Устройство для моделирования маршрутов сообщений и управления процессом коммутации в сети связи

% ац) 5 ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МАРШР СООБЩЕНИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОММУТАЦИИ В СЕТИ СВЯЗИ ТОВ равлене ФО 3Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи иможет использоваться при проектиро. вании устройств обработки данных ипостроении узлов коммутации на сетях передачи дискретной информациив интегрированных АСУ промпредприятий,Известно устройство для упния коммутацией сообщений поскольким каналам, содержащее блокпредварительной коммутации, блокселекции управляющих воздействий,накопители сообщений, элементы И,коммутатор, первый вход которогосоединен через элемент ИЛИ с выходами источников сообщений и со входами узла предварительнойкоммутации, выходы которого соединены спервыми входами элементов И, вторыевходы которых соединены с выхода-.ми коммутатора, а выходы - со входами накопителей сообщений, первыевходы которых соединены с шинами на правлений передач, а вторые выходысо входами блока селекции управляющих воздействий, выходы которого соединены со вторыми входами коммутатора 1.Однако данное устройство обладает недостатком, заключающимся в отсутствии учета маршрута пройденного пути, что может повлечь за собой повторное прохождение сообщения по одному и тому же участку маршрута при динамических методах управления.Известно устройство анапиза маршрута в сети связи, содержащее генератор, выходной регистр, группу элементов И, выходы которых соединены со входами выходного регистра, два элемента И первый и второй блоки регистровой памяти., схему сравнения. узел опроса, триггер управления, вход которого соединен с выходом ратора, первый выход - с первыми входами элементов И, второй выход - с первыми входами элементов И груп57 4дешифратор соединены со входами коммутатора и первыми входами вторых элементов И, вторые входы которых подключены к информационной шине, третьи входы - к выходам коммутатора, а выходы - к выходным шинам устройства, выход элемента ИЛИ через второй блок регистровой памяти и формирователь сигналов соединен со вторым входом дешифратора, третьим входом первого блока регистровой памяти, вторым входом первого блока регистровой памяти и первым входом генератора тактовых импульсов, второй вход которого соединен с шиной запуска генератора 31.Недостаток известного устройства состоит в схемной избыточности. При реализации дешифратора известного устройства необходимо предусматривать дешифрирование каждого кодового слова третьего регистра,. т.е. фак-. тически число дешифраторов равно чис" лу кодовых слов, а .число выходов кал- дого дешифратора определяется числом адресов узлов коимутации на сети. связи, Таким образом, функциональная реализация дешифратора необычайно громоздка и сложность ее увеличивается с с ростом числа узлов коммутации в сети связи. Действительно, в третий регистр известного устройства последовательно записываются коды узлов коммутации, через которые возможна трансляция сообщений на сети связи, Число этих кодов может быть от единицы до И, Это существенно увеличивает длину третьего регистра, т.е., если И=20, а а - число разрядов кода узлов коммутации, например в=6 для кода с проверкой на четкость, то длина третьего регистра равна 120 раз-. рядам. Очевидно, что данный регистр будет отличаться очень низкой надежностью работы. Во-вторих, число де- . шифраторов в .этом. случае равно 19-ти,. число их выходов также равно 19-ти. В данном случае получается сложное устройство, Учитывая, что число узлов коммутации может измеряться сотнями чисел, очевидна громоздкоств известного устройства, что снижает также и его надежность.Цель изобретения - упрощение уст- ройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки регистровой памяти, первые входы которых являются соответ" 3 9227пы, вторые входы которых соединеныс соответствующими выходами первого блока регистровой памяти, а третьи входы - с первым выходомсхемысравнения, второй и третий выходыкоторой соединены соответственно со5входом генератора и управляющим входом узла опроса, выход выходногорегистра через. узел опроса соединенс выходом устройства, выходы первого и второго блоков регистровой памяти - со входами схемы сравнения,первый и третий выходы которой соединены со вторыми входами элементовИ, выход первого элемента И соеди 35нен с первым входом второго блокарегистровой памяти, второй вход которого соединен с выходом первогоэлемента И и первым входом первогоблока регистровой памяти, второй вход20которого соединен с первым входом устройства, а третий вход второго блокарегистровой памяти = со вторым входом устройства 2 1.,Однако это устройство обладает не 25достатком, заключающимся в ограничении области применения - областьюкоммутации сообщений но заданным статически маршрутщ (неизменным для сообщений данной адресности). Применятьданное устройство для систем с дина 30иическим управлением в известном виде невозможно. Оно ие решает никакихФункций управления, а лишь выявляетучасток с перегрузкой.Наиболее близким по технической З 5сущности к изобретению является устройство, содержащее первый блок регистровой памяти, первый вход которого соединен с первой кодовой шиной,а выходы - с первыми входами блокасравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а третьи входы - с первыми входами первых элементов И и первымивыходами второго блока регистровой ф 5памяти, первый вход которого подключен ко второй кодовой шине, выходыпервых элементов И соединены с первы-ми входами третьего регистра, первыйвход счетчика подключен ко второмувходу первого блока регистровой памяти и первому выходу блока сравне- .ния,второй вход - ко второму выходублока сравнения и первому входу элемента ИЛИ, а выход - ко вторым входам 55первых элементов И, ко второму входуэлемента ИЛИ и ко второму входу тре"тьего регистра, выходы которого через5 92275 ственно первым и вторы 1 информационными входами устройства, блок сравнения, счетчик, генератор тактовых импульсов, две группы элементов И, элемент ИЛИ, дешифратор нулевого состоя- ф ния и коммутатор, причем информационные входы блока сравнения соединены соответственно с информационнымн входами первого и второго блоков регист 10 ровой памяти, управляющий вход блока сравнения соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход которого является запускающим входом устройства, первые. входы элементов И первой группы соединены соответ 15 ственно с информационными выходами второго блока регистровой памяти, первый выход блока сравнения подключен к второму входу первого блока регистровой памяти и к первому входу счетчика, второй выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входом счетчика, выход которого подключен к вторым входам элемента ИЛИ и элементов И первой группы, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу второго блока регистровой памяти, управляющий выход которого соединен с входом дешифратора нулевого состояния, вы- З 0 ход которого подключен к третьему входу первого блока регистровой памяти и к второму входу генератора импульсов, первые входи элементоФ И второй группы соединены с третьим ииформационным входом устройства, вторые входы соединены соответственно с выходами коммутатора, выходы эле.ментов И второй группы являются выходами устройства, содержит элемент задержки, третью группу элементов И, группу триггеров и шифратор, входы которого соединены соответственно с выходамиэлементов И первой группы 1 выходы шифратора подключены соот ветственно к первым входам триггеров группы, вторые входы которых и первые входы элементов И третьей групп. пы соединены с выходом элемента задержки, вход которого подключен к 0 выходу дешифратора нулевого состояния, вторые входы элементов И третьей группы соединены соответственно с выходами триггеров группы, выход каждого элемента И третьей группы под- и ключен к входу коммутатора и к третьему входу соответствующего элемента И второй группы. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграмм работы основных узлов устройства во времени 1 на фиг. 3- возможная структура сети связи, заданная в виде графа; на фиг. 4 - функциональная схема шифратора 1 на фиг. 5 " Функциональная схема коммутатора,Устройство содержит информационный вход 1, блок 2 регистровой памяти, блок 3 сравнения, группа эле" ментов И 4, блок 5 регистровой памяти, счетчик 6, элемент ИЛИ 7, инФормационный вход 8 устройства, дешифратор 9 нулевого состояния, генератор тактовых 10 импульсов, эле-. мент 11 задержки, группа элементов И 12, группа триггеров 13, запускающий вход 14 устройства, шифратор 15, коммутатор 16, группа эле" ментов И 17, информационный вход 18 и выходы 19 устройства, входы 20 шифратора 15, элементы НЕ 21, элементы И 22, элементы ИЛИ 23-26, выходы 27 шифратора, входы 28-28 коммутатора 16, группы элементов И 29, регистры 30-304, установочные вхо" ды 31-31, регистров, узел 32 дифференцирования сигналов, генератор 33 двоичных чисел, схемы 34-344 сравнения, узлы деления 351 в ,1, четырехраэрядный сумматор 36, элементы И 37-39, одновибраторы 401-404, выходы 411-414 коммутатора, сумматоры 42-424, установочный вход 43 сумматора 421.На фиг2 приняты следующие обозначения: а . - коды первого блока 2 регистровой памяти, Ь; - коды второго 5 блока регистровой памяти, в-ый выход коммутатора 16, С - длительность прохождения сигнала по 1-му направлению коммутации, причем считается, что сообщение прошло три узла коммутации (а, а, а) и возможна Коммутация по трем исходящим направлениям и узлам коммутации с адресами Ь, Ь, Ь. На Фиг.З под обозначением УК Й понимается й-ый узел коммутации сети связи.По входу 1 вводятся коды пройденных узлов коммутации сообщением по сети связи, причем максимальное возможное число кодов равно величине Й, определяемой структурой сети и маршрутами сообщений. Коды адресов пройденных узлов коммутации записываются последовательно в блок 2регистровой памяти в виде последовательностей слов а., разрядность которых постоянна, а их число не болеей (на фиг. 2 приведен пример записитрех кодовых слов а , а , а ). Од,новременно по входу 8 вводятся, например, от управляющего процессора,коды тех узлов коммутации, которыедопустимы как транзитные при прохож" 10дении сообщения от адреса узла коммутации возникновения к адресу узлакоммутации назначения данного сообщения. Коды адресов допустимых узловкоммутации вводятся в блок 5 регисчфровой памяти,Функциональное назначение устройства в целом состоит в следующем.Сеть коммутации сообщений состоит,из узлов коммутации, связанных другс другом каналами связи. При применении децентрализованных стохастических методов управления, которые позволяют наиболее оптимально управлятьпроцессами коммутации, существует ве- дроятность повторения пройденного пути, например узел коммутации УК 1,узел коммутации УКЗ, узел коммутации УК 6, узел . оммутации УК 8, узелкоммутации УКЗ, узел коммутации УК 2,узел коммутации УК 4, т,е. повторение дважды УКЗ (фиг. 3). Функциональное назначение рассматриваемого устройства состоит в исключении возможности повторного прохождения одногои того же сообщения по транзитным35участкам сети.По окончанию ввода кодов по вхо 4%ми 8, по входу 14 запускается генератор О, который синхронизирует ра 40боту блока 3 сравнения. Блок 3 сравнения осуществляет сравнение кодаблока 2 регистровой памяти и кодаблока 5 регистровой памяти (код аи код Ь на фиг. 2), Если коды отличаются (фиг, 2), то на первом выходе45 .блока 3 сравнения имеется потенциал, а на втором выходе потенциал отсутствует. Если же коды одинаковы (нафиг. 2 одинаковы коды аи Ь, т,е.это есть код уже пройденного сообщением узла коммутации), то потенциалимеется на втором выходе и отсутствует на первом. Допустим (фиг. 2), коды а 1 и Ь не одинаковы и тогда всчетчик 6 запишется единица, а в блоке 2 регистровой памяти, который циклически замкнут, первая кодовая комбинация будет передвинута импульсом 7 922757 8по второму входу на последнее место, т.е. вид слова в первом блоке регистровой памяти 2 будет а,а а 1,а , вместо имевшегося раньшеслова а , а а,. С приходом второго тактового импульса от генератора 1 О блок 3 сравнения сравниваеткоды аи Ь , Если снова коды а и Ь1поразрядно не равны (фиг. 2), тов счетчик 6 записывается вторая единица, а последовательность кодов вблоке 2 изменяется на слово видаааа, а 4, а. Если средикодов блока 2 регистровой памяти неткодов поразрядно равных первому коду блока 5 регистровой памяти, тосчетчик 6 досчитает до числа М, иего выхода будет подан сигнал навторые входы элементов И 4 и черезэлементы И 4 на входы шифратора 15будет подан код Ь, Код Ьопределяет узел коммутации, через которыйне проходило сообщение,и поэтомукоммутация к этому узлу возможна.Шифратор 15 определяет допустимые направления коммутации.С выхода счетчика 6 подается сигнал также через элемент ИЛИ 7 на входвторого блока 5 регистровой памяти.Слово второгЬ блока 5 регистровойпамяти сдвигается влево со стиранием кода Ь, т.е. в блоке 5 будетслово Ь, ЬЬ, вместо словаЬ, Ь Ь. Счетчик б при достиже-нии счета до числа Й сбрасываетсяв исходное состояние. Допустим, припоследующем сравнении кодов словапервого блока 2 регистровой памятис кодов Ь, код Ь 0 поразрядно совпалс каким-то кодом (на фиг. 2 код Ьсовпал с кодом а 1). В этом случае,на втором выходе блока 3 сравненияпоявится потенциал, по которому счетчик 6 будет установлен в исходноенулевое состояние, а через элементИЛИ 7 слово второго блока 5 регистровой памяти сдвинется влево. Нафиг. 2 также показано что код Ь 3не совпадает с кодом а , а, а .1 фКак только будет окончено сравйениеполностью, т.е. во всех разрядахблока 5 будут записаны нули, то дешифратор 9 сработает и сбросит состояние блока 2 регистровой памятив исходное (т.е. обнулит все егоразряды), остановит генератор О иподаст сигнал на вход элемента 1задержки. Шифратор 5 устанавливает соответствие коду узла коммутациисвязи между узлами коммутации дуплексные, а при передаче сообщений возможна лишь одна перекоммутация, т,е.передача будет осуществляться черезодин промежуточный узел коммутации.Тогда с узлом коммутации УК 2)связь возможна по направлениям: 19УК 1-УКЗ-УК 2, 19, УК 1-УК 4 УК 2, 193,УК 1-УК 5-УК 2; связь УК 1 и УКЗ возможно осуществить по направлениям: 19 1,УК 1-УКЗ; и как исключение, допустим19, УЕ 1-УК 4-УК 8"УКЗ связь УК 1 иУК 4 возможна по направлениям; 191,УКУК 4, 195 УК 1-УК 5-УК 4; связЬ УК 1н УК 5 возможна по направлениям; 19),УК 1-УК 4-УК 5; 19 Э УК 1-УК 5; связь УК 1и УК 7 возможна по направлениям: 194УК 1-УК 7; связь УК 1 и УК 8 возможноосуществить по направлениям: 19УК 1-УКЗ-УК 8, 19 УК 1-УК 7-УК 8. Такимобразом, направление передач 19есть передача сообщений от УК иУКЗ, направление 19 - от УК 1 и УК 4,направление 19 Э - от УК и УК 5, направление 194 -,от УК 1 и УК 7,Пусть номера узлов коммутации(УК) закодированы в двоичной системе счисления. Тогда при поступлении кода узла коммутации на входы20 шифратора 15 сигнал будет. на выходе только одного элемента И 22.Элементы И 22 дешифрируют код узлакоммутации, поступивший на входы20. Причем, при поступлении кодаУК 2 сигнал будет первого слева элемента И 22, Фиг. 4 ,. при поступлении кода УКЗ сигнал будет навыходе второго слева элементаИ 22 ит.д. В соответствии с описаннымивыше возможными направлениями передач от УК 1 к другим УК осущест влена реализация связей элементов И 22 с элементами ИЛИ 23-26. Дейст-. вительно, по первому направлению 19 возможна передача сообщений от УК и УК 2, УКЗ, УК 6 и УК 8. Таким образом, если поступит на входи 20 код УК 2, то на выходах 27 элементов ИЛИ 23, 24, 25 будет сигнал, что говорит о том, что передача возможна по одному из трех направлений (разрешенным) 19, 19 и 19. Если поступит код УК 7, то .йередача возможна по направлению 9 т.е. сигнал будет на выходе 27 элемента ИЛИ 26. Таким образом, происходит функционирование устройства шифратора 15.В коммутаторе 16 сигналы, определяющие направление передач от шиф 9 922757 10исходящих направлений передач (определяет номер выходов 19 устройства),по которым возможна коммутация сообщений с заданной вероятностью.Например, к узлу коммутации с кодомЬ сообщение может передаваться понаправлениям 19-19,Э, фнг. 2 , чтоФопределяется перебросом соответствующих триггеров в единичное состояние, а к узлу коммутации с кодомЬ Оеще и по направлению 19. На некоторых выходахшифратора 15 будет сигнал только в том случае, если навходы будет подан любой из элементовмножества кодов узлов коммутации, 5сообщение к которым может пройтичерез-ые направления коммутации,определяемые выходами 19, т,е, накаждом выходе шифратора 15 реализованы дизьюнктивно нормальные функции некоторых множеств кодов узловкоммутации.Таким образом, при поступлениикодов Ь на входы шифратора 15 навыходах его будут появляться сигна- г 5лы, определяющие возможные направле-.ния коммутации. По этим сигналам будет осуществляться переброс триггера 13 в единичное состояние. По окончанию процесса моделирования маршру- ЭО.тов с выхода элемента 1 задержкибудет подансигнал, длительность которого равна времени коммутации еообщения по исходящему направлениюЬ19 (на фиг. 2 - направление опреде 1ФЭ 5ляемое выходом 19), По задащомуфронту сигнала от элемента 11 задержки триггеры 13 будут сброшены в ис-,ходное нулевое состояние.Свыходов тех элементов И 12, на 4,входы которых поданы потенциалы с единичных выходов триггеров 13, будутподаны сигналы на входы соответствующих элементов И 17 и входы коммутатора 6. Коммутатор 16 по заданной 445Функции управления определяет одноиз возможных направлений коммутациии подает сигнал щ; на вход соответствующего элемента И 17, по первому .входу которого сообщение от информаци"эОонного входа 18 подается на переда- .чу к выходу. Таким образом, сообщение коммутируется к установленномуузлу коммутации по направлению 19(на фиг. 2-19).Примеры реализации составных частей устройства 15 и 16 приведеныдля узла коммутации (УК 1), сети связи, (фиг. 3). Считаем, что каналы12 92275 11ратора 5 через триггеры 13 и элементы И 12 поступают на входы 281-284. Сигналы, определяющие разрешенные направления передач, например, направления 19, 19, 19, поступают на входы 28, 28, 28 и тогда содержимое регистров 3030 и 30 через элементы И 29 поступает в сумматор 36, В сумматоре 36 формируется сумма чисел регистров 301, 30и 10 305. В регистрах 30,-30 хранятся числа, определяющие вероятность коммутации сообщений по направлениям 19-194, причем числа записываются в регистры 30 по усфгановочным входам 31-314. В узлах 351-354 деления формируются приведенные значения ве роятности коммутации по направлениям 19-194 к их сумме, определенной сумматором 36, т.е. сумма приведенных значений вероятности равна 1.Одновременно при поступлении сигналов по входам 28 узел 32 срабатывает на их передний фронт и запускает генератор 33, который вырабатывает дво ичное число равномерно распределенного ряда в интервале от 0 до 1. Данное число сравнивается схемами 34-344 сравнения с чис. зми, сформированными в сумматорах 42,-42, причем срабатывают те схемы сравнения, на входы которых подается от сумматоров 42 число большее числа генератора 33.По установочному входу 43 в сумматор 42 записывается число "Ноль". Схемы3 сравнения 34 1 34 4 подают сигналы на схему приоритета, составленную из элементов И 37, 38 и 39, причем сиФ нал на выходе старшей по приоритету схемы 34 сравнения запрещает прохож 40 дение сигналов с выходов схем срав нения младшихпо приоритету, т.е.если появился сигнал на выходе схемы 34, то будет определено первое направление передач 19., и будет сигнал только на выходе 41 коммутатора 16.45 Сигналы с остальных схем сравнения не пройдут на выходы 41-4. Коммутатор 16 реализует так называемый игровой способ управления на сети, связи. Одновибраторы 401-404 держат сигнап на выходах 41-41, на время, равное времени прохождения сообщения с входа 18 через соответствующий эле" мент И 17 на выбранное направление.передач.55 Таким образом, в предложенном.устройстве достигается упрощение. Формула изобретенияУстройство для моделирования маршрутов сообщений и управления процессом коммутации в сети связи, содержащее первый и второй блоки регистровой памяти, первые входы которых являются соответственно первым и вторыминформационными входами устройства,блок сравнения, счетчик, генератортактовых импульсов, две группы элементов И, элемент ИЛИ, дешифраторнулевого состояния и коммутатор, причем информационные входы блока сравнения соединены соответственно с информационными выходами первого и второго блоков регистровой памяти, управляющий вход блока сравнения соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый вход которого авляется запускающим входом устройства, первые входы элементов И первой группы соединены соответственно с информационными выходами второго блока регистровой памяти, первый выход блока сравнения подключен к второму входу первого блока регистровой памятии к первому входу счетчика, второй выход блока сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторымвходом счет Ька, выход которого подключен к вторым входам элемента ИЛИи элементов И первой группы, выходэлемента ИЛИ подключен к второму входувторого блока регистровой памяти, управляющий выход которого соединен с входом дешифратора нулевого состояния, выходкоторого подключен к третьему входупервого блока регистровой памятии к второму входу генератора тактовых импульсов, первые входы элементов И второй группы соединены стретьим информационным входом устройства, вторые входы соединены соответственно с выходами коммутатора, выходы элементов И второй группы являюгся выходами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения, оно содержит элемент задержки, третью .группу элементов И,группу триггеров и шифратор, входыкоторого соединены соответственнос выходами элементов И первой группы. выходы шифратора подключены соответственно к первым входам триггеровгруппы, вторые входы которых и первые входы элементов И третьей группы соединены с выходом элемента задержки, вход которого подключен к13 922757 выходу дешифратора нулевого состояния, вторые входы элементов И третьей группы соединены соответствен, но с выходами триггеров группы выход каждого элемента И третьей группы подключен к входу коммутатора и .к третьему входу соответствующегоэлемента И второй группы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 10 141. Авторское свидетельство СССРВ 595704 ф кл. 6 (5 В 13/001О 08 С 15/06, 1976 2. Авторское свидетельство СССРУ 547771, кл. 6 06. Г 15/20, 1975. 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2732184/18-24,кл, С 06 Г 15/20, 1979 (прототип)