Устройство для сопряжения абонентских станций локальной сети

(57) Изобретение относится к передаче данных и может быть использовано при построении моноканальных локальных вычислительных сетей с множественным доступом, контролем несущей и обнаружением столкновений в системах управления, сбора и обработки информации на их основе, Цель изобретения - повышение пропускной способности и надежности сети за счет реализацииЦель изобретенипускной способностти за счет реализаритета входящего изи пакета, временнпередач станций,устройству, отсечигенерящей станц1Фазовых искаженийиз общей линии свя Изобретение отельной технике,даче данных, и мо сл осится к в ние проости сере частности к т быть испо наде зоваци ун ии прионии свя тета з общеи л ого приор оноканальны ных сетей с но при построении кальных вычислите но ключенпередакомпе ных к и нтролем енным доступо обнаружением управ ления, информации ки ии столкновен в щеитемаботк сацииприняты сбора и оба их осно сигналов,и е,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМОРИ ГКНТ СССР(71) Московский институтго машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНЕНТСКИХ СТАНЦИЙ ЛОК Функций приоритета входящего из общей линии связипакета, временногоприоритета передач станций, поченных к устройству, отсечки пчи "генерящей" станции и компенсациифазовых искажений сигналов, принятыхиз общей линии связи, Устройство длясопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоеди 986, ненное к общей линии связи, заканчивающейся на концах эквивалентами линии, и к абонентским станциям, содержит. передающий блок, приемныйблок, узел внешнего приоритета и генератор импульсов, Передающий блоксодержит интерфейсные приемники, детекторы передачи, коммутатор, узелвнутреннеге приоритета, канальный передатчик, таймеры передачи и элементы ИЛИ. Приемный блок содержит канальный приемник, детектор столкновений, интерфейсные передатчики,Формирователи сигнала столкновения,схему компенсрции задержки, таймерприема, элементы ИЛИ-НЕ и элементНЕ, 3 ил, 3 1501076На Лиг, 1 представлена блок-схема устройства для сопряжения абонентских станций с линией связи локальнойсети; на фиг, 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая рабо гу устройства при приеме из общей линии связи;на Жиг, 3 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства припередаче станции, подключенной к уст Оройству при приеме пакета из общейлинии связи от другого устройства,Устройство 1 для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети, подсоединенное к общей 15линии 2 связи, заканчивающейся наконцах эквивалентами 3 линии, и кабонентским станциям 4, содержит передающий блок 5, приемный блок б,узел 7 внешнего приоритета и генератор 8 импульсов.Передающий блок 5 образуют интерфейсные приемники 9, детекторы 10передачи, коммутатор 11, узел 12внутреннего приоритета, канальныйпередатчик 13, таймеры 14 передачии элементы ИЛИ 15,Приемный блок б содержит канальный приемник 16, детектор 17 столкновений, интерАейсные передатчики 18,Формирователи 19 сигнала столкновения, узел 20 компенсации задержки,таймер 21 приема, элементы ИЛИ-НЕ22 и элемент НЕ 23,Связи между узлами устройства обозначены позициями 24-45.Работу устройства 1 для сопряжения абонентских станций с линией связи локальной сети рассмотрим на примере следующих ситуаций. 4 ДПередача одной станции, подключенной к устройству;2, Передача нескольких станций,подключенных к устройству;3, Прием из общей линии связи; 454, Передача станции, подключеннойк устройству при приеме пакета изобщей линии связи от другого устройства,50В исходном состоянии, т,е, при отсутствии передач от станций 4, И=1,И), подключенных к устройству 1, и передач в общей линии 2 связи от других устройств 1 на выходах узла 7 внешнего приоритета, детекторов 1 О передачи, выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритета, элементов ИЛИ 15, детектора 17 столкновений, таймера 21 приема иэлементов ИЛИ-НЕ 22, установлены высокие логические уровни, На выходахвторой группы выходов узла 12 внутФреннего приоритета, таймеров 14 передачи и инвертора 23 установлены низкие логические уровни,1, Передача станции 4,.Передаваемый в общую линию 2 пакет поступает в устройство 1 по линии 24на вход интерфейсного приемника 9 с первого выхода которогопо линии 25, пакет поступает на входдетектора 101 передачи, С второговыхода интерфейсного приемника 9 полинии 2 б пакет поступает на первыйинформационный вход коммутатора 11,На выходе детектора 10 передачи вЭтот момент устанавливается сигналнизкого логического уровня (огибающаяпакета), поступающий по линии "7, напервые входьг таймера 14, передачи иэлемента ИЛИ 15 На втором входеэлемента ИЛИ 15, (линия 28,) установлен низкии логический уровень,что приводит к установке сигналанизкого логического уровня на выходе элемента ИЛИ 15, поступающего полинии 29 на первый вход узла 12 внутреннего приоритета, Установка напервом входе узла 12 внутреннего приоритета низкого логического .уровняприводит к установке на первом и(И+1)-м выходах первой группы выходовузла 12 внутреннего приоритета сигналов низкого логического уровня, поступающих соответственно по линиям30, и 31 на первый разрешающий входкоммутатора 11 и первый вход узла 7внешнего приоритета, Это вызывает появление пакета на выходе коммутатора11 (линия 32) и установку на .выходеузла 7 внешнего приоритета сигналанизкого логического уровня, поступающего по линии 33 на разрешающий входканального передатчика 13 и; следовательно, передачу пакета в общую линию 2 связи, Окончание передачи пакета от станции 4 приводит к установке устройства 1 в исходное состояние в описанной последовательности Если длительность пакета превышает максимально допустимую, срабатывает таймер 14, на выходе которого устанавливается сигнал высокого логического уровня (линия 28,), что вызывает блокирование элемента ИЛИ 151 и01076 5 15срабатывание элемента ИЛИ-НЕ 221,т,е, на выходе элемента ИЛИ 15 и затем на линиях 30, 31 и 33 устанавливается высокий логический уровеньЭто приводит к блокированию передачистанции 4, Одновременно с этим навыходе элемента ИЛИ НЕ 22, устанавливается сигнал низкого логическогоуровня, который по линии 34 поступает на вход формирователя 19, сигнала столкновения, что приводит к посылке станции 4 по линии 35, сигнала Столкновение"Прекращение пере -дачи станции 4 устанавливает устройство 1 в исходное состояние, Таким образом, блокирование передачи"генерящей" станции 41 не исключаетвозможности передач от других станций 4, (1=2,М), что по сравнению с, возникает при использовании станциями локальной сети протоколов случайных методов доступа к общей линиисвязи,В этом случае, аналогично преды.дущему, на выходах элементов ИЛИ.15;и 15 устанавливаются сигналы низкого логического уровня, которые по линиям 29, и 29 поступают на первый ивторой входы узла 12 внутреннего приоритета, Узел 12 внутреннего приоритета анализирует моменты времени ус 4тановки сигналов низкого логического уровня на своих входах и, если напервом входе сигнал низкого логического уровня был установлен раньше,чем на втором, т 6 на первом и (Х+.1)-мвыходах первой группы выходов узла12 внутреннего приоритета устанавливаются сигналы низкого логическогоуровня, что приводит к передаче в общую линию 2 связи пакета от станции4. Одновременно с этим на второмвыходе второй группы входов узла 12внутреннего приоритета устанавливается сигнал высокого логического уровня, который по линии 36 поступает навторой вход элемента ИЛИ-НЕ 22, чтовызывает его срабатывание и, следовательно, запуск формирователя 19сигнала столкновения, т,е, оповещение станции 4о том, что ее передача испорчена Станция 4 прекращаетпередачу, и устройство 1 начинает ра 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ботать как и в первой ситуации, приэтом сигнал высокого логическогоуровня с линии 36 снимаетсяПриполной одновременности установкисигналов низкого логического уровняна первом и втором входах (линии29, 29) узла 12 внутреннего приоритета на выходах первой группы выходов узла 12 внутреннего приоритетасостояние высокого логического уровня не изменяется, на первом и втором выходах второй группы выходов узла 12 внутреннего приоритета (линии36, 36) устанавливаются сигналы высокого логического уровня, т.е, в1 этом случае ни передача от станции4 ни передача от станции 4 не выпускаются в общую линию 2 связи и обеэти станции получают оповещение о том,что их передачи испорчены. Таким образом уменьшается количество конфликтных ситуаций в общей линии 2 связилокальной сети, т,е, увеличиваетсяпропускная способность сети в целом.3. Прием пакета из общей линии 2связи,Пакет принимается канальным приемником 16, с выхода которого по линии37 поступает на входы детектора 17столкновений и схемы 20 компенсациизадержки. На первом выходе детектора17 столкновений устанавливается сигнал низкого логического уровня (огибающая пакета), поступающий по линии38 на второй вход таймера 21 приемаи первые входы интерфейсных передатчиков 18 (=1,Ю). На первый вход таймера 21 приема подаются импульсы от ге"нератора 8 импульсов линия 39), Навыходе таймера. 21 приема (линия 40)устанавливается сигнал низкого логическрго уровня, который анализируется узлом 7 внешнего приоритета и вслучае отсуТствия в этот момент времени низкого логического уровня на линии 31 производится блокирование (запрещение установки на линии 33 низкого логического уровня и установка налинии 41 низкого логического уровня)канального передатчика 13 и узла 12внутреннего приоритета, Это необходимо для устранения ситуаций столкновений в общей линии 2 связи из-завозможности начала передач станциями4; (д=1,М), подключенными к устройству 1, Время срабатывания таймера 21 приема (время блокирования канального передатчика 13 и узла 12 внутрен 15010765 10 15 20 25 30 35 него приоритета) выбирается из следующих условий: во-первых, оно должно превышать максимальное время разрешения конфликтной ситуации (имеется ввиду Фиксация конфликта, продление передачи, снятие передачи и т.д.).для передающей станции, вошедшей вконфликт; во-вторых, оно должно бытьменьше длительности минимального сообщения (с учетом времени продленияконфликтной передачи) для того, чтобы. станция 4, принимающая пакет, вслучае занятости ее приемного буфера могла организовать встречную передачу, спровоцировать столКновение и,следовательно, получить отсрочку приема, так как испорченный пакет должен быть ретрансмирован ей через какое-то время. С выхода схемы 20 компенсации (линия 42) принимаемый пакетпоступает на вторые входы интерфейсных передатчиков 181-18 и, так какна первых входах интерфейсных передатчиков 18, - 18 установлен низкийлогический уровень, пакет с выходовинтерфейсных передатчиков 18-18по линиям 43 -43 передается на инЦФормационные входы соответствующихстанций 4-4,В случае возникновения ситуациистолкновения в общей линии 2 связина втором выходе детектора 17 столкновений устанавливается сигиал низкого логического уровня, который полинии 44 поступает на вход элемента .НЕ 23 что приводит к установке навыходе элемента НЕ 23 (линия 45) высокого логического уровня и, следовательно, срабатыванию элементовИЛИ-НЕ 22-22, запуску Формирователей сигналя столкновений 19;-19,т,е, передаче сигнала нСтолкновение"всем станциям 4 - 4 , подключенным кустройству 1,4, Передача станции 4.в моментприема устройством 1 пакета из общейлинии 2 связи,Эта ситуация представляет собойобъединение первой и третьей ситуации и сводится к тому, что на первоми втором входах узла 7 внутреннегоприоритета устанавливаются низкиелогические уровни, соответствующиепередаче станции 4 (линия 31) иприему пакета из общей линии 2 связи(линия 40). Если сигнал низкого логического уровня на линии 40 был установлен раньше, или же одновременно с сигналом низкого логического уровня на линии 31, на первом выходе узла 7 внешнего приоритета устанавливается сигнал низкого логического уровня, который по линии 41 поступает на (И+1)-й вход узла 12 внутреннего приоритета. Состояние линии 33 (высокий логический уровень) т,е, состояние второго выхода узла 7 внешнего приоритета при этом не изменяется (канальный передатчик 13 заблокирован), Узел 12 внутреннего приоритета анализирует состояние входных линий 29-29 и 41 и, так как на линиях 29, и 41 установлены низкие логические уровни, на первом выходе (передает станция 4 ) второй группы выходов (линия 36) устанавливается сигнал высокого логического уровня, что приведет к передаче станции 4 сигнала Столкновение" и, следовательно, заставляет ее прекратить передачу. Если сигнал низкого логического уровня на линии 31 устанавливается раньше, чем сигнал низкого логического уровня на линии 40, то на первом выходе узла 7 внешнего приоритета (линия 41) сохраняется высокий логический уровень, на втором выходе узла 7 внешнего приоритета устанавливается сигнал низкого логического уровня, поступающий по линии 33 на разрешающий вход канального передатчика 13, т,е, выпуская пакет, передаваемый станцией 4 в общую линию 2 связи. Иначе установка на линии 40 сигнала низкого логическогоуровня позднее, чем установка сигнала низкого логического уровня на линии 31, игнорируется. узлом 7 внешнего приоритета. Введение в устройство1 узла 7 внешнего приоритета позволяет блокировать некорректно начатыепередачи станций 4-4, т.е, передачи, начатые в момент, когда пакетуже принимается устройством 1, ноеще не достиг станции 4; (1=1,Х),подключенной к устройству 1, и такимобразом уменьшить количество столкновений в общей линии 2 связи и следовательно, повысить пропускную способность сети в целом,Ф о р и у л а изобретенияУстройство для сопряжения абонентских станций локальной сети, содер07 б10из общей линии связи, оно снабженоузлом внешнего приоритета, генератором импульсов, передающий блок снабжен М таймерами и 11 элементами ИЛИ,а приемный блок снабжен таймером приема, узлом компенсации задержки, элементом НЕ и И элементами ИЛИ-НЕ,причем в блоке передачи первые входы(1=1,И) элемента ИЛИ объединены исоединены с выходом- го (1=1,И) детектора передачи, вторые входы Мтаймеров передачи объединены и соединены с выходом генератора импульсови с первым входом таймера приема блока приема, выход 1-го (1=),И) таймера передачи соединен с первым входом1-го (=1,М) элемента ИЛИ-НЕ и с вторым входом 1-го (1=1,И) элемента ИЛИ,выход которого соединен с 1-м (х=,М)входом узла внутреннего приоритета,(И+1)-й вход которого соединен спервым выходом узла внешнего приоритета, второй выход узла внешнего приоритета соединен с разрешающим входомканального передатчика, -й (=1,0)выход второй группы выходов узла внутреннего приоритета соединен с вторымвходом 1-го (д 1,И) элемента. ИЛИ-НЕ.,(И+1)-й выход первой группы выходовузла внутреннего приоритета .соединенс первым входом узла внешнего приоритета, второй вход которого соединенс выходом таймера приема, второй входтаймера приема соединен с первым выходом детектора столкновений, причемвход узла компенсации задержки соединен с выходом канального приемника,вторые входы И интерфейсных передатчиков объединены и соединены с выходом узла компенсации задержки, второй выход детектора столкновений соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьими входамиН элементов ИЛИ-НЕ, а выход 1-го(1=1,И) элемента ИЛИ-НЕ соединен свходом х-го (=1,И) формирователясигнала столкновения,1501 жащее передающий и приемный блоки,передающий блок содержит И интерфейсных приемников, М детекторов передачи, коммутатор, узел внутреннего приоритета и канальный передатчик, вход .-го (=1,И) интерфейсного приемникаявляется входом устройства для подключения к информационному выходу д-й (1=1,И) абонентной станции, пер вый выход -го (=1,И) интерфейсного приемника срединен с входом 1-го (=1,И) детектора передачи, второй выход 1-го (1=1,И) интерфейсного приемника соединен с 1-м (1=1,И) инфор мационным входом коммутатора, 1-й Д=.1,М) управляющий вход которого соединен с 1-м (=1,И) выходом первой группы выходов узла внутреннего приоритета, выход коммутатора соеди нен с информационным входом канального передатчика, приемный блок содержит канальный приемник, детектор столкновений, И интерфейсных передат,чихов и М формирователей сигнала столкновения, вход канального приемника, .соединенный с выходом канального передатчика, является входом- выходом устройства для подключения к линии связи локальной сети, выход канального приемника соединен с входом детектора столкновений, первые входы И интерфейсных передатчиков объединены и соединены с первым выходом детектора столкновений, выход . 35 д-го (д=1,Х) интерфейсного передатчика является вь 1 ходом устройства для подключения к входу сигнала столкновения 1-й (1=1,И) абонентной станции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 40 что, с целью повышения пропускной способности и надежности локальной сети за счет реализации функций приоритета входящего из общей линии связи пакета, временного приоритета пе редач абонентных станций, подсоединенных к устройству, отсечки передачи генерящей" станции и компенсации фазовых искажений сигналов, принятых,у -3 у ИЗХИХЕШВ. оставитель АЗасорин ехред МУ"одаиииИЛ 1 ароши Редактор Л,УУчоли ка Гираж 66 Подписное акаэ 4810/46 НИПТИ Государс ениог 13035 ГКНТ ССС открцрияу уур д. 4/5 4 7 .4 и 1-"-"+ У 1,УУЯ л Ь:IЮБ 22 Е "17 ГУЗь 22 ЖЖ 2 Е 622 Ъ,22722,7Д К 777".;27 Г 73 БТГГ 27а.,;777"У.":7;у.IТЮ";У,У р Я коиитета ло изобретеиияиМосква, Ж 35, Раушсхал ца Цроиввод твеиио - издатедьскиии ко 5 ииат УУатеи знГОрод уд ГаГарииа, 101