Л ВО В С с ал г оритл1ом

1758884

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 обеспечивается вследствие различной удаленности CC от оптического разветвителя, а следовательно, и различного уровня затухания сигнала. Так, наличие близко расположенных к оптическому разветвителю

СС может существенным образом ограничить максимально, возможный размер

Л ВОВС.

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

Целью изобретения является повыше ние эффективности использования пропускной способности моноканала типа

"Пассивная звезда", Указанная цель достигается за счет ис. ключения конфликтов кадров в моноканале, приводящих к их взаимному искажению.

С этой целью в ЛВОВС дополнительно введен блок коммутации (БК), выход которого подключен к соответствующему входу оптического разветвителя. à N входов через волоконно-оптические линии подключены к . выходам соответствующих передатчиков оптического сигнала. БК содержит оптический коммутатор (ОПК), N направленных оптических ответвителей (ХОО), К дополни. тельных оптических приемников, N схем И, N триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов, причем входами БК являются 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, перцые выходы которых соединены с соответствующими управляющими входами ОПК, вторые выходы триггетель обнаруживает несовпадение между передаваемой и принимаемой последовательностью, то выносится решение о занятости моноканала, и передача кадра

40 прерывается. При этом повторная передача прерван ного кадра немедленно (без прослушивания моноканала) возобновляется с начала. Поскольку моменты начала пере45

5

35 ров соединены со входами схем И таким образом, что второй выход i-го триггера подключен к соответствующим входам всех схем И; кроме i-й схемы И, выход ОПК является выходом БК.

На фиг.1 показана структурная схема

Л В О В С; на фиг.2 — схема Б К.

ЛВОВС содержит оптический разветвитель 1, N сетевых станций 2-1 — 2-п, N передатчиков оптического сигнала 3-1 — 3,n, N оптических приемников 4-1 — 4,п, блок коммутации 5, БК 5 содержит оптический коммутатор 6, N направленных оптических ответвителей 7-1 — 7-п, N дополнительных оптических приемников 8-1 — 8-n. N схем И

9-1 — 9-n, N триггеров 10-1 — 10-п, схему ИЛИ

11, счетчик 12, генератор импульсов 13.

ЛВОВС работает следующим образом, Например, сетевая станция 2 при наличии готового кадра немедленно передает его в направлении БК 5. Обнаружив наличие сигнала, БК 5 проключает на свой выход ту из. входящих линий, сигнал по которой поступил раньше других, и удерживает проключение до тех пор, пока не прекратится передача информации по данной входящей волоконно-оптической линии. Остальные сигналы, поступающие s этот интервал времени на входы БК 5, блокируются. Таким образом, в моноканал через OP 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 процессе передачи кадра станция-отправидачи кадров сетевыми станциями ЛВОВС не синхронизированы, то доступ к моноканалу СС получают в случайном порядке на конкурентной основе. При этом моноканал

"захватывает" та иэ СС 2, сигнал которой появился первым на соответствующем входе БК 5 после окончания передачи предыдущего кадра. Последнее обеспечивает бесприоритетность станций в ЛВОВС, Станция, получившая доступ к моноканалу, успешно завершает передачу кадра, который принимается всеми СС 2, При приеме каждая из станций осуществляет контроль правильности принимаемой информации и для кадров, принятых без ошибки, осуществляет процедуру селекции информации по адресу. Собственный кадр, принятый стан1758884

20 цией-отправителем из моноканала, служит для нее автоматической квитанцией об успешной передаче информации.

Работа БК 5, обеспечивающего функционирование ЛВОВС в соответствии с рассмотренным выше алгоритмом, осуществляется следующим образом. В исходном состоянии на входах НОО 7 сигналы отсутствуют, от каждого иэ дополнительных ОПМ

8 на первые входы соответствующих схем И подается логический "0". Тогда "0" с выходов схем И 9 поступает на первые входы соответствующих триггеров 10 и на входы схемы ИЛИ 11, нулевой сигнал с выхода которой не препятствует заполнению счетчика 12 от импульсов, поступающих постоянно с выхода генератора импульсов 13.

Импульсы переполнения с выхода счетчика

12 подаются на вторые входы триггеров 10 и подтверждают такое состояние их, когда на первых выходах устанавливается логический "0", а на вторых выходах — "1". Таким образом, на всех входах (кроме первых) всех схем И 9 поддерживаются единичные сигналы, импульс на выходе любой из схем И 9 появится при подаче на ее первый вход первого же импульса, состояние ОПК 6 произвольное.

Сигнал, появившийся в виде импульсов оптического излучения на любом, например

I-ом. входе БК 5, пройдя через соответствующий Н00 7-l, вызовет появление импульса на выходе дополнительного ОПМ 8-i. Этот сигнал проходит через соответствующую схему И 9-l.и переводит соответствующий триггер 10-1 в состояние, когда на его выходе, соединенном с i-ым управляющим входам ОПК 6, появится единичный сигнал. По этому сигналу ОП К 6 переходит в состояние, 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 подается нулевой сигнал, который не препятствует изменению их состояния. Кулевой сигнал со второго выхода триггера 10-i поступает на соответствующий вход каждой из схем И, кроме l-й. Таким образом, исключается возможность влияния сигналов на других входах БК 5, кроме сигнала на i-ом входе. В таком состоянии БК 5 будет находиться, пока не окончится передача по i-й входящей линии. По окончании передачи на выходе схемы И9-1 перестанут появляться импульсы, которые через схему .ИЛИ 11 сбрасывали счетчик 12 в нулевое .состояние. По заполнении счетчика 12 первый же импульс переполнения вернет триг30

rep 10-l в исходное состояние, весь БК 5 перейдет в исходное состояние. Длительность интервала времени между окончанием передачи no i-му входу и переходом i. K 5 в исходное полажение определяется емкостью счетчика 12 и частотой следования импульсов от генератора импульсов 13. При определении длительности этого интервала учитывается максимально допустимая последовательность нулей в последовательности передаваемых сигналов с тем, чтосы исключить возможное прерывание прохождения сигнала до окончания работы па i-й линии, а с другой стороны — сократить непроизводительное занятие моноканала по окончании передачи.

Формула изобретения

1. Локальная волоконно-оптическая вычислительная сеть, содержащая 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 оптическога разветвителя, а выход каждой сетевой станции соединен с входом соответствующего передатчика оптического сигнала, а т л и ч а ю щ а я с я тем, чта, с целью повышения эффективности использования пропускной способности моноканала типа "Пассивная звезда", введен блок коммутаций, выход которого подключен к соответствующему входу оптического разветвителя, à N входов через волоконно-оптические линии подключены к выходам соответствующих передатчиков оптического сигнала.

2, Вычислительная сеть по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, чта блок коммутации содержит оптический коммутатор, N направленных оптических атветвителей, N дополнительных оптических приемников, N схем И, N триггеров, схему ИЛИ, счетчик и генератор импульсов, причем входами блока коммутации являются входы направленных оптических атветвителей, nepobie выходы которых соединены с соответствующими вхадами оптического коммутатора, а вторые выходы подключены ч "ðåç 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 установочному входу счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к обьединенным вторым входам триггеров, первь е вь ходы которых

1758984

Составитель Ю. Медведев

Редактор О. Спесивых Техред МЛоргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 3013 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 соединены с соответствующими управляющими входами оптического коммутатора, вторые выходы триггеров соединены с входами схем И так, что второй выход l-го триггера подключен к соответствующим входам всех схем И, кроме i-й схемы И, выход оптического коммутатора является выходом блока коммутации,