NO870542L - Datanettverk. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et synkronisert datanettverk og en anordning som opprettholder synkroniseringen av datanettverket i tilfelle det oppstår svikt i visse kompo-nenter i nettverket.

Vellykket overføring av data over datakjeder er avhengig av at man holder begge ender av kjeden synkronisert. Svikt i klokkekilder eller datalinjer kan føre til at nettverket "løper fritt" eller endt felt kan bli tidsstyrt av en klokkekilde som ikke er synkronisert i forhold til klokke-kilden ved et annet felt.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til et datanettverk som vil bli holdt synkronisert, også om noen av komponentene i nettverket skulle svikte.

I henhold til dette er man kommet frem til et datanettverk omfattende en rekke multiplexere som er forbundet med hverandre med datakjeder, en rekke klokkekilder, og en rekke klokkevelgere, der hver klokkevelger er tilknyttet en av multiplexerene, og der finnes anordninger til frembringelse av et eller flere prøvesignaler med klokkevelgerene innrettet til å motta et eller flere av prøvesignalene, bestemme tilstedeværelse eller ikke av disse signaler, for å fastslå tilstanden for et eller flere av de innkommende signaler, valg av et klokkesignal i på forhånd bestemt hierarkisk orden og tilføre dette klokkesignal til den tilhørende multiplekser eller, som et alternativ, å stille inn den tilhørende multiplexer til Slave for Mottak modus, hvori den tilhørende multiplexer tar innkommende klokkeksignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde.

Prøvesignalene kan mottas enten direkte fra en klokkekilde eller fra en fjerntliggende multiplexer, for å fastslå tilstanden av den mellomliggende datakjede. I noen tilfeller vil derfor prøven angå tilstanden av datanettverket, i stedet for å være en direkte prøve vedrørende et innkommende klokkesignal. Klokkevelgeren eller klokkevelgerene kan med fordel være innrettet til å stille sine tilhørende multiplexere til Slave for Mottak modus ved fravær av alle det eller de nevnte prøvesignaler.

Minst en klokkevelger er fortrinnsvis forsynt med en eller flere hjelpeklokkekilder, mens den minst ene klokkevelger er innrettet til å tilføre klokkeksignaler fra en av den ene eller flere hjelpeklokkekilder til den tilhørende multiplexer ved fravær av innkommende klokkesignaler fra alle de andre multiplexere.

Klokkekildene er fortrinnsvis synkronisert med hverandre. Dette gjør det mulig for fjerne multiplexere å bli synkronisert fra deres egen lokale synkroniserte klokkekilde, i motsetning til fra en enkelt hovedklokke.

Oppfinnelsen består videre i et datanettverk som har en rekke multiplexere koblet til hverandre med datakjeder, en rekke klokkekilder, anordninger til frembringelse av ett eller flere prøvesignaler, og en rekke klokkevelgere, der hver klokkevelger er tilsluttet en av multiplexerene, og omfattende klokkeinngangs-anordninger ved hjelp av hvilke ett eller flere klokkeksignaler blir inngang til klokkevelgeren, prøveinngangsanordninger, med hvilke ett eller flere prøve-signaler blir til inngang for klokkevelgeren, en prøveenhet for bestemmelse av tilstedeværelse eller ikke av det ene eller de flere prøvesignaler og venderanordninger for valg av ett klokkesignal i en på forhånd bestemt hierarkisk orden, med tilførsel av det nevnte klokkesignal til dets tilhørende multiplexer eller, som et alternativ, innstilling av dets tilhørende multiplexer til Slave til Mottak modus, hvori den tilhørende multiplexer tar innkommende klokkesignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde, hvilke venderanordninger påvirkes av signaler fra prøveenheten. Anordningen til frembringelse av ett eller flere prøvesig-naler omfatter fortrinnsvis en eller flere av multiplexerene. På denne måte vil svikt i en fjerntliggende multiplexer eller den mellomliggende datakjede bevirke et fravær av et prøve-signal, noe som starter opp en eller flere av klokkevelgerene.

Oppfinnelsen består videre i en klokkevelger som er innrettet til å bli tilknyttet en multiplexer og har klokkeinngangsa-nordning ved hjelp av hvilken et eller flere klokkesignaler kommer som inngang til klokkevelgeren, en prøveenhet for bestemmelse av tilstedeværelse eller ikke av de nevnte ett eller flere prøvesignaler og venderanordninger for valg av et klokkesignal i hierarkisk orden med tilførsel av klokkesignalet til den tilhørende multiplexer eller, som et alternativ, innstilling av den tilhørende multiplexer til Slave til Mottak modus, hvilke venderanordninger blir påvirket av signaler fra prøveenheten. Prøveenheten kan med fordel, ved fravær av prøvesignal eller prøvesignaler sende et signal for å bringe venderanordningen til å stille inn den tilhørende multiplexer på Slave til Mottak modus. Oppfinnelsen ligger videre i et datanettverk innbefattende en klokkevelger som tidligere beskrevet.

Dessuten er man ved oppfinnelsen kommet frem til en fremgangsmåte til valg av klokkekilde for en multiplexer i et datanettverk, omfattende en rekke multiplexere som er forbundet med hverandre med datakjeder, der fremgangsmåten innbefatter følgende trinn: Sending av et eller flere prøvesignaler fra en multiplexer til en annen, bestemmelse av tilstedeværelse eller fravær av innkommende prøvesignaler ved en bestemt multiplexer, og avhengig av tilstedeværelse eller fravær av et eller flere prøvesignaler, valg av et klokkesignal i en på forhånd bestemt hierarkisk orden og fremføring av dette til den nevnte bestemtemultiplexer, eller som et alternativ, innstilling av den bestemte multiplexer til Slave til Mottak modus, der den tar innkommende klokkesignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde. Den bestemte multiplexer blir fortrinnsvis stilt inn på Slave til Mottak modus ved fravær av et hvilket som helst prøvesignaler eller prøvesignaler ved multiplexeren.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Figur 1 er et skjematisk diagram for et datanettverk i henhold til oppfinnelsen,

figur 2 er et skjematisk diagram for en klokkevelger i henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen,

figurene 3 til 7 er skjematiske diagrammer for datanettverket på figur 1 under forskjellige arbeidsforhold,

figur 8 er et skjematisk diagram for et datanettverk i henhold til oppfinnelsen, der nettverket innbefatter en rekke synkroniserte klokkekilder og

figur 9 er et koblingsskjema for klokkevelgeren på figur 2.

På figur 1 er det vist et datanettverk som omfatter multiplexere M/X(A) til M/X(F), M/X(A) og M/X(C) i feltet X, M/X(B) og M/X(E) i feltet Y og M/X(D) og M/X(F) i feltet Z. Høyhastighets-aggregatdata-kjeder forbinder de tre felt med kjeden 1 mellom feltene X og Y, kjeden 2 mellom feltene X og Z og kjeden 3 mellom feltene Y og Z.

Hver multiplexer har en tilhørende klokkevelgerkrets CS(A) til CS(F). Ved feltet X finnes det tre synkroniserende masterklokker MC(1), MC(2) og MC(3) og klokkene fører synkroniseringssignalet samtidig til klokkevelgere CS(A) og CS(C). To hjelpemasterklokker AMC(l) og AMC(2) finnes i feltet Y for å mate klokkevelgeren CS(E) via en ELLER/OG port som er vist generelt ved 4.

Som vist på figur 2, har hver klokkevelgerkrets innganger 1^, lg og I3, prøveinnganger T]_, T2og T3og en utgang som sender signaler til den tilhørende multiplexer. Generelt sett sender klokkevelgeren til multiplexeren signaler fra en av sine innganger 1^, lg eller I3avhengig av tilstedeværelse av et signal ved den respektive prøveinngang. Ved fravær at signaler ved en hvilken som helst av prøveinngangene , T2eller T3stiller klokkevelgerkretsen multiplexeren i Slave til Mottak modus under hvilken innkommende synkroniserings-klokkesignaler fra en fjerntliggende multiplexer benyttes som tidsstyrekilde for multiplexeren.

Den normale drift av datanettverket er vist på figur 3. Et klokkesignal fra klokken MC(1) er inngang til CS(A) ved inngangen 1^og en prøvesignalinngang til . Påvisning av tilstedeværelse av et signal ved T^fører til at klokkevelgeren sender klokkesignaler til M/X(A), hvilke signaler sendes langs kanalen 1 mellom M/X(A) og M/X(B) via aggregatdatakjeden 1. Kanalen 1 for M/X(B) benyttes som prøveinngang T3for CS(E). Ved påvisning av et signal ved T3, CS(E) anvender inngangen I3, som er klokkesignalet fra MC(1), idet det kommer fra M/X(B) som virker som synkroniseringsklokke for M/X(E). På samme måte blir klokkesignalet overført gjennom kanalen 1 mellom M/X(E) og M/X(F) via linjen 3, ført til M/X(D) gjennom klokkevelgeren CS(D) og videre til M/X(C) via linjen 2. På denne måte blir overføring av data gjennom nettverket i en retning hele tiden synkronisert fra en enkel masterklokke MC(l).

Den samme masterklokke benyttes for å synkronisere dataover-føringer i den motsatte retning ved å mate signalet fra MC(1) til M/X(C) via dens klokkevelgerkrets CS(C). Disse signaler føres mellom multiplexerene på kanal 2 og igjen benyttet som en prøveinngang til klokkevelgerene CS(F) og CS(B). Hele datanettverket blir synkronisert fra en enkel klokkekilde som vist på figur 3, der pilene viser hvorledes de synkroniserende klokkeksignaler sendes rundt kretsen.

Hvis av en eller annen grunn MC(1) skulle svikte, vil man ikke ha noe signal ved prøveinngangen T^for CS(A) og CS(C). Hvis et signal finnes ved T2, , vil imidlerltid de to klokke-velgerkretser sende til de tilhørende multiplexere signalet fra MC(2) til inngang I2. Selv om MC(1) og MC(2) ikke nødvendigvis er nøyaktig synkronisert, vil hele nettverket nu være synkronisert fra MC(2), og nettverket forblir synkronisert. Skulle masterklokken MC(2) også svinkte, vil klokkevelgerkretsene CS(A) og CS(C) velge MC(3) som synkroniseringsklokke for datanettverket.

I det lite tenkelige tilfelle at alle tre masterklokker skulle svikte, vil en hjelpeklokkekilde som finnes i et annet felt, bli koblet inn for å synkronisere datanettverket. Da masterklokkene MC(1) til MC(3) avgir signalet til kanalene 1 og 2, ville det hvis alle tre svikter samtidig, ikke bli noe signal ved inngangene til ELLER porten 5 ved feltet Y. ELLER/OG porten 4 vil dermed koble inn hjelpeklokken AMC(l). En andre hjelpeklokke AMC(2) finnes som støtte for AMC(l).

Når CS(A) og CS(C) ikke har noe signal ved noen av deres prøveinnganger , T2eller T3, vil de koble deres tilhørende multiplexere M/X(A) og M/X(C) til Slave til Mottak modus. Hele nettverket vil derfor nu være synkronisert fra AMC(l) i feltet Y, som vist på figur 4.

Synkronisering av nettverket ved feil i en eller flere av aggregatdatakjedene 1, 2 og 3 vil nu bli omhandlet. Figur 5 viser nettverket med svikt i kjeden 3. På grunn av svikten i kjeden 3 vil det signal som normalt finnes på kanal 2 for M/X(E) mangle. Dermed vil det heller ikke være noe signal på linjen 6 ved T3i CS(B). Siden CS(B) ikke har noen støttende klokkekilder, vil den stille M/X(B) til Slave til Mottak og klokkesignalene som mottas fra M/X(A) vil dermed bli ført tilbake som vist ved 7. På samme måte vil fravær av en høy verdi på kanal 1 fra M/X(F) føre til at CS(D) stiller M/X(D) til Slave til Mottak som vist ved 8. Selv om feltene Y og Z midlertidig er ute av stand til å kommunisere direkte, vil dermed forbindelsene mellom feltet X og de andre felt bli opprettholdt siden nettverket fremdeles synkroniseres fra MC(1). Ved gjenopprettelse av aggregatdatakjeden 3, vil signalene ved T3på CS(B) og CS(D) bli gjenopptatt og nettverket vil gå tilbake til den drift som er vist på figur 3.

Situasjonen ved svikt i aggregatdatakjeden 1, er gjengitt på figur 6. Ved svikt i kjeden 1 vil man ikke ha noe signal fra kanal 1 til M/X(B) på linje 9 for inngangen T3i CS(E). Imidlertid vil hjelpemasterklokkene AMC(l) og AMC(2) ikke bli koblet inn fordi signalet på kanal 2 fra M/X(E), som fåes fra feltet Z vil sperre ELLER/OG porten 4. Derfor vil klokkevelgeren CS(E) stille M/X(E) til Slave til Mottak somm vist ved 10 på figur 6, og forbindelsene mellom feltene X og Z og feltene Y og Z kan fortsette ubrutt. En lignende situasjon har man hvis kjeden 2 svikter, idet CS(F) da stiller M/X(F) til Slave til Mottak for å føre tilbake de klokkesignaler som mottas fra M/X(E) ved feltet Y.

I tilfelle svikt i hvilke som helst to av de tre aggregat-datakjeder, vil synkronisert forbindelse fortsette langs den kjede som fortsatt er i drift. Skulle både kjeden 1 og 2 svikte og derved isolere masterklokkene ved feltet X, vil hjelpemasterklokkene ved feltet Y bli tatt i bruk av ELLER/OG porten 4, som beskrevet tidligere. Denne situasjon er gjengitt på figur 7.

Man vil se at ved svikt i synkron!seringsklokkene eller datakjedene, vil de deler av kretsen som fremdeles er i drift fremdeles være synkronisert med hverandre ved hjelp av den selektive omkobling av klokkevelgerkretsene. Synkronisering av datanettverket blir noe forenklet hvis klokkekildene selv er synkroniserte kilder som de fra British Telecom's digitale datalinjer som er kjent som Kilostream. Et datanettverk som innbefatter Kilostream klokkekilder, er vist på figur 8. I stedet for masterklokkene MC(1) etc. og hjelpeklokkene AMC(l) etc, er Kilostream klokkene innganger til klokkevelgerkretsene. Som støtter i det lite tenkelige tilfelle at begge Kilostreamkilder svikter ved en klokkevelger, vil den tredje inngang I3motta en klokkeinngang fra en tilstøtende multiplexer.

I stedet for at alle multiplexere synkroniseres fra en masterklokke, synkroniserer hvert felt med Kilostreamkilder sine multiplexere derfra. Skulle et felt ikke ennu være forsynt med Kilostreamkilder som vist ved feltet Z på figur 8, blir en synkroniserende klokkekilde fra et annet felt tatt i bruk som beskrevet i detalj tidligere under henvisning til figurene 3 til 7. Hvis det skulle oppstå svikt i en datakjede eller en lokal Kilostreamkilde, vil klokkevelgerkretsen velge en alternativ Kilostreamkilde, avhengig av tilstedeværelse av et signal ved dennes prøveinnganger, eller hvis ingen kilde er tilgjengelig, stille inn den tilhørende multiplexer på Slave til Mottak nøyaktig som beskrevet tidligere.

En typisk klokkevelgerkrets er vist på figur 9. Prøveinn-ganger Ti, T2og T3mates til en koblingsbrikke 20 via en logisk krets som er vist generelt ved 25. Avhengig av signalene som mottas ved inngangene S^ , Sg, S3og S4, betjener brikken 20 en hvilken som helst av venderene 21, 22, 23 eller 24. Venderene 21 til 23 kobler klokkekilder MC(1), MC(2) og MC(3) til en utgangslinje 26 som fører til en multiplexer M/X. Venderen 24 kobler til utgangslinjen 26 signaler fra klokken, mottatt ved multiplexeren over aggregatdatakjeden, hensiktsmessig modifisert med en delekrets som er vist generelt ved 27. Dette er Slave til Mottak valget for klokkevelgeren.

Ved inngangen til den logiske krets 25 finnes det valgbare forsinkelseskretser 50 som bare overfører forandringer i prøvesignalene T^ , Tg og T3hvis de varer i mer enn en påforhånd bestemt tid. Dette hindrer uønsket utløsning av klokkevelgere ved øyeblikkelig tap av de frembragte prøve-signaler, ikke ved svikt i et klokkesignal, men ved for-holdsvis harmløse, midlertidige virkninger så som bitkorrup-sjon. Den logiske krets omfatter nivåomformere 28 som også virker som invertere, slik at fravær av et signal ved en bestemt prøveinngang frembringer en høy verdi ved utgangen fra dens bestemte nivåomformer 28, for å utløse en ELLER port 29, slik at en alarm 30 settes igang og også for å koble ut den rette av en rekke avlesningslamper 31.

Fra nivåomformeren 28 blir prøveinngangen T^koblet direkte til S^i brikken 20, mens inngangen Tg føres gjennom en ytterligere inverter 32 og en NOG port 33 før den rekker frem til inngangen Sg. På lignende måte passerer T3gjennom inverteren 34 og NOG porten 35, før den når frem til S3, mens inngangen S4kobles til utgangen fra en ytterligere NOG port 36, der inngangene til denne er inngangene S^, Sg og S3.

Brikken 20 betjener en vender når den ser et lavt signal ved en av sine innganger S^til S4. Hvis derfor prøve inngangen T-L er høy på grunn av at MC(1) er i drift, vil signalet S^ha lav verdi på grunn av nivåomf ormeren 28 og venderen 21 vil føre MC(1) til multiplexeren M/X. På grunn av tilstede-værelsen av et lavt signal ved S^vil samtidig utgangen fra NOG portene 33, 35 og 36 være høy og holde venderene 22, 23 og 24 i åpen tilstand.

Skulle MC(1) svikte, vil utgangen T^være lav, inngangen S^vil være høy og venderen 21 vil åpne. Under forutsetning av at Tg er høy, vil så alle innganger til NOG porten 33 være høy og bevirke at utgangen ved Sg kobler fra høy til lav, åpner venderen 22 og kobler MC(2) til utgangslinjen 26. Hvis man ikke har noe signal hverken ved T^eller Tg, vil på samme måte venderen 23 lukke og koble inn MC(3).

Et lavt signal ved alle prøveinnganger T^_, Tg og T3vil bevirke at alle innganger til NOG porten 36 vil være høy, noe som fører til at venderen 24 lukker og kobler aggregat-mottakklokken fra multiplexeren M/X til utgangslinjen 26 via delekretsene 27. I denne tilstand er multiplexeren M/X stilt inn på Slave til Mottak.

Klokkevelgerkretsen på figur 9 er istand til å veksle mellom klokkekildene på mindre enn 500 nanosekunder. Selv om klokkekildene MC(1) til MC(3) ikke behøver være i synkronisering med hverandre, betyr slik hurtig omkobling at synkroniseringen av datanettverket opprettholdes med bare minimale avbrudd i de data som sendes.

Selv om de datanettverk som her er beskrevet har vært trekantede nettverk, skulle det være klart for fagfolk på området at nettverket kan utvides ved å tilføye ytterligere trekantede nettverk. Selv om klokkevelgere her er beskrevet med tre innnganger, vil det på samme måte lett sees at velgere som er istand til å behandle et større antall innganger, lett kan bygges opp.

til Slave til Mottak som vist ved 8.

Claims (11)

1. Datanettverk omfattende en flerhet av multiplexere forbundet med hverandre med datakjeder, og et antall klokkekilder, karakterisert ved anordninger til frembringelse av et eller flere prøvesignaler og ved at det finnes en flerhet av klokkevelgere, der hver klokkevelger er tilsluttet en av multiplexerene, og innrettet til å motta et eller flere av prøvesignalene, bestemme tilstedeværelse eller fravær av prøvesignaler for å fastslå tilstanden av et eller flere innkommende klokkesignaler, velge et klokkesignal i på forhånd bestemt hierarkisk orden og føre dette klokkesignal til den tilhørende multiplexer eller, som et alternativ, stille inn dens tilhørende multiplexer til Slave til Mottak modus, hvori den tilhørende multiplexer tar innkommende klokkesignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde.

2. Datanettverk som angitt i krav 1, karakterisert ved at en eller flere klokkevelgere er innrettet til å stille deres tilhørende multiplexere i Slave til Mottak modus hvis ingen av det ene eller flere prøvesignaler som mottas av den ene eller flere klokkevelgere er tilstede.

3. Datanettverk som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at minst en klokkevelger er forsynt med en eller flere hjelpeklokkekilder, at minst en klokkevelger er innrettet til å føreklokkesignaler fra en av den ene eller flere hjelpeklokkekilder til dens tilhørende multiplexer ved fravær av innkommende klokkesignaler fra alle de andre multiplexere.

4. Datanettverk som angitt i kravene 1 til 3, karakterisert ved at klokkekildene er synkronisert med hverandre.

5. Datanettverk omfattende en rekke multiplexere som er forbundet med hverandre med datakjeder, og et antall klokkekilder, karakterisert ved at det finnes anordninger til frembringelse av et eller flere prøvesig-naler, en flerhet av klokkevelgere, der hverklokkevelger er tilsluttet en av multiplexerene og omfatter klokkeinngangs-anordninger ved hjelp av hvilke et eller flere klokkesignaler danner inngang til klokkevelgeren, prøveinngangsanordninger ved på hvilke et eller flere prøvesignaler blir inngang til klokkevelgeren, en prøveenhet for bestemmelse av tilstedeværelse eller fravær av et eller flere prøvesignaler og venderanordninger for valg av et klokkesignal i på forhånd bestemt hierarkisk orden og for tilførsel av dette klokkesignal til dens tilhørende multiplexer eller, som et alternativ, innstilling av den tilhørende multiplexer i Slave til Mottak modus, hvori den tilhørende multiplexer tar innkommende klokkesignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde, idet venderanordningene påvirkes av signaler fra prøveenheten.

6. Datanettverk som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at anordningene tilfrembringelse av et eller flere prøvesignaler omfatter en eller flere av multiplexerene.

7. Klokkevelger beregnet på å bli tilknyttet en multiplexer, karakterisert ved at den innbefatter klokkeinngangsanordninger ved hjelp av hvilke et eller flere klokkesignaler føres som inngang til klokkevelgere, prøve-inngangsanordninger ved hjelp av hvilke et eller flere prøvesignaler danner inngang til klokkevelgeren, en prøve-enhet for bestemmelse av tilstedeværelse eller fravær av et eller flere prøvesignaler og venderanordninger for valg av et klokkesignal i på forhånd bestemt hierarkisk orden og for tilførsel av klokkesignalet til den tilhørende multiplexer eller, som et alternativ, innstilling av den tilhørende multiplexer i Slave til Mottak modus, idet venderanordningene blir påvirket av signaler fra prøveenheten.

8. Klokkevelger som angitt i krav 7, karakterisert ved at prøveenheten, ved fravær av alle prøve-signaler, sender et signal for å påvirke venderanordningen til å stille den tilhørende multiplexer i Slave til Mottak modus.

9. Datanettverk innbefattende en klokkevelger som angitt i krav 7 eller 8.

10. Fremgangsmåte til valg av en klokkekilde for en multiplexer i et datanettverk, omfattende en flerhet av multiplexere forbundet med hverandre med datakjeder, karakterisert ved sending av et eller flere prøvesig-naler fra en multiplexer til en annen, bestemmelse av tilstedeværelse eller fravær av innkommende prøvesignaler ved en bestemt multiplexer og, avhengig av nærvær eller fravær av det ene eller flere prøvesignaler, valg av et klokkesignal i på forhånd bestemt hierarkisk orden og tilførsel av dette til den nevnte bestemt multiplexer eller, som et alternativ, innstilling av den bestemte multiplexer i Slave til Mottak modus, i hvilken den tar innkommende klokkesignaler fra en av de andre multiplexere som sin tidsstyrekilde.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at den bestemte multiplexer blir stilt i Slave til Mottak modus ved fravær av et hvilket som helst av prøvesignalet eller prøvesignalene ved denne.