Устройство передачи дискретной информации с промежуточным накоплением Советский патент 1993 года по МПК H04L27/00 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сетях с коммутацией пакетов.

Цель изобретения - повышение пропускной способности.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства передачи дискретной информации с промежуточным накоплением; на фиг.2 - блбк определения длины пакетов; на фиг.З - блок анализа; на фиг.4 - блок памяти; на фиг.5 - блок управления записью информации; на фиг.6 - блок управления считыванием информации и блока формирования сигналов считывания; на фиг.7 - распределитепь.

Устройство передачи дискретной информации с промежуточным накоплением содержит блок 1 определения длины пакетов, блок 2 анализа, блок 3 формирования сигналов считывания, блок 4 памяти, передатчик 5, блок 6 управления записью информации, блок 7 управления считыванизм информации. Блок 1 определения длины пакетов содержит дешифратор 8 длительности пакетов, элемент И 9. генератор 10 тактовых

импульсов, буферный регистр 11. Блок 2 анализа содержит элементы ИЛИ 12, 13, элементы И 14-22, элементы НЕ 24, 25,триггеры 26-28, элементы ИЛИ 29, 30. Блок 4 памяти содержит элемент хранения пакетов длины N 31, элементы хранения пакетов длины N/2 32. элементы хранения пакетов длины N/4 33, элементы НЕ 34-36, элементы ИЛИ 37. Блок 6 управления записью информации содержит элементы И 38-45, элементы ИЛИ 46-48, элементы НЕ 49, 50. Блок 7 управления считыванием содержит ждущие мультивибраторы 51-52, элементы И 53-00, элементы ИЛИ 61, 62. счетчики 63, 64. распределители 65, 66. Блок 3 формирования сигналов считывания содержит элементы И 67-G9, генератор 70 тактовых импульсов. Распределитель 66 содержит элементы И 71, 72 триггеры 73.

Работа устройства может быть рассмот репа нг примере наличия трех градаций длины пакетов информации: длиной NI длиной N2 Mi/2, длиной N3 Ni/4, с возможностью одновременного хранении в блоке памтти Л одного пакета длиной NI дпух па(Л

С

loo го

ы

4

,.Ј

кетов длиной N7 и четырех пакетов длиной NJ.

По информационному входу в блок 1 из приемников или аппаратуры коммутации (на фиг.1 не показаны) поступают пакеты, предназначенные для передачи по каналу связи. В блоке 1 происходит определение длины принятого пакета.

В зависимости от длины принятого пакета производится его запись в соответствующий элемент хранения пакетов 31-33, если в блоке 4 памяти есть хотя бы один свободный элемент хранения пакетов, рассчитанный на такую длину.

В блоке 4 памяти осуществляется промежуточное хранение пакетов, причем каждый элемент хранения пакетов 31-33 рассчитан на хранение пакетов только одной фиксированной градации(например, 31 - на хранение пакетов длиной NI. 32 - длиной N2; 33 - длиной N3). С вторых выходов блоков 31-33 выдаются сигналы (шины И. mi, ГЛ2, гц-гм), свидетельствующие о том, что п длнный момент в элементах хранения па КР.ГОП 31 33 имеются пакеты информации . N, N t-грпдаций, подпежащче передаче по каналу солзи и сигнализирующие о занятости Fno/na. Если в каких-либо элементах xpii ftnu.i 13 плхеюв нет, то имеются .играли нэ выходах элементов НГ 34-36 (шины d i. f i. fp hr гм)

Блоки 1.6 i1 4 npw ччписи информации работают спедующим образом Предназначенный для передачи пакет поступает по входу в блок 1 и записывается в буферный регистр 11, с первых выходов которого информация поступает в дешифратор 8 длительности пакетов: на одном из выходов дешифратора 8 и блока 1 (шины ai, а, аз) появляется сигнал, сигнализирующий о приеме пакета соответствующей длины (например, ai - NI; а - N21 яд - Мч), поступающий в блок б управления записью информации, на вторые оходы которого поступают сигналы с выхода блока 4 памяти (шины d, f, h). Если все эпементы хранения пакетов 31-33 свободны, то по всем шинам d, f, h в блок 6 поступают сигналы 1. При приходе пакета длиной NI на выходе ai дешифратора 8 появится сигнал, который поступает на шину ai блока 6 и далее на ЭЛСМРНТ И 43. С выхода этого элемента сиг- нап через элемент ИЛИ 48 поступит на второй вход элемента И 13 блока 1. Импульсы генератора 10 начнут поступать на тактовый (считывающий) вход регистра 11. и информация с него по шине bi через элемент И 40 будет записываться в элемент хранения па- кетоп 31 (цг:т, тактовой синхронизации регистра 11 и -элементов хранения пакетов

31-33 не показана). По окончании записи сигнал на входе элементов И 40 и 43 пропадает и считывание из регистра закончится. При приходе пакета длиной N2 (сигнал

на шине 82) и свободных элементах хранения пакетов 32-1, 32-2 (сигналы на шинах fi, f2) сигналом с выхода элемента И 44, прошедшим через элемент ИЛИ 48, запустится считывание информации с регистра

11, которое будет осуществляться по шине bi, через элемент И 41-1, по шине NI в элемент хранения пакетов 32-1. При занятии этого элемента хранения пакетов сигнал на выходе элемента НЕ 33-1 пропадает(шина fi), и при приходе следующего пакета длиной N2 его считывание будет производиться через элемент И 41-2 в блок 32-2.

Аналогичным образом осуществляется запись пакета длиной Na в элементы хранения пакетов.

По сигнальному входу в блок 2 анализа поступают сигналы о длине пакета информации, передача которого оптимальна с точки зрения достижения максимальной

пропускной способности.

Эта информация может поступать либо по каналу обратной связи с последующей демодуляцией и дешифрацией принятой служебной кодофаммы, либо от местного

логического устройства, оценивающего режимы передачи. В любом случае на блок 2 анализа поступают сигналы, однозначно соответствующие оптимальной длине пакета при заданных условий передачи.

в блоке 2 анализа для каждого состояния структуры очереди и при определенной длине оптимального для передачи пакета определяется стратегия управления, обеспечивающая, по командам блока 7 управления считыванием информации, передачу пакетов, суммарная длина которых наиболее стабильна для достижения максимальной пропускной способности.

Максимальная пропускная способность

п

достигается при К| 2) Nj Kj , где Kj N 1

длины переданных пакетов; Ni - число пакетов длиной Kj Ki - оптимальная для передачи длина пакета.

Работа блоков 2 анализа, 7 управления

считыванием, 3 формирования сигналов

считывания и 4 памяти при считывании информации в передатчик 5 и линию связи

происходит следующим образом.

На блок 2 анализа поступают сигналы о наличии в блоке 4 пакетов информации длины NI - шина И, длины N2 - шины mi, m2, длины N3 - шины щ-П4

На другие входы блока анализа поступают сигналы, однозначно соответствующие длине пакета, оптимальной для передачи в данный момент времени (длине пакета NI - по шине х. N2 - по шине у; N3 - по шине z), которые вызывают срабатывание соответствующего триггера 26. Сигнал с выхода срабатывающего триггера 26, пройдя через элемент ИЛИ 30, поступает на вход бяока 2 анализа и может быть использован для уп- равления (синхронизации) устройства, выдающего сигналы по шинам х, у, z; например, отсутствие сигнала на выходе блока анализа разрешает выдачу сигнала по одному из сигнальных входов - сигнал го- товности к анализу. В частности, при поступлении сигнала по шине х-оптимальный для передачи пакет NI и наличии сигнала на шине h - есть такой пакет, появится сигнал на шине п; при отсутствии пакета длиной NI, но наличии хотя бы одного пакета длиной N2 - на выходе га. В этом случае сигналы 1 поступают на элемент И 20 с элемента ИЛИ 16, элемента НЕ 24 и триггера 26-1, а далее с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 28 - на шину Г2.

При отсутствии пакетов NI и N2, но наличии пакетов N3 сигнал будет меняться только на выходе N3. куда он поступает через элемент ИЛИ 29 с выхода элемента И 21, на выходы которого поступают сигналы 1 с выходов элемента ИЛИ 17, НЕ 25 и триггера 26-1 через элемент ИЛИ 27.

В таблице приведено соответствие выходных сигналов п, Г2, гз различным сонета- ниям входных сигналов I, т, п, х, у, z.

Сигналы с выхода блока 2 анализа по ступают на вход (п, Г2, гз) блока 7 управления считыванием, на вторые входы которого поступают сигналы с выхода блока 4 памяти (на шинах m, n сигналы присутствуют, если соответствующие элементы хранения пакетов 32, 33 заняты, а на шинах f и h если свободны). Эти сигналы поступают в распределители 65 и 66, которые управляют считыванием информации с элементов хранения пакетов 32 и 33 соответственно и работают следующим образом (например, распределитель 66, фиг.6. 7). При появлении сигнала на выходе ждущего мультивибрато- ра 51-3 сигнал с него поступает на вход элементов И 71-1 и 72-1. Если элемент хранения пакетов 33-1 в блоке 4 занят, то на шине m будет 1, а на шине hi - О. В этом случае появится сигнал на выходе элемента И 72-1,который перебросит триггер 73-1,и сигнал с его выхода поступит на элемент И 55-1 блока 7, а с выхода этого момента (так как на его втором входе присутствует сигнал с выхода ждущего мультивибратора) - на

вход элемента И 69 1 блока 3. и импульсы с генератора 70 начнут поступать н,з элемент 33 1 (шиня pi), счш ывая с него информацию в передатчик 5 По окончании импульса(обратному перепаду) на выходе ждущего мультивибратора сформируется сигнал на выходе формирователя импульсов 52 3, ко торый перебросит триггер 73 1 в исходное состояние При следующем импуп гр nwfipa- торл 51 3 сигнал с него пройдет на выход элемента И 71-1 (элемент хранения пакетов 33-1 свободен, сигнал на шине 1ц) и далее до такого элемента И 71-j, который соответствует занятому элементу хранения пакетов ЗЗ-j. В этом случае сигнал опять поступит чере элемент И 72-J на триггер 73-j, обеспе чивач считывание информации с элемента хранения пакетов 33-J.

Таким образом, распределители 65 и 66 обеспечивают поочередное считывание информации г элемритпя уряирмия пакетов 33 - хранения пакетов одинаковой длины

Управление последовательным считы- ванием пакетов различной длины (или не скольких пакетов одинаковой длины) с целью .постижения соответствия суммарной длины считанных пакетов оптимальной длине обеспечивается блоком 7 управления счигыранием в совокупности с блоком 2 анализа (фиг 1, 3, 4, 6). Работа этих блоков может быть рассмотрена на ряде конкретных примеров

а). Все элементы хранения пакетов 31- 33 заполнены, оптимальным для считывания является пакет длиной NI (сигнал по шине х). В этом случае появляется сигнал на выходе блока 2 анализа п. Импульсом с генератора 70 запускается ждущий мультивибратор 51 -1 но время, необходимое для считывания пакета длиной NI. Импульсы с генератора 70 через элемент И 67 начинают послупать на блок, обеспечивая считывание из нг-го пакета длиной NI. По окончании импульса на выходе ждущего мультивибратора 51-1 формируется сигнал на выходе формирователя 52-1, который, пройдя че- рел элемент ИЛИ 62, сбрасывает триггер 26 1 п исходное состояние, который выдает через элемент ИЛИ 30 сигнал готовности к анализу.

б). Элементы хранения пакетов 31 длиной NI свободны, элементы хранения пакетов 32 33 заняты, оптимальный для считывания пакет длиной Ni.

В этом случае сигнал появляется на выходе г:; блока 2 анализа и запускается мультивибратор 51-2 через элемент И 53-2, Импульс с мультивибратора поступает на элементы И 54--1, 54-2 и распределитель 65. Как описано выше, появится сигнал на первом выходе распределителя 65 и через элемент 54-1 разрешит выдачу тактовых импульсов с генератора 70 через элемент 68-1 на вход элемента хранения пакетов32 1. По окончании импульса сигнал с формирователя поступит на распределитель 65 и счетчик 63. Ближайшим тактовым импульсом с генератора 70 мультивибратор 51-2 запустится вторично, и произойдет считывание информации с элемента хранения пакетов 32-2. По окончании считывания счетчик 63 перебросится вторично, и сигнал с его второго входа, пройдя через элемент ИЛИ 62, сбросит триггер в исходное состояние.

Таким образом, при оптимальной для передачи длине пакета NI, отсутствии такого пакета в блоке 4 памяти, но наличии пакетов длиной Na (N2 Mi/2) производится считывание в линию двух пакетов длиной N2.

в). Оптимальным для передачи является пакет длиной NI, а в блоке памяти есть пакеты только длиной Мз (N3 Ni/4).

В этом случае аналогично вышеописанному производится считывание четырех пакетов длиной Мз с использованием ждущего мультивибратора 51-3, распределителя 66, элементов И 53-3, 55 и счетчика 64, с чет- .вертого выхода которого выдается сигнал сброса триггера 26-1.

г). В блоке памяти имеется один пакет длиной N2 (сигналы по шинам mi, 12) и более двух пакетов длиной Мз (сигналы по шинам п). Оптимальным для передачи является пакет длиной NI - сработал триггер 26-1.

В этом случае появляется сигнал на выходе Г2 блока 2 анализа. Запускается мультивибратор 51-2 и производится считывание информации с элемента хранения пакетов 32-1, По окончании считывания появляется сигнал на первом выходе счетчика 63, а на выходе mi (элемент 32-1) сигнал пропадает. Пропадает сигнал на выходе Г2 блока анализа, а появляется на выходе гз и поступает на элемент И 53-3. Запускается ждущий мультивибратор 51-3, обеспечивая считывание информации с элементов хранения пакетов 33-1 и 33-2. После считывания информации с двух элементов хранения пакетов 33 появляется сигнал на втором выходе счетчика 64. Этот сигнал поступает на элемент И 60, на второй вход которого поступает сигнал с первого выхода счетчика 63. С выхода элемента И 60 сигнал через элемент ИЛИ 62 сбрасывает триггер 26-1, прекращая дальнейшее считывание. Таким образом, при наличии считывания одного пакета длиной N2 и любого больше двух пакетов длиной Мз для случая, когда оптимальным для считывания является ткет длиной NI. будет считываться один пакет длиной N2 и только два пакета длиной Мз (N2 2Мз NI).

д). Оптимальным для передачи является пакет длиной NL в блоке памяти есть только

один пакет длиной N2. После считывания этого пакета появится сигнал на первом выходе счетчика 63 и, следовательно, на первом входе .элемента И 58-1, на втором и третьем входах которого тоже будут сигна0 лы (так как все элементы хранения пакетов

31-33 свободны), и через элемент ИЛИ 62

триггер 26 сбросится в исходное состояние.

Аналогичная ситуация будет, например,

при наличии только одного, двух или трех

5 пакетов длиной N3. В этом случае сигнал сброса формируется с использованием элемента ИЛИ 61, И 58-2, ИЛИ 62.

е). Оптимальным для передачи является пакет длиной N2, а в блоке памяти есть па0 кеты всех градаций.

Срабатывает триггер 26-2, и появятся сигналы на выходах N2 и NL Запустится мультивибратор 51-2, и в линию связи описанным ранее способом будет считан один

5 пакет длиной N2. По окончании считывания .появится сигнал на первом выходе счетчика 63, выходе элемента И 57-1 и элемента ИЛИ 62, который сбросит триггер 26-2 в исходное состояние.

0Аналогично будет осуществляться считывание информации для случая, когда оптимальным для передачи является пакет длиной N2, а в блоке памяти есть два пакета длиной Мз, при этом сигнал сброса будет

5 формироваться на элементе И 57-2, а также для случая, когда оптимален пакет Мз и в блоке памяти есть несколько таких пакетов. Сброс тогда будет осуществляться сигналом с выхода элемента И 59 после передачи од0 ного пакета Мз.

Ф о р м ула изобретения Устройство передачи дискретной информации с промежуточным накоплением, содержащее блок определения длины паке5 тов, блок памяти, сигнальные выходы которого подключены к первым сигнальным входам блока анализа, вторые сигнальные входы которого являются сигнальными входами устройства, а также передатчик и блок

0 формирования сигнала считывания информации, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам блока памяти, информационный выход которого подключен к информационному входу пере5 датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности, введены блок управления записью и блок управления считыванием информации, к первым сигнальным входам которого и сигнальным входам блока управления записью информации подключены сигнальные выходы блока памяти, к информационным входам которого подключены информационные выходы блока определения длины пакетов, информационные входы которого являются информационными входами устройства, при этом сигнальный выход и вход управления считыванием блока определения длины пакета соединены соответственно с сигнальным входом и управляющим выходом блока управления записью информации.

0

причем управляющие выходы блока анализа подключены к вторым сигнальным входам блока управления считыванием информации, управляющие выходы которого подключены к сигнальным входам блока формирования сигнала считывания, сигнальный выход которого и сигнальный выход блока управления считыванием информации подключены к управляющим входам соответственно блока управления считыванием информации и блока анализа.

L V

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сетях с коммутацией пакетов Цель изобретения - повышение пропускной способности. Устройство содержит блок 1 определения длины пакетов, блок 2 анализа, блок 3 формирования сигналов считывания, блок 4 памяти, передатчик 5. блок 6 управления записью информации, бг;ок 7 управления считыванием информации. Пропускная способность устройства повышается за счет адаптации длины передаваемых пакетов информации к условиям передачи. 7 ил 1 табл

Ь 1г

Фиг.З

l

Л72

л#

Фиг. 4

ь IJT |jr ( |s

я Hi ht ntI

J«5

lit ГЦ