CH663125A5 - Nachrichtenuebertragungsanlage mit mehreren sammelleitungen zur uebertragung unterschiedlicher datentypen. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachrichtenübertragungsanlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In Nachrichtenanlagen nehmen die Stations- oder Anschlusszugriffschaltungen in typischer Weise Informationen auf, die von einer gemeinsamen Anlagenausrüstung verarbeitet werden müssen. In bestimmten Fällen müssen diese Daten zu einem Peripheriegerät hoher Geschwindigkeit, beispielsweise einem Plattenspeicher, und in bestimmten Fällen zu einer anderen Anschlusszugriffsschaltung übertragen werden. Für Sprachdaten stellt eine Zeitmultiplex-Sammelleitung, auf der Zeitlagen für die Dauer einer Gesprächsverbindung zugeordnet werden, ein wirksames Übertragungsmedium dar. Für stossweise Daten oder Daten hoher Geschwindigkeit ist eine Paketvermittlungs-Sammelleitung ein wirksames Übertragungsmedium. Demge-mäss stellt der Versuch, eine Schnittstelle zwischen den Zugriffsschaltungen zu einer Sammelleitung des einen oder anderen Typs zu schaffen, einen Kompromiss hinsichtlich des Wirkungsgrades mit einer entsprechenden Verringerung der Anlagenkapazität dar.

Eine Lösung dieses Problems wäre die Verwendung einer Sprachschnittstellenschaltung zwischen Sprachstationen und einer Zeitmultiplex-Sammelleitung sowie die Verwendung einer Datenschnittstellenschaltung zwischen Datenanschlüssen und einer Paketvermittlungs-Sammelleitung. Eine solche Anordnung löst das prinzipielle Problem, führt aber andere unerwünschte Einschränkungen ein. Beispielsweise sieht eine typische Anordnung für die Verwendung von Teilnehmerleitungsschaltungen das Einstecken der Schaltungen in die Rückwandverdrahtung eines Kartenträgers vor. Folgt man dann dem oben erläuterten Vorschlag, so wäre es erforderlich, bestimmte Kartenstellen im Träger für jeden Sammelleitungstyp gesondert zuzuordnen und nur jeweils die richtige Teilnehmerleitungskarte zur Schnittstellenbildung mit jeder Sammelleitung zu verwenden. Eine solche Anordnung erfordert eine getrennte Lagerhaltung von Teilnehmerleitungskarten und eine spezielle Kenntnis, an welcher Stelle jeder Leitungskartentyp verwendet werden kann.

Eine weitere Schwierigkeit bei einer solchen Anordnung ergibt sich daraus, dass eine Vorausplanung erforderlich ist, derart, dass genügend Positionen für jeden Kartentyp zur Verfügung stehen. Anlagen, die in erster Linie für eine Sprachübertragung ausgelegt sind, würden dann eine grössere Zahl von Zeitmultiplex-Positionen als von Paketvermittlungs-Positionen zur Verfügung haben. Wenn in einem solchen Fall die Anlage sich in Richtung auf Datenanschlüsse entwickelt, kann es erforderlich sein, die konstruktive Auslegung zu ändern, um die erforderlichen Schnittstellenschaltungen aufnehmen zu können. Eine solche Änderung ist aufwendig und ineffizient. Demge-mäss besteht ein Bedarf nach einer Sammelleitungsanordnung, die auf einfache Weise die Übertragungsanforderungen an allen Positionen ermöglicht.

Die erläuterten Probleme werden durch die erfindungsge-mässe Nachrichtenübertragungsanlage gelöst, die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale aufweist. Bei Verwendung dieser Anordnung stehen Sammel-leitungs-Eintrittspunkte für jede Sammelleitung an allen Verbindern zur Verfügung, so dass durch einfaches Einstecken der Schnittstellenschaltungen in einen Verbinder sowohl ein Zeit-multiplex- als auch ein Paketvermittlungszugriff zur Verfügung steht.

Auf diese Weise kann eine Zugriffsschaltung beispielsweise mit einer anderen Zugriffsschaltung während einer Zeitlage zwecks Austausch von Sprachdaten und entweder gleichzeitig oder zwischen Zeitlagen mit einem Peripheriegerät (einem Sprache-Plattenspeicher) über die Paketsammelleitung in Verbindung treten.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Gesamtanlage mit parallel laufenden, doppelten Sammelleitungen,

Fig. 2 Einzelheiten der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnitt-stelle,

Fig. 3 Einzelheiten der Paketsammelleitungsschnittstelle,

Fig. 4 und 5 Beispiele für die Benutzung gemeinsamer Ausrüstungen über die beiden Sammelleitungen der Anlage,

Fig. 6 Einzelheiten einer Doppelschnittstelle für sowohl kontinuierliche, als auch stossweise Daten.

Fig. 1 zeigt eine Nachrichtenübertragungsanlage die sowohl eine Zeitmultiplex-(TDM)-Sammelleitung 101 als auch eine Paketsammelleitung 102 sowie eine Taktsammelleitung 103 aufweist. Die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 enthält Vermittlungszeitlagen und den Steuerkanal (für den Gesprächsaufbau usw.). Einige der Schaltungspakete (beispielsweise die Zeitmul-tiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20) greifen nur auf die Zeit-multiplex-Sammelleitung zu. Andere (beispielsweise die Paketsammelleitungsschnittstelle 30) benutzen die Paketsammelleitung für eine Nachrichtenübertragung und die Zeitmultiplex-Sammelleitung für Steuerinformationen. Wieder andere Schaltungspakete (beispielsweise die Zeitmultiplex- und Paketschnittstelle 60) verwenden sowohl die Zeitmultiplex- als auch die Paketsammelleitung für Nachrichtenübertragungszwecke. Jede dieser Sammelleitungen kann beispielsweise aus einer Gruppe von Koaxiallkabeln aufgebaut sein, wobei je ein Kabel für jeden Übertragungsweg der Sammelleitung vorgesehen ist. Jeder Kabelweg ist dann an die gleiche Stiftposition jeder Einsteck-verbindung aller Kartenträger angeschlossen. Demgemäss kann

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jeder Kartentyp in jede Kartenposition eingesteckt werden und hat Zugriff zu beiden Sammelleitungen.

Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten für die Zeitmultiplex-Sam-melleitungsschnittstelle 20. Diese Schnittstelle ist ähnlich wie die Schnittstelle aufgebaut, die in der CH-PS 636 488 (DE-OS 3 214 152) beschrieben ist. Der Sammelleitungspuffer 203 und der Sammelleitungsaufbau sind in der US-Patentanmeldung 448 935 beschrieben. Ein Netzwerk-Prozessorbauteil 202 stellt die Zeitlagen-Wechselfunktionen sowie die Verstärkung, Steuerung und Konferenzbildung bereit. Diese Funktionen sind in der vorgenannten CH-PS 636 488 sowie in der weiteren CH-PS 636 487 (DE-OS 3 214 189) beschrieben. Die anschlussspezifische Schaltung 201 enthält die üblichen Schaltungen, die zur Versorgung verschiedener Typen von Fernsprech- und Nachrichtengeräten erforderlich sind.

Fig. 3 zeigt eine genauere Ansicht einer Paketsammelleitungsschnittstelle 30. Diese Schaltung führt einen Zugriff zur Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 nur für Steuerinformationen durch, während alle Datenübertragungen über die Paketsammelleitung 102 erfolgen. Eine Steuerschnittstelle 310 und ein Mikroprozessor 309 verarbeiten die Steuerinformation genau auf die gleiche Weise wie bei der Zeitmultiplex-Sammelleitungs-schnittstelle 20.

Die Paketsammelleitung besteht aus einem Parallel-Daten-weg, einer Konkurrenzsammelleitung und Steueraderii. Jedes übliche Konkurrenzprotokoll kann bei dieser Sammelleitung benutzt werden, beispielsweise entsprechend A.S. Tanenbaum «Computer Networks», Prentice-Hall 1981, Kapitel 7, und W. R. Frante und I. Chlamtac «Local Networks», Lexington Books, 1981, Kapitel 3. Die spezielle Verwirklichung kann eine Abwandlung einer Paketvermittlungs-Sammelleitung sein, die bekannt ist als Datakit und beschrieben wird in A.G. Fraser «Datakit — A Modular Network for Synchronous and Asyn-chronous Traffic», Proc. ICC, Huni 1979, Boston, Mass., Seiten 20.1.1 bis 20.1.3. In der Senderichtung arbeitet die Schaltung wie folgt:

Ein Umsetz-RAM 302 nimmt Datenpakete von einer anwendungsabhängigen Schnittstelle 301 auf und fügt die richtige Bestimmungsadresse ein. Ein CRC-Generator 303 fügt eine Feh-lerprüf-Prüfsumme an das Ende des Pakets an, das dann im FIFO-Speicher 304 abgelegt wird. Wenn die Konkurrenzsteuerschaltung 305 anzeigt, dass sie die Steuerung der Datensammelleitung erlangt hat, dann sendet der FIFO-Speicher 304 das Paket aus. Bei einer Verwirklichung werden zwei 9-Bit-Hüllkurven parallel übertragen, bis das Paket vollständig ausgesendet ist.

In der Empfangsrichtung überwacht eine Adressenerkennungsschaltung 306 alle Pakete auf der Datensammelleitung. Wenn die Schaltung 306 ihre eigene Adresse feststellt, wird ein Signal an den FIFO-Speicher 307 abgegeben, damit dieser das ankommende Paket speichert, das dann an die anwendungsabhängige Schnittstelle 301 weitergegeben wird.

Bei diesem Beispiel ist die Schnittstelle 301 eine DMA-Schnittstelle zum Prozessor 70. In anderen Fällen kann die Schnittstelle 301 eine Verbindung zu einer Glasfaser-Datenlei-tung, einem Endstellen-Multiplexer oder anderen Geräten sein.

Gemäss Fig. 1 gibt die Zeitmultiplex- und Paketschnittstelle 60 beispielsweise dem Fernsprechteilnehmer S1 die Möglichkeit, die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 für kontinuierlich erzeugte Sprachabtastwerte zu benutzen, während der Anschluss T1 die Paketsammelleitung 102 für stossartige Datenübertragungen verwendet.

Fig. 6 zeigt eine genauere Darstellung einer kombinierten Zeitmultiplex- und Paketschnittstelle 60.

Die Schaltung ähnelt einer Kombination aus der Zeitmulti-plex-Sammelleitungsschnittstelle 20 und der Paketsammelleitungsschnittstelle 30 mit der Ausnahme, dass nur eine Gruppe von Sammelleitungspuffern 611 und nur ein Steuer komplex, bestehend aus dem Mikroprozessor 609 und der Steuerschnittstelle

610 für Verbindungen sowohl auf der Zeitmultiplex- als auch auf der Paketsammelleitung erforderlich sind.

Der Zeitmultiplexteil der Schnittstellenschaltung ähnelt der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20. Er enthält eine NPE-Einheit 608 zur Steuerung der tatsächlichen Vermittlungsvorgänge. Die Fernsprechschnittstelle 607 ist eine spezielle Ausführung der anschlussspezifischen Schaltung 201.

Der Paketschnittstellenteil der Schaltung ist beinahe identisch mit der Paketsammelleitungsschnittstelle 30 mit der Ausnahme, dass die anwendungsbezogene Schnittstelle 301 durch eine Datananschluss-Schnittstelle 601 ersetzt worden ist. Diese führt die für einen Zugriff zu einer Paketvermittlungsanlage erforderlichen Paket-Assembler/Disassembler-(PAD)-Funktionen aus.

Es lassen sich zahlreiche Beispiele für Umwandlungsausrüstungen angeben. Zwei Beispiele sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt, um die Vorteile eines gleichzeitigen Zugriffs zur Zeitmultiplex- und Paketsammelleitung darzustellen. Der Fernsprechapparat S2 erzeugt in Verbindung mit der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 einen kontinuierlichen PCM-Bit-strom mit 64 Kb/S, der in einer besonders zugeordneten Zeitla-ge auf der Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 übertragen wird. Ein Sprachspeicher-Prozessor (VSP) 401 nimmt diesen PCM-Bitstrom von der Sammelleitung 101 auf und codiert ihn unter Verwendung eines wirksameren Algorithmus, beispielsweise einer Codierung oder Sub-Band-Codierung mit linearer Voraussage (entsprechend der Erläuterung in L.R. Rabiner und R.W. Schäfer «Digital Processor of Speech Signals», Prentice-Hall, 1978), um die Bitrate zu verringern. Diese codierte Sprache kann zeitweilig gespeichert oder assembliert werden, und dann können Pakete komprimierter Sprache über die Paketsammelleitung 102 zur Plattensteuerung 401 zwecks Aufnahme im Plattenspeicher 403 ausgesendet werden.

Zur Wiedergabe einer gespeicherten Nachricht überträgt der Sprachspeicher-Prozessor 401 eine Nachricht über die Paketsammelleitung 102 zur Plattensteuerung 401, um codierte Sprachpakete von dem Plattenspeicher 403 über die Paketsammelleitung zu holen. Der Sprachspeicher-Prozessor 401 wandelt die codierten Sprachpakete zurück in PCM-Daten und gibt sie auf die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 in einer durch die Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 zugeordneten Zeitlage. Die Schnittstelle 20 nimmt dann das PCM-Signal auf und gibt es an den Fernsprechapparat S2.

Man vermutet, dass die Plattensteuerung 402 direkt mit der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 über die Zeitmultiplex-Sammelleitung in Verbindung treten können. Dies ist jedoch nicht zweckmässig, da es im Hinblick auf eine wirtschaftliche Speicherung und aus anderen Gründen wünschenswert ist, die PCM-Signale in eine kompaktere Form zu bringen. Unter Verwendung der dargestellten Anlage kann eine gemeinsame Umwandlungsausrüstung von vielen Stationen anteilig benutzt werden. Ausserdem vermutet man, dass die Informationsübertragung zwischen der Umwandlungsausrüstung 40 und der Plattensteuerung 402 über die Zeitmultiplex-Sammelleitung stattfinden könnte. Es gibt jedoch mehrere Gründe, warum dies — obwohl möglich — nicht zweckmässig ist. Ein Grund besteht darin, dass die codierten Sprachpakete zur Ausschaltung von Ruheintervallen nicht mit einer konstanten Rate erzeugt werden. Daher würde es eine Vergeudung von Bandbreite bedeuten, diese Pakete über die Zeitmultiplex-Sammelleitung zu vermitteln. Ein anderer Grund besteht darin, dass die Übertragung zwischen der Ausrüstung 40 und der Plattensteuerung 402 für variable Zeitintervalle verzögert werden kann, wobei wiederum benötigte Bandbreite vergeudet wird, wenn eine Zeitlage für eine solche stossartige Datenübertragung zugeordnet bleiben muss.

Ausserdem können andere Geräte, beispielsweise ein Anwendungsprozessor 70 (Fig. 1) einen Zugriff zur Plattensteue-

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rang 402 über die Paketsammelleitung für Speicherübertragungen hoher Geschwindigkeit durchführen, während die Sprachspeicheroperation im Gange ist.

Ein zweites Beispiel für eine Umwandlungsausrüstung ist der in Fig. 5 gezeigte Endstellenkonzentrator 501. Er nimmt vermittelte Daten über die Zeitmultiplex-Sammelleitung von einer Anzahl von Endstellen (beispielsweise der Endstelle T2 und dem Anschluss Sl) auf. Der Endstellen-Konzentrator 501 führt PAD-Funktionen mit den vermittelten Daten aus und sendet die Datenpakete über die Paketsammelleitung zur Paket-Sammel-leitungsschnittstelle 30, die die Informationen zum Anwendungsprozessor 70 gibt. Der Endstellenkonzentrator 501 führt demgemäss eine eingangsseitige Multiplexfunktion für den Anwendungsprozessor 70 durch. Dies ermöglicht einen grösseren Durchsatz vom Anwendungsprozessor 70 sowie die Beseitigung für den Einsatz eines Datenmoduls, beispielsweise des Datenmoduls 51, auf der Anwendungsprozessorseite jeder Verbindung, wenn die Übertragung über die Zeitmultiplex-Sammelleitung stattfinden müsste. Ausserdem wären, wenn die Nachrichtenübertragung zum und vom Prozessor 70 über die Zeitmulti-plex-Sammelleitung stattfinden würde, eine oder mehrere Zeitlagen dauernd für den Prozessor zugeordnet.

Die obige Erläuterung betrifft die Verwendung von Zeitmul-tiplex-Sammelleitungen für bestimmte Informationstypen und von Paket-geschalteten Sammelleitungen für andere Informationstypen. Dabei soll diese Beschreibung nur der Erläuterung dienen. Die jeweiligen Verkehrseigenschaften zu irgendeinem Zeitpunkt bestimmen, welche Sammelleitung die beste für eine s bestimmte Datenübertragung ist. Die beschriebene Anlage, bei der beide Sammelleitungen mit allen Plattenpositionen verbunden sind, und durch einfaches Einstecken der Schaltungsplatte in den Träger verfügbar sind, ermöglicht eine grosse Anpassungsfähigkeit bei der Konstruktion der Anlage sowohl mit Belo zug auf die ursprünglich vorgesehene Benutzung als auch bei zukünftigen Entwicklungsänderungen, wenn unterschiedliche Verkehrseigenschaften zu erwarten sind.

Ausserdem kann der Prozessor der Anlage von Fall zu Fall entscheiden, welche Sammelleitung zu diesem Zeitpunkt am be-15 sten geeignet ist, und die Anlage auf dynamischer Basis für eine optimale Ausnutzung der Hilfsmittel zuschneiden. Dies lässt sich nur erreichen, wenn alle Schaltungsplatten kontinuierlich Zugriff zu beiden Sammelleitungen haben.

Es sei darauf hingewiesen, dass für die hier gegebene Be-20 Schreibung eine Paket-vermittelte Sammelleitung eine Sammelleitung ist, deren Bandbreite auf der Basis von Anforderungen im Gegensatz zu einer schaltungsvermittelten Sammelleitung zugeordnet wird, deren Bandbreite für die Dauer der Verbindung zugeordnet wird.

3 Blätter Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Nachrichtenübertragungsanlage, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Schnittstellenschaltungen (20, 30, 40, 50) zwischen den Anlagen- und Nachrichtenausrüstungen (SI, TI, S2, T2) für eine Informationsübertragung, wobei jede Schnittstellenschaltung mit einer Nachrichtensammelleitung verbindbar ist, eine Vielzahl von gemeinsam benutzten Ausrüstungsschaltungen (403, 70), die von jeder der Schnittstellenschaltungen benutzbar sind, eine erste Sammeleitung (101), auf der Zeitlagen erzeugt werden, die für die Informationsübertragung zwischen den Schnittstellenschaltungen sowie für eine Informationsübertragung zwischen jeder Schnittstellenschaltung und den gemeinsamen Ausrüstungsschaltungen zuteilbar sind, wobei die über die erste Sammelleitung (101) übertragenen Daten von den Zeitlagen auf der ersten Sammelleitung (101) abgeleitet werden, und eine zweite Sammelleitung (102) mit der Möglichkeit einer paketweisen Vermittlung zur Übertragung einer ersten Information zwischen jeder gemeinsamen Ausrüstungsschaltung und einer gewählten anderen Ausrüstungsschaltung über die zweite Sammelleitung (102), während gleichzeitig eine zweite Information in Abhängigkeit von der ersten Information zwischen einer der gemeinsamen Ausrüstungsschaltungen und einer Schnittstellenschaltung über die zweite Sammelleitung (102) übertragen wird, wobei die über die zweite Sammelleitung (102) übertragenen Daten in Abhängigkeit von in den Daten auf der zweiten Sammelleitung (102) enthaltenen Information abgeleitet werden.
2. 2. Nachrichtenübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenschaltungen (20, 30, 40, 50) in Trägern enthalten sind, dass jeder Träger eine Vielzahl von verdrahteten Positionen zur zeitweiligen Aufnahme der Schnittstellenschaltungen aufweist und dass jede Schnittstellenschaltung in jede Position einsetzbar ist und dabei weiterhin Zugriff hat zu der ersten und/oder zweiten Sammelleitung (101, 102), ohne dass die Verdrahtung der Positionen geändert werden muss.