Спосіб автоматизованої цифрової багатопрограмної мультисигнальної комутації з почерговою буферизацією сигналів

Реферат: Винахід належить до області зв'язку, телевізійних, відео- та комп'ютерних мереж, систем спостереження. Спосіб автоматизованої цифровий багатопрограмної мультисигнальної комутації з почерговою буферизацією аналогових або цифрових вхідних сигналів з пакетною, тобто періодично-дискретною структурою, забезпечує групове синхронізоване перемикання аналогових або цифрових сигналів від збільшеної кількості джерел, коли можливість попередньої синхронізації джерел сигналів відсутня та полягає у об'єднанні множин ознак: сигналів телеканалів, сторонніх відрізків телепрограм, моментів відокремлених стартів кожного з відрізків, територій мовлення, замовників врізок-комутацій, власників прав на телеканали й т.п. Технічним результатом, що досягається, є збереження цілісності вихідного сигналу, підвищення надійності та зменшення собівартості. UA 103317 C2 (12) UA 103317 C2 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі телекомунікаційної техніки і може бути використаним при побудові пристроїв синхронізованої у реальному часі комутації аналогових або цифрових вхідних сигналів з пакетною, тобто періодично-дискретною структурою. Такий тип сигналів використовується в галузі зв'язку, в телевізійних та відео мережах, системах спостереження та комп'ютерних мережах реального часу і т. ін. Всі терміни та поняття, які не є загальновживаними, зведено в окремий словник та розміщено в завершальній частині опису. Розглядаються вхідні сигнали, в кожному з яких моменти початку руху пакетів відбувалися за випадковим принципом. Тобто, початок існування цих сигналів не синхронізований. Така ситуація відбувається, якщо, наприклад, користувачі вмикають несинхронізовані джерела сигналів в різні моменти часу. А рух пакетів в кожному із вхідних сигналів має постійні характеристики. У винаході розглядається ситуація, коли під час перемикання з сигналу на сигнал критичною є цілісність пакетів вхідного сигналу, адже кожного разу при несинхронізованому перемиканні руйнуються перші пакети увімкненого сигналу. Типовими прикладами є вихідний сигнал з відеокамери, VGA-сигнал комп'ютера чи сигнал телевізійного мовлення, в яких пакетом є відеокадр. Руйнування відеокадрів під час перемикання таких сигналів є явищем неприпустимим. Існує відомий спосіб синхронізації, який полягає в тому, що завдяки одночасній цифровій буферизації пакетів всіх вхідних сигналів синхронізуються моменти початку руху пакету вхідних аналогових або цифрових сигналів, а після цього за час паузи (під час так званого "зворотного ходу променя"), тобто переходу на наступний пакет, забезпечується синхронізоване перемикання. На згаданому принципі побудовано відомі пристрої для комутації відеосигналів широко відомі комутуючі відеопульти від компаній "Соні" (як наприклад, модель DFS-700), "Панасонік" (модель МХ-70), "Teleview" (модель DSC 655) чи пульти від фірми "Датавідео". Проте всі вони мають один суттєвий недолік - обмежену кількість вхідних сигналів, що підлягають комутації. Адже у цьому відомому способі існує лінійний зв'язок між кількістю вхідних сигналів і собівартістю синхронізації. А також відсутність багатокористувацької схеми комутації. Проте, в деяких загаданих мікшерських пультах, наприклад, в пульті "Панасонік" (модель МХ-70) впроваджено інший різновид класичного способу цифрової синхронізації, який є більш економічно доцільним - два колективних буфери пам'яті на всю множину вхідних сигналів та так звану ручну реєстрацію на вході вільного буфера вибраного вхідного сигналу задля його подальшої синхронізації. Але у такий спосіб користувач змушений робити зайву дію - натискати на клавіатурі комутатора спочатку реєструючу клавішу, а вже після завершення часу реєстрації натискати клавішу перемикання. І хоча цей принцип здешевлює пристрій, однак таке здешевлення призводить до значного підвищення інертності системи, коли істотно обмежуються можливості користувача при створенні результуючих програм у реальному часі. Це відбувається з двох причин. По-перше, клавіша реєстрації та клавіша перемикання - це різні клавіші. І їх встановлено в різних локаціях комутуючого пристрою. А по-друге, реєстрація вхідного сигналу на буферизацію відбувається шляхом натискання тієї чи іншої клавіші з різних груп клавіш. І спочатку користувач змушений вибирати по черзі саме групу. І хоча груп всього лише дві, користувач щоразу змушений робити додатковий вибір. А вже в межах групи здійснювати вибір клавіші з потрібним джерелом сигналу. Причини описаних проблем спрощеної ручної буферизації - не в поганій ергономіці пристрою, а в застарілому принципі організації управління пультом. Зайві рухи накопичуються в свідомості користувача. І це призводить до його передчасної втоми. Та значного збільшення кількості помилок, коли опрацьовується збільшена кількість вхідних сигналів - більше 10. Тому на згаданому різновиді відомого способу синхронізації професійні комутатори та мікшери зі збільшеним числом входів (більше 10) не випускаються. А це суттєво обмежує потреби користувачів. Прототипом способу, що заявляється, є спосіб комутації від Набуки Нурокамі, описаний в його патенті США № US 2009/0109334A1 від 30.04.09. Тут також одержано новий технічний результат, який полягає в синхронізованій комутації необмеженої кількості попередньо несинхронізованих джерел. Але саме синхронізація відбувається тут із суттєвою відмінністю завдяки втраті одного-двух пакетів з сигналу. Адже зсув проміжку часу, на який відрізняються сигнали один відносно іншого, компенсується тут завдяки заміні декількох несинхронізованих пакетів чужорідними - наприклад, чорними полями. Але це призводить до втрати цілісності вихідного сигналу. І у випадку, наприклад, вхідного видеосигналу такий спосіб є неприйнятним. Заявникам також відомий спосіб автоматизованої цифрової комутації, заснований на вибірковій автоматизованій реєстрації. Але цей спосіб вирішує технічну задачу автоматизованої комутації з використанням іншого принципу маніпулювання сигналами. І має більш високу вартість. 1 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Хоча всі зазначені системи мають означені недоліки, своїм існуванням вони доводять можливість реалізувати спосіб, що заявляється. Ці відомі системи істотно відрізняються принципами побудови і підходами до управління сигналами як один від одного, так і від способу, що заявляється. Але ці значні відмінності ніяк не зменшують можливість реалізувати заявлений спосіб. І ніяк не впливають на мету винаходу. Задачею винаходу є розробка альтернативного способу автоматизованої цифрової комутації, який забезпечує автоматизоване синхронізоване перемикання аналогових чи цифрових сигналів від збільшеної кількості попередньо не синхронізованих джерел. Причому так, щоб цілісність вихідного сигналу при цьому не пошкоджувалася, тобто, в структурі вихідного сигналу не було жодних чужорідних пакетів, які не передбачені потребами користувача. Спосіб, що заявляється, передбачає почергову незалежну буферизацію вхідних сигналів, коли процес буферизації здійснюється постійно циклічно з деяким кроком часу - або мінімально можливим, або навпаки - максимальним. Причому, процес такої буферизації не залежить від вибору користувачем номера вхідного сигналу. Це істотно спрощує (і тим самим - підвищує надійність роботи й знижує вартість) систему автоматизованого управління комутацією. Відмінність такого способу полягає в тому, що синхронізована комутація вхідних сигналів здійснюється завдяки почерговий оцифровці аналогових сигналів і почерговий буферизації цифрових сигналів. А також в тому, що в кожний момент на одному тракті, тобто під час комутації однієї групи відрізків сигналів - однієї програми, відбувається буферизация лише двох вхідних сигналів. Тому їхня синхронізація здійснюється лише один відносно іншого. Але не вибірково, а постійно - по циклу. І лише на певний, керований користувачем проміжок часу, що теоретично може бути або дуже коротким - перевищувати тривалість одного пакета вхідного сигналу не більш ніж в 2-3 рази, або нескінченним. А саме перемикання здійснюється тоді, коли в циклі черговості наступає збіг номера вхідного сигналу, що буферизується, а значить і що синхронізується, із номером замовленого сигналу на клавіатурі. У такому окремому випадку цей проміжок часу приймає випадкову величину. І може тривати від мінімально 3-4-х пакетів, коли одразу ж випадково збігається номер замовленого сигналу і номер того, що знов буферизується, до добутку часу тривалості черги на 2, адже 2-а пакети - це теоретично мінімальний час буферизації. Після завершення перемикання буферизация програмного сигналу, тобто того, з якого відбулося перемикання на знов замовлений вхідний сигнал, припиняється. А цей буфер пам'яті вивільняється. І черга буферизації інших вхідних сигналів починається вже в цьому вивільненому буфері пам'яті. Причому черговість буферизації починається з будь-якого вхідного сигналу, залежно від того, як передбачено в автоматизованій системі управління комутацією. Наприклад з того, котрий має порядковий номер, що є наступним за номером знов вибраного вхідного сигналу. Або із вхідного сигналу, що має перший порядковий номер. У цей момент базовим для синхронізації вже стає тільки що увімкнений вхідний сигнал - тобто той, до якого підійшла черга синхронізації. Отже спосіб, що заявляється, має значні переваги у порівнянні з відомими. Адже він має спрощену логіку управління, а значить - більш високу надійність. І меншу вартість. Це технічне рішення підтримує збільшену загальну кількості вхідних сигналів у порівнянні з відомим способом ручної буферизації. Теоретично число вхідних сигналів обмежується відношенням часу черги синхронізації від попереднього до вибраного синхронізоваого вхідного сигналу, і середнім часом тривалості відрізка вибраних сигналів у програмі. Якщо таке співвідношення для користувача не є критичним, число вхідних сигналів відповідає критерію ціна/якість. При цьому спосіб, що заявляється, підтримує від мінімально двох вхідних сигналів до більше ніж 10, залежно від технології реалізації зазначеного способу. Експерименти показують, що оптимальне число вхідних сигналів перебуває у відрізку між 10-а і 20-а. Це означає, що процес почергової буферизації кожного вхідного сигналу може застосовуватися для комутації сигналів, коли час перемикання не є дуже критичним. Наприклад, при телевізійному моніторингу малодинамічних подій. Або тренажерному використанні способу. Спосіб, що заявляється, підтримує також і багатокористувацький режим комутації. Проте, основним обмеженням кількості розмножених сигналів є ціна процесу буферизації. Попередньо розмножуючи вхідні сигнали, користувач одночасно розмножує і пари буферів пам'яті для синхронізації, тому що на кожному програмному тракті багатокористувацький спосіб почергової синхронізації передбачає по 2 буфери пам'яті. Однак, з погляду ефективності спосіб, що заявляється, може бути у свою чергу розділеним на дві модифікації - з попереднім розмноженням вхідних сигналів і з розмноженням вже синхронізованих вхідних сигналів після буферизації. Статистичні експерименти показують, що 2 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для кількості користувачів, істотно меншої, ніж число вхідних сигналів, при синхронізації вхідних сигналів шляхом їх почерговій буферизації більш оптимальним є наступне розмноження вхідних сигналів. Тут слово "наступне" вживається у значенні терміну, який підкреслює ознаку, тобто, після процесу буферизації. Наприклад, для 5-ти паралельно працюючих користувачів, якщо число вхідних сигналів - до 20-ти, наступне розмноження дозволяє більш ефективно побудувати черговість буферизації. І виділити 4-й незалежні групи черги. Наступне розмноження, тобто розмноження після синхронізації передбачає те, що кожна пара користувацьких буферів відпрацьовує тільки свою частину циклу почергової синхронізації у своїй групі - синхронізує тільки свою виділену групу вхідних сигналів. Отже, сукупність всіх буферів пам'яті стає колективною. Наприклад, для 20-ти вхідних сигналів група становить по 4-й вхідні сигнали для 5-ти користувачів. Тоді ситуативно програмний буфер кожного з користувачів може бути також і синхронізуючим для іншого користувача. Така логіка управління дещо ускладнює програмний код системи автоматизованого управління. Однак знижує витрати на багатокористувацьку буферизацію. І, в порівнянні з попереднім розмноженням при послідовній буферизації, знижує середній час очікування перемикання. Якщо ж кількість користувачів незначно менше, дорівнює або перевищує число вхідних сигналів (як, наприклад, при використанні способу в режимі тренінгу групи режисерів-стажерів при незначному числі вхідних сигналів), ефективність різновиду способу, що заявляється, з почерговою буферизацією та наступним розмноженням стає максимально позитивною. Наприклад, при використанні 10-ти вхідних сигналів 10-100-и режисерами. При такій конфігурації спосіб, що заявляється, дозволяє, говорячи формально, використовувати цикл почерговий буферизації з нескінченно довгим часом черги. Тобто, по суті, установити кількість буферів, рівну числу вхідних сигналів - 10-ти буферів для даного приклада. Якщо цикл черги на буферизацію кожного вхідного сигналу встановити рівним нескінченності, це буде рівносильним, що на одному буфері пам'яті буде буферизуватися лише один вхідний сигнал. А це дасть можливість розмножити вже буферизовані, тобто, синхронізовані вхідні сигнали. Вони будуть придатними для будь-якої взаємної комутації. Тут під терміном "незначно менше" розуміється таке відхилення значень убік зменшення, компенсація якого в даних умовах шляхом додавання додаткових буферів пам'яті не тільки не знижує, а навіть підвищує ефективність. Наприклад, для 7-ми користувачів синхронізація 10-ти вхідних сигналів 10-ма буферами з наступним розмноженням уже синхронізованих вхідних сигналів більше ефективна, ніж наприклад, 8-ма буферами з одним виділеним колективним буфером і попереднім розмноженням вхідних сигналів згідно з запитами, якщо опрацьована подія є дуже динамічною. Якщо ж подія - малодинамічна, і носить лише навчальний характер, користувачем може бути вибрана сама малобюджетна схема. Ще одним різновидом способу, що заявляється, є багатопрограмна комутація значного числа попередньо несинхронізованих вхідних сигналів на сигнали від власних користувацьких керованих джерел - комп'ютерів, стриммерів, магнітофонів, флеш-магнітофонів і т.і., названих надалі "власними сигналами". При цьому спосіб дозволяє здійснити загальну попередню буферизацію теоретично необмеженої кількості всіх власних сигналів в одному загальному буфері або в групі буферів пам'яті. А також здійснити вибіркову буферизацію будь-якої послідовності груп власних сигналів. Ця дія може використовуватися для спрощення процесу управління синхронізованим стартом власного сигналу щодо синхроімпульсів будь-якого вхідного сигналу - процес буферизації істотно спрощує розділ системи автоматизованого управління, що відповідає за логічні операції управління синхронним стартом довільної (тобто, як завгодно складної) сукупності груп власних сигналів. Як показують експерименти, таке технічне рішення особливо ефективне у випадку потреби багаторазового старту одного власного сигналу для комутації з різними вхідними сигналами, однак не в той самий момент часу, що досягалося б розмноженням власного сигналу, а в різні, але близькі моменти комутації. І з різними, але близькими моментами старту. Ефективність буферизації обумовлює саме близькістю моментів старту і комутації, з одного боку, і високою імовірністю сталості такої ситуації, з іншого боку, що характерно, наприклад, для телевізійного розкладу мовлення, коли відрізки рекламних блоків дуже близькі один до одного на множині телеканалів в усьому світі. Процес буферизації істотно підвищує гнучкість при формуванні довільного числа власних сигналів. І при підтримці довільних моментів їхнього старту, що істотно важче реалізувати іншим способом, наприклад, при використанні звичайних "твердих" вінчестерних або флешнакопичувачів. Таким чином, відмінність полягає в тому, що для синхронізованого перемикання буферизації піддягають не всі комутовані сигнали, як в основній процедурі способу, що заявляється, а лише власні сигнали. При цьому момент старту власного сигналу обчислюється системою 3 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 автоматизованого управління щодо синхроімпульсів небуферизованого вхідного сигналу. Тут мається на увазі, що у будь-якого вхідного сигналу з дискретно-періодичною, тобто, пакетною структурою обов'язково існує додатковий власний синхросигнал, що і забезпечує внутрішню цілісність вхідного сигналу. Група буферів пам'яті при цьому, хоч і збирається набором різних буферів, може бути або єдиним цілісним керованим буфером пам'яті, або групою незалежних буферів. Така конфігурація буферів підбирається користувачем виходячи зі статистики стартів власних сигналів і статистики довільних вибірок перемикань сукупності власних сигналів на сукупність вхідних сигналів. Конфігурація буферів декларується в системі автоматизованого управління комутацією. При цьому мається на увазі, що навіть при перемиканні з будь-якого вхідного на будь-який власний сигнал в межах тракту можна здійснювати подальше перемикання на будь-який власний сигнал у будь-який послідовності. Але повернення із власного сигналу може бути лише на той самий вхідний сигнал, з якого починалося перемикання на власні, адже вхідні сигнали не буферизуются і не синхронізуються. При цьому також розуміється і процедура цифрового приведення формату власних сигналів до формату вхідних сигналів. Розуміється також і наявність процедур компресії перед входом і декомпресії після виходу вхідних і/або власних сигналів, якщо це необхідно користувачеві для скорочення витрат на тракти. Ці процедури не є визначальними і на суть способу, що заявляється, істотно не впливають. Описаний різновид способу, що заявляється, може лежати в основі пристроїв віддаленої багатоканальної телевізійної групової врізки множини сторонніх пакетів телепрограм наприклад, групи рекламних блоків - у будь-яку групу телеканалів на будь-якій обмеженій території мовлення по кожній, заздалегідь сформованій групі розкладів відрізків часу врізань. Іншими словами, для телемовлення заявляється спосіб, що, дозволяє найбільш оптимально вирішити технічну задачу кон'юнкції: множини вхідних сигналів телеканалів, множини власних сторонніх телевідрізків, множини моментів стартів кожного з відрізків, множини територій мовлення, множини замовників цих врізок-комутацій та множини власників прав на телеканали. При цьому якщо користувач у процесі експлуатації виявить нову сукупність множин, не враховану до експлуатації, спосіб передбачає природну інтеграцію й цих нових множин. Спосіб, що заявляється, має ще одну унікальну модифікацію, яка може бути використаною самостійно це напівавтоматичний режим синхронізації необмеженої кількості несинхронізованих вхідних сигналів, коли користувач здійснює натискання клавіші з номером вибраного вхідного сигналу двічі. Тобто, для ще більшого зниження вартості реалізації способу, що заявляється, система автоматизованого управління комутацією може бути виконана зі спрощеною логікою. Відмінність описаного способу від технічного рішення, застосованого, наприклад, у комутуючих пристроях від компанії "Панасонік" полягає в тому, що в цьому окремому випадку способу, що заявляється, для цих двох операцій одним користувачем використовується одна й та сама, тобто, єдина клавіша з номером вибраного вхідного сигналу. При першому натисканні перемикається черговість буферизації на замовлений вхідний сигнал, якщо він не збігається з тим, що вже буферизується, і здійснюється реєстрація цього вибраного вхідного сигналу на вході звільненого від буферизації буфера пам'яті. А при другому натисканні - стартує процес комутації. Підкреслимо, що таке технічне рішення позбувається обмежень, що були викликані процесом почергової буферизації. І з'являється можливість комутації між собою необмеженої кількості і вхідних, і власних сигналів. А задача побудови багатокористувацької технології комутації вирішується способами, аналогічними описаним вище. Проте, подальше суто формальне утроєння чи інше збільшення кількості натискань клавіші вже не веде до синтезу нових технічних рішень. Всі описані різновиди способу синхронізації, що заявляється, не призводять до тієї чи іншої зміни структури або порушенню цілісності будь-якого вхідного або власного сигналу. Причому, або перед перемиканням, або вже в результуючому сигналі. Це суттєво відрізняється від технічного рішення, що використано в прототипі, де часовий зсув між сигналами компенсується або сторонніми пакетами, або збільшенням тривалості паузи між кадрами. При цьому спосіб, що заявляється, не накладає ніяких теоретичних обмежень на відстані між користувачами та системою автоматизованого управління комутацією. Як керуючі канали можуть бути використані будь-які комунікації, у тому числі локальні або глобальні комп'ютерні мережі (Інтернет і т.п.). Завдяки цьому, наприклад, спосіб дозволяє організувати принцип дистанційного навчання в реальному часі групи режисерів під час відеотрансляції подій, віддалених від консультанта-викладача. На Фіг. 1 наведено схему, що ілюструє почергову буферизацію з попереднім розмноженням вхідних сигналів. Тут цифрою 1 позначено N вхідних сигналів, 2 - парні буфери пам'яті від 1-го 4 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 до К-го, де К - це кількість користувачів, 3 - процес попереднього розмноження N вхідних сигналів, 4 - об'єднано система автоматизованого управління комутацією та процес цифрової комутації сигналів, 5 - клавіатури користувачів, кількість яких дорівнює К, 6 - результуючі програми, кількість яких дорівнює К. На фіг. 2 наведено схему, що ілюструє почергову буферизацію з нескінченно тривалим часом черги і наступним розмноженням вхідних сигналів. Тут цифрою 1 позначено N вхідних сигналів, 2 - одинарні буфери пам'яті від 1-го до N-го, 3 - процес наступного повного або вибіркового після запитного розмноження N вхідних сигналів, де для зниження завантаження креслення умовно показані лише декілька розмножуючих трактів, а маються на увазі всі можливі комбінації, 4 - об'єднано система автоматизованого управління комутацією і процес цифрової комутації сигналів, 5 - клавіатури користувачів, кількість яких дорівнює К, 6 - результуючі програми, кількість яких дорівнює К. На фіг. 3 наведено схему, що ілюструє синхронізацію і комутацію між кожним вхідним і будь яким власним сигналом, причому так, що між собою вхідні сигнали не комутуються. Тут цифрою 1 позначено N вхідних сигналів, 2 - власні сигнали від 1-го до М-го, де М - це кількість власних сигналів, 3 - загальний єдиний буфер пам'яті або групи незалежних буферів пам'яті, 4 об'єднано система автоматизованого управління комутацією і процес цифрової комутації сигналів, 5 - клавіатури користувачів, кількість яких дорівнює К, 6 - процес виділення і направлення синхроімпульсів для керування стартом власних сигналів в загальному буфері або в групі буферів пам'яті, 7 - результуючі програми, кількість яких дорівнює N - тобто кількість вихідних програм строго дорівнює кількості вхідних сигналів. На фіг. 4 наведено схему, яка ілюструє синхронізацію і комутацію вхідних і власних сигналів з будь якого на будь який. Тут цифрою 1 позначено об'єднано N вхідних сигналів, N одинарних буферів пам'яті та процес наступного повного або після запитного розмноження, 2 - власні сигнали від 1-го до М-го, де М - це кількість власних сигналів, 3 - загальний єдиний буфер пам'яті або групи незалежних буферів пам'яті, 4 - об'єднано система автоматизованого управління комутацією і процес цифрової комутації сигналів, 5 - клавіатури користувачів, кількість яких дорівнює К, в - процес виділення і направлення синхроімпульсів для керування стартом власних сигналів в загальному буфері або в групі буферів пам'яті, 7 - результуючі програми, кількість яких може дорівнювати К - тобто кількість вихідних програм може дорівнювати будь-чому - і кількості вхідних сигналів, і кількості користувачів, і кількості власних сигналів. Способом передбачається також наявність додаткових користувацьких трактів всіх вхідних і власних сигналів для їхнього моніторингу та візуального контролю. На схемах ці тракти умовно показані лініями до клавіатур 5. Для прозорості схем відповідні пристрої, що візуалізують ці сигнали, як, наприклад, телемонітори у випадку телевізійних або комп'ютерних сигналів, на малюнках не показані. Передбачається також і те, що конструктивні особливості клавіатур дозволяють користувачам працювати зі збільшеним числом сигналів. В матеріалах заявки використовуються наступні назви та терміни: - буфер пам'яті - різновид цифрової оперативної пам'яті, обсяг якої кратний одному пакету сигналу, наприклад, одному кадру для відеосигналу; загальний обсяг того чи іншого буферу може складати від одного пакету до множини пакетів, в залежності від мети використання буферу: якщо для поточної синхронізації вхідного сигналу, достатньо обсягу одного пакету, якщо ж для синхронізації старту власних сигналів, обсяг може бути набагато більшим, на більшості схем показано позицією 2; - система автоматизованого управління комутацією - класична сукупність логічних операцій, побудованих у вигляді програмного того чи іншого формату та розміщених у цифровому сховищі; програмний код розроблюється сторонньою групою фахівців або самим користувачем, але підтримується та розвивається в процесі експлуатації, як правило, за ініціативи користувача; цей програмний код в автоматичному або напівавтоматичному (тобто, за участю користувача) режимі виконує керуючі функції - посилає сукупність електронних керуючих сигналів до тих чи інших процесів і пристроїв, задіяних у способі, а також аналізує сукупність відгукових сигналів, після чого генерує нову сукупність керуючих сигналів; - буферизація вхідного сигналу (в цифровому форматі) - класичний процес побайтного запису пакету до буферу пам'яті та побайтного ж його зчитування; процес зчитування не залежить від процесу запису, і починати зчитування можна як одразу ж з початком процесу запису, так і після того, як записано, наприклад, передостанній байт; - канали для синхронізації - вхідні канали до буферів пам'яті; на одному буфері пам'яті завжди існує попередній вхідний сигнал, а на іншому - вхідний сингал від наступного джерела, 5 UA 103317 C2 5 10 15 що треба синхронізувати з попереднім заради його коректного вмикання відносно попереднього, на схемах показано умовно лініями до буферів пам'яті; - клавіатура - сукупність клавіш, кожна з яких дає користувачеві можливість замовляти номери сигналів; передбачається, що конструктивні властивості клавіатур дозволяють користувачам опрацьовувати збільшену кількість вхідних сигналів, на схемах показано позицією 5; - тракт - електронний канал руху вхідних сигналів до того чи іншого виходу, на схемі показано лініями від входів до виходів; - відокремлений програмний тракт - канал, що передає результуючий програмний сигнал від користувача (режисера програми у випадку відеосигналу) у подальшу експлуатацію, на більшості схем показано позицією 6; - користувач (режисер у випадку телевізійної комутації) - фахівець, який здійснює монтаж у реальному часі програми, вибираючи ті чи інші сигнали (відеосигнали від телекамер у випадку телевізійної комутації), на схемі не показано. Викладена концепція комутації дозволяє суттєво знизити собівартість обслуговування кожного каналу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб автоматизованої цифрової багатопрограмної мультисигнальної комутації з почерговою буферизацією сигналів з пакетною, тобто періодично-дискретною структурою, а саме сигналів з кадровою структурою, у яких моменти початку руху пакетів відбуваються за випадковим принципом - джерела сигналів включаються користувачем або користувачами в різні моменти часу, тобто всі фази руху пакетів між сигналами попередньо не синхронізовані, а тому для комутації яких під час перемикання з сигналу на сигнал критичною є цілісність декількох перших пакетів відрізка вихідного сигналу, причому один користувач на одному тракті напрацьовує лише одну програму, тобто всю послідовність скомутованих часових відрізків сигналів, що завдяки клавіатурі або іншому аналогічному пристрою користувач вибирає протягом конкретного часу, який відрізняється тим, що на кожному тракті використовують тільки по два буфери пам'яті, кожний з яких по черзі виконує різні функції, а саме буферизацію і тим самим синхронізацію поточного вхідного сигналу в програмі, чи буферизацію і синхронізацію знову вибраного вхідного сигналу для перемикання його до програми, а власне для синхронізації здійснюють незалежну почергову буферизацію непрограмних вхідних сигналів, коли процес буферизації тих вхідних сигналів, що в поточний момент часу не включені до програми, здійснюється постійно, циклічно та протягом керованого користувачем відрізку часу – від мінімально можливого теоретично, тобто перевищуючи тривалість одного пакету вхідного сигналу не більш ніж в 2-3 рази, до будь-якого іншого проміжку, навіть нескінченно великого; причому, процес такої буферизації не залежить від вибору користувачем номера вхідного сигналу; а саме перемикання здійснюють тоді, коли в циклі черговості наступає збіг номера вхідного сигналу, що в цей момент буферизується, із замовленим номером; в цьому процесі цей проміжок часу приймає випадкове значення, а після завершення перемикання буферизації програмного вхідного сигналу, з якого здійснено перемикання на знов замовлений вхідний сигнал, припиняють, звільняють буфер пам'яті і чергу буферизації продовжують вже в цьому звільненому буфері пам'яті; при цьому чергу буферизації починають з будь-якого вхідного сигналу у відповідності до програмного коду системи автоматизованого управління комутацією; базовим для синхронізації встановлюють тільки що увімкнений до програми вхідний сигнал. 2. Спосіб відповідно до пункту 1, який відрізняється тим, що номер вибраного сигналу відбивають на клавіатурі. 3. Спосіб відповідно до пункту 2, який відрізняється тим, що здійснюють попереднє розмноження вхідних сигналів в кількості, що дорівнює числу користувачів, при цьому для кожного користувача передбачається два буфери пам'яті для буферизації та подальшої синхронізації вхідних сигналів, тому що на кожному програмному тракті почергова синхронізація вхідних сигналів здійснюється у кожного користувача незалежно. 4. Спосіб відповідно до пункту 3, який відрізняється тим, що для кількості користувачів, істотно меншої, ніж число вхідних сигналів, синхронізацію вхідних сигналів шляхом їх почергової буферизації з попереднім розмноженням вхідних сигналів здійснюють не незалежно на кожному тракті, а в колективній групі буферів; при цьому кожна пара користувацьких буферів пам'яті синхронізує тільки свою виділену групу вхідних сигналів, що визначають за фактом конфігурації системою автоматизованого управління комутацією, причому так, що загальна кількість буферів 6 UA 103317 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відповідає сумі: кількість буферів пам'яті для програм на вихідних трактах плюс кількість буферів для колективної почергової буферизації інших вхідних сигналів. 5. Спосіб відповідно до пункту 4, який відрізняється тим, що у випадку, коли кількість користувачів дещо менше, дорівнює або перевищує число вхідних сигналів, використовують цикл почергової буферизації з нескінченно довгим часом черги, що означає, що встановлюють число буферів, рівне числу вхідних сигналів: на одному буфері – лише один вхідний сигнал; після чого розмножують вже буферизовані, тобто, синхронізовані сигнали, придатні для взаємної перекомутації в довільній послідовності й довільній кількості копій. 6. Спосіб автоматизованої цифрової багатопрограмної мультисигнальної комутації з почерговою буферизацією сигналів з пакетною, тобто періодично-дискретною структурою, а саме сигналів з кадровою структурою, у яких моменти початку руху пакетів відбуваються за випадковим принципом – джерела сигналів включаються користувачем або користувачами в різні моменти часу, тобто всі фази руху пакетів між сигналами попередньо не синхронізовані, а тому для комутації яких під час перемикання з сигналу на сигнал критичною є цілісність декількох перших пакетів відрізка вихідного сигналу, причому один користувач на одному тракті напрацьовує лише одну програму, тобто всю послідовність скомутованих часових відрізків сигналів, що завдяки клавіатурі користувач вибирає протягом конкретного часу, який відрізняється тим, що на кожному тракті використовують тільки по два буфери пам'яті, кожний з яких по черзі виконує різні функції, а саме буферизацію і тим самим синхронізацію поточного вхідного сигналу в програмі, чи буферизацію і синхронізацію знову вибраного вхідного сигналу для перемикання його до програми, а багатопрограмну комутацію попередньо несинхронізованих вхідних сигналів здійснюють на сигнали від власних керованих джерел, стартом сигналу яких управляє користувач за допомогою системи автоматизованого керування комутацією, які у подальшому названі "власними сигналами"; для синхронізованого перемикання буферизації вибирають власні сигнали, які стартують, що здійснюють або за допомогою попередньої буферизації або всієї сукупності кількості власних сигналів в одному загальному буфері чи групі буферів пам'яті, або за допомогою буферизації будь-якої послідовності незалежних груп власних сигналів; після процесу буферизації за допомогою системи автоматизованого управління комутацією керують синхронізованим стартом кожної групи власних сигналів із буферів пам'яті щодо синхроімпульсів, вилучених системою автоматизованого управління з вхідних сигналів; після чого здійснюють синхронізоване перемикання тільки одного із вхідних сигналів на один із власних сигналів, або одного із власних сигналів на інший власний сигнал, або власного сигналу на цей же самий вхідний сигнал, з якого починалося перемикання; при цьому група буферів пам'яті може бути або єдиним цілісним керованим буфером пам'яті, або групою незалежних один від одного керованих буферів пам'яті. 7. Спосіб автоматизованої цифрової багатопрограмної мультисигнальної комутації з почерговою буферизацією сигналів з пакетною, тобто періодично-дискретною структурою, а саме сигналів з кадровою структурою, у яких моменти початку руху пакетів відбуваються за випадковим принципом – джерела сигналів включаються користувачем або користувачами в різні моменти часу, тобто всі фази руху пакетів між сигналами попередньо не синхронізовані, а тому для комутації яких під час перемикання з сигналу на сигнал критичною є цілісність декількох перших пакетів відрізка вихідного сигналу, причому один користувач на одному тракті напрацьовує лише одну програму, тобто всю послідовність скомутованих часових відрізків сигналів, що завдяки клавіатурі користувач вибирає протягом конкретного часу, який відрізняється тим, що на кожному тракті використовують тільки по два буфери пам'яті, кожний з яких по черзі виконує різні функції, а саме буферизацію і тим самим синхронізацію поточного вхідного сигналу в програмі, чи буферизацію і синхронізацію знову вибраного вхідного сигналу для перемикання його до програми, а також багатопрограмну комутацію попередньо несинхронізованих вхідних сигналів і між собою, і на власні сигнали - сигнали від власних керованих джерел, відповідно до замовлень користувача, здійснюють так, що для синхронізованого перемикання буферизації підлягають і власні сигнали, що стартують, і вхідні сигнали; причому буферизація вхідних сигналів може здійснюватися відповідно до будь-якої вибраної користувачем схеми. 8. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що і для однокористувацької, і для багатокористувацької схем комутації здійснюють напівавтоматичний режим синхронізації необмеженого числа вхідних сигналів, коли користувач здійснює натискання клавіші з номером вибраного вхідного сигналу двічі; при першому натисканні здійснюють скасування попередньої буферизації на непрограмному буфері, якщо не збігається номер вхідного сигналу, що буферизується, та щойно замовленого вхідного сигналу, та здійснюють старт черги буферизації 7 UA 103317 C2 5 знов замовленого вхідного сигналу на вході вивільненого від буферизації буфера пам'яті; а при другому натисканні вже виконують процес комутації; причому ці процеси здійснюють за час, що не перевищує тривалість декількох пакетів вхідного сигналу. 9. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що сигнали передають будьякими комунікаціями, у тому числі і локальними або глобальними комп'ютерними мережами. 8 UA 103317 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9