CC BY
66
УДК 621.395.74
Н. С. Мальцева Астраханский государственный технический университет
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ СВОБОДНЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ В КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
Введение
В современном обществе информация играет важную роль. Новейшие средства передачи данных должны удовлетворять многим требованиям, главными из которых являются скорость передачи, надёжность и безопасность передаваемой информации, сравнительно недорогая стоимость оборудования. Потребность в качественной связи привела к появлению нового поколения технических средств, которые поддерживают, наряду с традиционными, ряд принципиально новых видов связи, а также к широкому внедрению средств вычислительной техники.
Ключевым моментом, определяющим построение любой сети передачи данных, являются коммутационные системы (КС). От них зависит развитие данной сети, качество обслуживания, надежность работы [1].
В настоящее время во многих странах ведутся исследования в области новой технологии коммутации, включающей в себя различные средства голографии, оптические приборы, реализующие функции коммутации и обработки, в сочетании с новыми методами разделения сигналов на основе волновых и временных признаков. Но подобные технологии пока остаются малодоступными и чрезмерно дорогими. Альтернативой подобным устройствам является разработка традиционных коммутационных систем с переходом к новым методам коммутации и новой архитектуре коммутационных полей [2].
Коммутационные поля применяются в различных системах распределения информации, которые, в свою очередь, являются частью многих других систем, таких как автоматические телефонные станции, многопроцессорные вычислительные системы, локальные вычислительные сети и др.
За время существования систем распределения информации разработано огромное количество коммутационных полей, различающихся между собой элементной базой, принципами разделения каналов связи и рядом других характеристик. Повышение качества обслуживания и увеличение скорости коммутации могут быть достигнуты при использовании современных методов коммутации. Одним из них является метод параллельной идентификации свободных каналов связи в коммутационных системах [3].
Разработка метода параллельной идентификации каналов связи позволит во много раз повысить производительность коммутационных систем. Это связано с сокращением времени настройки каналов связи в результате замены последовательного поиска на параллельный.
Разработка коммутационной системы с параллельной идентификацией свободных каналов связи
Параллельная идентификация каналов связи - это установление (образование) канала связи с помощью его идентификатора.
Многокаскадная КС с параллельной идентификацией каналов связи содержит три каскада: входной, промежуточный и выходной (рис.). Каждый каскад многокаскадной КС с параллельной идентификацией каналов связи, в свою очередь, содержит коммутационные блоки (КБ) и генераторы индивидуальных имен (ГИ). Коммутационный блок входного каскада содержит узел идентификации КБ, узлы вертикальной настройки, узлы горизонтальной настройки, узлы идентификации входа и матрицу ячеек коммутации (ЯК). В состав БК промежуточного каскада входят узлы вертикальной настройки, узлы горизонтальной настройки, узлы ускоренного распространения сигнала «занято» и матрица ЯК. Коммутационный блок выходного каскада включает в себя узлы памяти программы коммутации, узлы вертикальной настройки, узлы горизонтальной настройки, узлы выбора канала связи и матрицу ЯК. Ячейки коммутации, образующие матрицы коммутации, содержат триггеры коммутации и другие элементы. Каждая ЯК связана непосредственно с одной входной и одной выходной линиями, кроме того, через эти линии подключены также и другие ЯК, но так, что каждый вход с каждым выходом может быть связан только через одну ЯК.
Структурная схема КС с параллельной идентификацией каналов связи
Каждый КБ представляет собой матрицу ЯК. Отличительной особенностью ячейки является наличие в ней дуплексного информационного канала. Через этот канал в прямом направлении передается информационное сообщение, а в обратном - настроечная информация. Идентификация точек коммутации между координатными шинами в КБ производится под воздействием управляющих сигналов. Потенциал идентификации П1 разрешает сравнение кодов имен, поступающих одновременно по вертикальным и горизонтальным шинам. Сравнение кодов производится в узле сравнения и управляется сигналом с выхода узла памяти, характеризующего состояние ЯК. В результате сравнения ячейки, обнаружившие равенство кодов, поступивших на их входы, перейдут в активное состояние и подготовят дуплексный канал к передаче информации в произвольном направлении. Выбор направления передачи сообщения осуществляется потенциалами П2 и П3. Если же на входы ЯК поступили неодинаковые имена, то дуплексный канал связи остается заблокированным [4].
Генератор имени представляет собой устройство, позволяющее в определенный момент времени подавать на соответствующий вход идентификации ЯК имя выходной линии коммутационного блока, к которой подключена данная ЯК.
Имя выходной линии представляет собой уникальную для КБ двоичную последовательность сигналов.
Счетчик разрядов преобразовывает тактовые импульсы в двоичный код, а затем дешифратор преобразовывает их в десятичный код, тем самым осуществляя переключение начальных установок и перебор разрядов на ПЗУ. Постоянное запоминающее устройство хранит в своей памяти коды индивидуальных имен выходных линий КБ. Оно позволяет хранить и воспроизводить имена соответствующих выходных линий КБ, тем самым участвуя в процессе параллельной идентификации совместно с ЯК, закрепленными за этими выходными линиями.
Во время работы генератора имен, т. е. в режиме, когда счетчик разрядов совместно с дешифратором осуществляют перебор разрядов имен, ПЗУ подает на соответствующие выходы идентификации имена выходных линий КБ.
Коммутационное поле работает в двух режимах: режиме настройки и режиме передачи данных.
Сам принцип параллельной идентификации абонентов заключается в сравнении многоразрядных кодов в ЯК. В случае положительного результата происходит коммутация. В случае отрицательного результата, т. е. несоответствия многоразрядных кодов, коммутация произведена не будет.
В режиме настройки происходит передача управляющих сигналов для установления соединений между входным и выходным каскадами. Настройка происходит за три промежутка времени.
За первый передаются данные для входного КБ, при этом происходит настройка каналов коммутации в соответствии с полученными данными, путем сравнения с данными генератора имени.
За второй промежуток настройки передаются данные для промежуточного КБ через уже настроенный входной КБ.
После этого производится настройка выходного КБ через уже настроенные входной и промежуточный блоки.
В режиме передачи данных система по настроенным каналам передает данные от соответствующего входа входного блока через промежуточный блок к соответствующему выходу выходного блока.
Параллельным идентификатором является совокупность имен промежуточных линий канала связи, т. е. многоразрядные коды всех промежуточных линий по пути следования информации от входа к выходу. Кроме того, параллельный идентификатор также присваивается конкретному каналу связи до его коммутации. Этот процесс происходит во внешнем устройстве по отношению к коммутационному полю [3].
Заключение
В результате внедрения метода параллельной идентификации каналов связи значительно сокращается время настройки КС. В известных методах поиск каналов связи производится последовательно для каждого входа и время поиска всех каналов связи составляет Гпосл = 2ЫН, где к - количество каскадов в КС [4]. При использовании метода параллельной идентификации каналов связи осуществляется одновременный поиск всех К каналов связи, соединяющих N входов с К выходами. Время на идентификацию всех каналов связи будет равно времени прохождения через КС команды связи. Минимальная разрядность команды связи равна сумме минимальных разрядностей имен, образующих эту команду. Минимальная разрядность имен для выходного каскада составит log2Q для промежуточного log2x и для входного - log2(N/X). Таким образом, время идентификации каналов связи составляет Тпар = ^2(0^. Следовательно, коэффициент уменьшения времени поиска каналов связи будет равен:
К _ 2 Ж
Кум_ ^2 №) . ()
Формула (1) показывает изменение коэффициента уменьшения времени поиска каналов связи в зависимости от изменения числа N входов системы и числа Q КБ в промежуточном каскаде. Из формулы видно, что с ростом Q коэффициент Кум уменьшается незначительно и в то же время с ростом N коэффициент уменьшения времени резко растет. Таким образом, чем больше входов в системе, тем больший выигрыш во времени настройки дает метод параллельной идентификации каналов связи.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. БаркунМ. А., Ходасевич О. Р. Цифровые системы синхронной коммутации: Учеб. пособие для вузов. -М.: Эко-Трендз, 2001. - 192 с.
2. Жила В. В., Барабанова Е. А., Мальцева Н. С. Интеллектуальный оптический мультиплексор сети SDH // ММТТ-19: Сб. тр. 19 Междунар. науч. конф.: В 10 т. Т. 8. - Воронеж: ВГТА, 2006. - С. 158-160.
3. Жидоусова Н. С., Жила В. В. Разработка быстродействующего коммутатора для сетей передачи данных // Наука: поиск-2005: Сб. науч. ст.: В 2 т. Т. 2. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. - С. 200-202.
4. Жила В. В. Метод параллельного распределения соединений в трёхкаскадной неблокирующей коммутационной системе // Многопроцессорные вычислительные структуры. - Таганрог: ТРТИ, 1982. -Вып. 4 (13). - С. 132-138.
Получено 1.10.2006
APPLICATION OF THE METHOD OF PARALLEL IDENTIFICATION OF FREE COMMUNICATION CHANNELS OF SWITCHING SYSTEMS
N. S. Maltseva
The purpose of the work is to increase a speed of switching system at a stage of adjustment. The object of the research is the multicascade switching system with parallel identification of communication channels. As a method of increase of speed of switching systems adjustment, the method of parallel identification of free communication channels is chosen. The decision allowing to carry out process of parallel adjustment of communication channels on a background of transfer of the information is offered. Owing to this advantage time of adjustment of switching system is essentially reduced.
