Устройство для оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи Советский патент 1988 года по МПК G06F15/173 

сл

со со

о

Р1

ограничений на суммарную протяженность линий связи. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет оптимизации структуры двухполюсной кабельной сети связи с учетом ограничений на ее структуру и суммарную протяженность-линий связи. Для этого в устройство, содержащее блок 1 аналоговой памяти, первьй блок 2 сравнения, блок 3 задания вариантов структуры

сети, блок 5 управления введены регистр 4, элемент И 6, генератор 7, счетчик 8, делитель 9 напряжения, блок 11 формирования текущей длины сети, источник 12 напряжения, первый 13 и второй 14 элементы задержки, узел 15 сигнализации, аналоговьй ключ 16, первый 17 и второй 18 блоки ключей, переключатель 19 и блок 20 моделирования линии связи. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании сложных двухполюсных кабельных сетей св;дзи для оптимизации их структуры по критерию максимума живучести с учетом

1.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использовано при проектировании сложных двухполюсных кабельных сетей свя зи для оптимизации их структуры по критерию максимума живучести с учето ограничений на суммарную протяженность линий связи.

Цель изобретения - расширение об- ласти применения устройства за счет оптимизации структу1;)Ы двухполюсной кабельной сети связи с учетом ограничений на ее структуру и суммарную протяженность линий связи.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для оптими- запии структуры двухполюсной кабельной Сети связи; на фиг,, 2 -- вариант ограничивающей структуры сети; нафиг.- функциональная схема блока узлов моделирования линии связи,соответствующая варианту ограничивающей структуры сети, изображенному на фиг.2; на фиг.4 - 7 - функциональные схемы со- ответственно узла мсзделирования, блока формирования текущей длины сети первого и второго блоков ключей.

На фиг,2 А И В - полюса, а - д - промежуточные узлы СБЯЗИ сети, обра- зованной ли.ниями связи с номерами 1-15..

Устройство (фиг.1) содержит блок аналоговой памяти, первый блок 2 сравнения, блок 3 задания вариантов структуры сети, содержащий регистр 4 и блок 5 управления., содержагдий элемент 6 И, генератор 7 импульсов, счетчик 8, делитель 9 напряжения, второй блок 10 сравнения, блок 11

формирования текущей длины сети, источник 12 напряжения, входящие в состав блока 5 управления первый 13 и второй 14 элементы.задержки, узел 15 сигнализации, аналоговый ключ 16 первый 17 и второй 18 блоки ключей, входящие в состав блока 3 задания вариантов структуры переключатель 19 и блок. 20 узлов моделирования линии связи.БЛОК 1 памяти служит для- временного хранения значения постоянного напряжения, поступающего на его вход

Первый 10 и второй 2 блоки сравнения предназначены для сравнения напряжения, поступающего на их входы, и работают таким образом,что на своих выходах имеют потенциал логического О, если напряжение на первом входе равно или больше, чем напряжение на втором входе, в противном случае - потенциал логической 1.

Блок 3 задания вариантов структуры предназначен для набора информации об ограничивающей структуре сети, перебора на ее основе возможных вариантов структур, моделирования ;кивучести вариантов структур, индикации информации об оптимальной структуре сети о Регистр 4, входящий в состав блока 3, служит для запоминания в двоичной форме информации о текущем .субоптимальном и итоговом оптимальном вариантах сети. Переключатель 19, также входящий в состав блока 3, представляет собой переключатель, коммутирующий собственной каждьн i-й из вторых входов на

соответствующий i-й выход в процессе перебора вариантов сети и переклю- . чающий свои i-e выходы на соответствующие i-e третьи входы по сигналу поступающему на его первый вход от счетчика 8. Переключатель 19 предназначен для передачи.информации об оптимальном варианте структуры из ре- гистра 4 в блок 20 узлов моделиро- вания линии связи после окончания перебора возможных вариантов структуры сети.

Блок 5 управления предназначен для обеспечения логики и согласова- ния по времени работы отдельных элементов устройства.

Элемент И 6 представляет собой логическую схему, на выходе которой устанавливается потенциал логической 1 в случае присутствия потенциала логической 1 на всех ее трех входах, и служит для фиксации совпаде - ния условий лучшего текущего варианта структуры сети с привязкой по времени работы всего устройства.

Генератор 7 представляет собой генератор тактовых импульсов.

Счетчик 8 представляет собой дво- ичный счетчик с числом разрядов (триггеров), равных числу линий связи в ограничивающей структуре сети, предназначен -для обеспечения перебор номеров вариантов структур сети и окончания перебора в случае его пере полнения. Разряды счетчика 8 соединены цепями переноса логической 1, импульс переполнения снимается с его последнего (N-ro) разряда, выход каж дого i-ro разряда является одним из вторых вькодов счетчика 8.

Делитель 9 напряжения представляет собой регулируемьш делитель постоянного напряжения, коэффициент деления которого фиксируется перед началом оптимизации структуры сети. Делитель 9 напряжения (например,потенциометр) предназначен для установки ограничения на суммарную протяженность линий связи в определяемой структуре сети.

Узел 15 сигнализации, например электрический звонок, служит для сигнализации об окончании процесса оптимизации структуры сети.

Аналоговый ключ 16 представляет собой ключ с двумя управляющими входами и предназначен для подключения

Q

jj

рп 25

0 .„

.

35

0

5

своего выхода к своему первому входу, в случае поступления импульса напряжения на его второй вход и отключения своего выхода от первого входа в случае поступления импульса напряжения на его третий вход.

Блок 20 узлов моделирования линий связи предназначен для моделирования исходной ограничивающей структуры сети, получаемых на ее основе возможных вариантов структур, их живучести и содержит узлы 21 моделирования, первыми входами и выходами соединенные друг с другом в соответствии с соединением линий связи в исходной ограничивающей структуре сети, причем первые входы первых и выходы последних узлов 21 моделирования объединены и являются соответственно первым входом и выходом блока 20 узлов моделирования линий связи, а второй вход каждого из узлов 21. моделирования является одним из соответствующих вторых входов блока 20 узлов моделирования линии связи. Например, при возможности организации кабельной сетн между пунктами А и В (полюса сети) по схеме, приведенной на фиг.2, функциональная схема блока 20 имеет вид, представленный на фиг.З.

Каждьп узел 21j моделирования (,N,N - число отдельных линий связи в сети) предназначен для моделирования отдельной i-й линии связи сети и содержит (фиг.4) индикатор 22j потенциометр 23; И ключ 24, выход которого является выходом узла 21; моделирования, первый вход ключа 24; , соединенный с входом индикатора 22; , является вторым входом узла 21; моделирования, а второй вход ключа 24; соединен с вькодом потенциометра 23j, вход которого является первым входом узла 21 моделирования. Индикатор 22 представляет собой световой индика- Тор (например, неоновая лампа) и служит для индикации наличия или отсутствия i-й линии связи в оптимальном варианте сети. Потенциометр 23; предназначен для установки такого его состояния, которое характеризует (моделирует) протяженность (живучесть) отдельной i-й линии связи. Ключ 24j предназначен для включения и исключения модели i-й линии связи из структуры сети текущего

513

исследуемого или итогового оптимального варианта.

Блок 11 предназначен для моделиро- вания су1-1марной протяженности линии свяяи в текущем варианте сети и содержит (фиг.5) последовательн о соединенные потенциометры 25; (i-1,N), выход первого из которых является выходом, а вход последнего - входом блока 11, причем выходы потенциометров 25; и вход последнего из них являются соответствующими вторыми входами блока 11. Потенциометр 25; служит для установки такогс его состояния, которое характеризует протяженность отдельной i-й линии связи в сети.

Первый блок 17 ключей предназначен для подключения выходов счетчика 8 к входам регистра 4 с цельр за- писи в него информаи;ии о субоптимальном и оптимальном вариантах сети.Пер- вьй блок t7 ключей подключает (от- .ключает) свои i-e первые входы к сво- :им i-M выходам в случае поступления на его второй (третий) вход импульса напряжения и содержит (фиг.6) ключи 26 (,N) первый вход каждого из которых является одним из соответствующих входов первых, а выход - одним из соответствующих выходов первого блока 17 ключей, второй и третий вход которого соединены соответственно с объединенными вторым и третьим входом каждого ключа 26.

Второй блок 18 ключей предназначен для обеспечения функционирования блока 11 и содержит (фиг.7) последовательно соединенные первыми входами и выходами ключи 27; (,N), первый вход которого и выход последнего являются соответств5 тощимн выходами: второго блока 18 ключей, выходы которого являются вторыми входами клю

чей 27j . Ключ 27j с сужит для зако

рачивания потенциометра 25; в случае отсутствия i-й линик( связи в текущем варианте сети.

В случае присутствия потенциала логического О на управляющих входах ключи 24; находятся в разомкнутом, а ключи 27; -.в зам1снутом состояниях в противном случае - наоборот.

В случае поступления импульса напряжения на второй (управляющий) вход каждого ключа 26; первого блока 17 ключей они переходят в замкнутое состояние, в поступления импульса напряжения на третий (управ

5

06

0 5 Q

5

0

5

5

156

ляющий) вход каждого ключа 26 перво- ,го блока 17 ключей они переходят в разомкнутое состояние.

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском устройства.

К работе подготавливается блок 20 . УЗЛОВ моделирования линии связи, для чего входящие в его состав узлы 21j моделирования первыми входами и выходами соединяются в соответствии с возможной максимально разветвленной структурой сети. При N линиях связи в ограничивающей структуре используются узлы 21 , . .. , .. .,21 моделирования . С целью моделирования с их помощью линий связи между соответствующими опорными узлами связи используются входящие в состав узлов 21. моделирования потенциометры 23 . Каждьв потенциометр 23; устанавливается в такое положение, чтобы его злектрическое сопротивление постоянному .току i-й линии связи было обратно пропорционально току ее живучести и надежности. При живучести 1-й линии, равной Р, , сопротивление потенциометра 23 устанавливается равным Rj, f(P;)( f - некоторая функция специального вида. Поскольку каждой i-линии связи соответствует потенциометр 25;; блока 11, то каждый потенциометр 25. устанавливается в такое положение, что и соответствующий потенциометр 231 узла 21j моделирования (Rj,5 гз N). Счетчик 8. устанавливается в нулевое состояние, щина переноса .логической 1 из его М-го разряда в (К+1)-й соединяется с его первым выходом. Переключатель 19 соединяет свои вторые входы со своими выходами, а первый блок 17 ключей свои первые входы со своими выходами, аналоговый ключ 16 соединяет свой первьй вход со своим выходом. Делитель.9 напряжения устанавливается в такое состояние, чтобы его сопротивление постоянному злектрическому

тл 1 If wax ч maiii

току было равно Rg K(L ), где L - максимальная допустимая суммарная протяженность линий связи, входящих в состав сети. Поскольку счетчик 8 находится в нулевом состоянии, то ключи 24; каждого узла 21. моделирования, входящие в состав блока 20 узлов моделирования линий связи, находятся в разомкнутом состоянии, регистр 4 - в нулевом состоянии, клю

7

чи 27; второго блока 18 ключей - в замкнутом состоянии. В результате разомкнутого состояния всех ключей 24j и замкнутого состояния всех ключей 27; напряжение па выходе блока 2 узлов моделирования линии связи рав- но нулю, а напряжение источника 12 постоянного напряжения поступает на второй вход первого блока 10 срав нения. В результате этого на обоих входах второго блока 2 сравнения на- пряжение равно нулю, а напряжение на первом входе первого блока 10 сравнения меньше, чем напряженке на его втором входе за счет падения части напряжения от источника 12 постоянного напряжения на делителе 9 напряжения. Тогда на выходе первого блока 10 сравнения присутствует потенциал логической 1.

Поскольку на первом и втором входах второго блока 2 сравнения напряжения равны нулю, то на его выходе - потенциал логического О.

После запуска устройства путем включения генератора 7 оно работает следующим образом. ,

Каждьй тактовьй импульс с выхода генератора 7 поступает на вход элемента 13 задержки, третьи входы первого блока 17 ключей и аналоговьй ключ 16, отключая их первые входы от выходов. Спустя время 2 ,зС момента его появления на выходе генератора 1 пройдя через элемент 13 задерж ки, этот импульс поступает на входы элемента 14 задержки и счетчика 8, которьй изменяет свое состояние.Соответствующие J-M разрядам счетчика 8, в которьк записаны нули, ключи 24 переходят в разомкнутое состояние, а ключи 27: - в замкнутое. Соответствующие другим разрядам счетчика 8, в которьк записаны единицы, остальные ключи 24g(l J) переходят в.замкнутое состояние, а ключи 27g .- в разомкнутое. На выходе блока 20 устанавливается напряжение U, характе- ризующее живучесть текущего п-го варианта сети: (R + R ) , где E - напряжение источника 12 постоянного напряжения, Re электрическое сопротивление входов первого и второго блоков 2 и 10 сравнения, Rjo- электрическое сопротив- ление п-го ва рианта соединения узлов 21- моделирования блока 20,характеризующее живучесть п-го вари

8

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

+ R,), где

противление

пряжение

,мяти и, меньше, чем Uj, что соотанта сети. На выходе блока 11 устанавливается напряжение и, ERg,/(R,,+ R электрическое со-- блока 11. Если нана выходе блока 1 па- ,,1

VT

ветствует условию того, что текущий вариант структуры характеризуется более высокой живучестью (уменьшение R), то на выходе второго блока 2 сравнения появляется потенциал логической 1, в противном случае - потенциал логического О. Если напряжение и, больше, чем напряжение на выходе делителя 9 напряжения U, т.е. U,SU, ( R,), то на выходе первого блока 10 сравнения появляется потенциал логической 1, в противном случае - потенциал логического О.

После этого, т.е. после окончания переходных процессов и установления напряжений на выходах блоков 2 и 10 сравнения, указанный импульс, .пройдя также через элемент 14 задержки с параметром ,4, поступает на первый вход элемента И 6. Если на втором и третьем входах элемента И 6 присутствуют потенциалы логической 1, то на его выходе возникает импульс напряжения, который поступает на вторые входы аналогового ключа 16 и пер-зого блока 17 ключей и подклю- . чает их первые входы к их выходам. В результате этого значение напряжения на входе блока 20 запоминается в блоке 1 памяти, а состояние счетчика 8 - в регистре 4. После этого (период следования тактовых импульсов генератора 7 больше суммы 2Г, Т,, времени переходных процессов в устройстве) генератор 7 вьщает следующий импульс, вызывающий аналогичные действия, и т.д. до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 8. Импульс переполнения первого .выхода счетчика 8 поступает на входы генератора 7, прекращая его работу, узла 15 сигнализации, вызьшая сигнал о прекращении работы устройства, и первый вход переключателя 19. Последний коммутирует выходы регистра 4 на вторые входы блока 20 узлов моделирования линии связи, в результате чего в соответствии с состоянием регистра 4 соответствующие индикаторы 22 переходят в активное соетояние, указывающее на. наличие j-x линий связи в оптимальной структуре сети. с вькода генератора 7, вызвавший переполнение счетчика 8, с не вызывает в последствии срабаты- вани(е элемента И 6, так как U Ui(М 2 + 1)и на выходе второго блока 10 сравнения устанавливается . потенциал логического О, На этом 10 работа устройства завершается.

Формула изобретения

0 5 O л с

5

ты которого соединены соответственно с первой и второй группами выхо- ,дов и вторым выходом блока управления , третья группа выходов которого соединена с входаг-ш коммутации блока формирования текущей длины сети, выход источника напряжения соединен с входами опорного напряжения блока формирования текущей длины сети,-делителя напряжения и блока задания вариантов структуры сети.

12

fPue.2

Ч иг.д

f-.}

т

t