DE2112371A1 - Verfahren zur Vermittlung von Nachrichten innerhalb eines Netzes - Google Patents

Description

Böblingen, den 4. März 1971 ker-ba

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket PR 970 004

Verfahren zur Vermittlung von Nachrichten innerhalb eines Netzes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermittlung von Nachrichten innerhalb eines Netzes von Übertragungseinheiten, deren jede einzelne direkt mit mindestens einer anderen Übertragungseinheit des Netzes verbunden ist, derart, daß jede zu übertragende Nachricht außer Nutzdaten die Adresse der Bestimmungseinheit und die Adresse der Ausgangseinheit enthält und daß jede zur Vermittlung der von ihr ausgehenden oder von einer anderen Übertragungseinheit kommenden, weiterszu-vermittelnden Nachrichten vorgesehene Vermittlungsstelle adreßgesteuerte Schaltungseinrichtungen aufweist.

Insbesondere eignet sich diese Erfindung für die Nachrichtenvermittlung von in einem Datenübertragungsnetz arbeitenden Endstellen zu Datenverarbeitungsmaschinen, die die von den Endstellen empfangenen Nachrichten verarbeiten oder selbst Nachrichten zu den einzelnen Endstellen übertragen.

In solchen Systemen werden Binärinformationen zu Nachrichtenblökken zusammengefaßt und zwischen Datenverarbeitungsmaschinen und

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entfernt angeordneten Endstellen übertragen. Dieses Verfahren, die sogenannte Datenfernverarbeitung, wird immer weiter verbreitet, wobei üblicherweise die anrufenden entfernten Endstellen ohne Rücksicht auf das Entfernungsproblem so schnell wie möglich bedient werden müssen. Solche Netzwerke werden z. B. von Banken zwischen der Zentrale und ihren Filialen benutzt. Auch bei Platzreservierungssystemen, bei der Produktionsfernsteuerung und schließlich bei jeder Art von Verarbeitungssystemen, bei denen entfernte Endstellen mit einer oder mehreren Zentralverarbeitungseinheiten zusammenarbeiten, werden sie eingesetzt.

y Wenn das Volumen der übermittelten Informationen und die vom verwendeten System überspannten Entfernungen nicht über eine gewisse Größe hinausgehen, kann eine einzige Zentralverarbeitungs-Einheit eine Vielzahl von mehr oder weniger entfernten Endstellen leiten. Eine solche Zentraleinheit ist als Vermittlungsstelle zu betrachten, die Daten auf eine große Zahl von Endstellenleitungen verteilt, wobei die einzelnen Leitungen mit verschiedener Betriebsweise und Geschwindigkeit arbeiten können. Eine solche Vermittlungssteile ist im französischen Patent 1 584 680 mit der Priorität vom 24. September 1968 beschrieben. Am 9. April 1970 erschien eine entsprechende deutsche Offenlegungsschrift: DT-OS 1 947 437.

Wenn ein solches System sich über größere Entfernungen ausweitet und eine sehr große Zahl von Endstellen umfaßt» wobei der Datenanfall für eine einzige Vermittlung u. U. zu groß wird, soll- „ ten mehrere Vermittlungsstellen an verschiedenen Zentralpunkten des Systems eingesetzt werden. Allgemein sind solche Vermittlungsstellen Geräte, die mit großer Geschwindigkeit eine große Zahl von Übertragungsleitungen bedienen, die jedoch selbst nicht über große Speicherkapazität verfügen· Dazu könnten Datenverarbeitungsmaschinen einem solchen System zugeordnet werden, mit denen es dann möglich ist, große Informationsmengen zu speichern und zu verarbeiten.

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ORiGiMAL INSPECTED SOPY

In einem solchen System übertragen die Endstellen ihre Informationen zu den Vermittlungsstellen, die ihrerseits diese Informationen an die Datenverarbeitungsmaschinen weitervermitteln, die die Informationen verarbeiten sollen. Was die übertragung von Nachrichten an die Endstellen anbetrifft, leiten die Datenverarbeitungsmaschinen diese Informationen zu den Vermittlungsstellen, die ihrerseits die Informationen dann zu den Endstellen weitergeben. Beim Betrieb eines solchen Übertragungssystems spielt eine der vorgesehenen Datenverarbeitungsmaschinen die Rolle der zentralen Steuereinheit. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß das durch die Zentraleinheit zu verarbeitende Informationsvolumen sehr groß wird. Wenn andererseits die Zentraleinheit eine Störung hat oder überlastet ist, ist das gesamte übertragungssystem betroffen.

Hierzu ist ein Aufsatz von Boehm und Mobley "Adaptive Routing Techniques for Distributed Communication Systems" zu nennen, der in den IEEE Transactions, Vol. 17, No. 3 im Juni 1969 erschien. Diese Arbeit befaßt sich mit verschiedenen Techniken zur Vermittlung von Nachrichten in einem Netz. Insbesondere wird dabei die Rücksendung von Nachrichten zur Quelle erwähnt, wenn eine Nachricht nicht abzusetzen ist. An eine darüber hinausgehende Weiterleitung nicht direkt abzusetzender Nachrichten auf Ausweichpfaden ist dabei nicht gedacht.

Andere Arbeiten dieses Fachgebietes von Owings, Genetta und Page "RCA^Ts Automatic Message Switching System", erschienen in Proceedings MEC, Vol. 15, 1959, und von Genetta, Guerber und Rettig *BC&^rs Automatic Store and Forward Message Switching. System", erschienen in Proceedings Western ICC im Mai 1960, befassen sich mit NachrichtenveriBittlungssystemen, bei denenidie^Vermittlungsfunktiönen automatisch in Schaltzentren durchgeführt ,werden. Bei den beschriebenen Verfahren enthalten jedoch die Köpfe der Nachrichtenälie für die Leitung der einzelnen Nachrichten erforderlichen Informationen, Bei Umwegleitungenf müssen also jeder^einzelnen Nachricht sehr komplexe,Informationsmengen zugeordnet werden.

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ι t *.

Es 1st die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein völlig dezentralisiertes Datenübertragungssystem zu schaffen. Dabei soll jede Vermittlungsstelle, die Daten zur Übertragung anstehen hat, selbständig diese Daten vermitteln, ohne von der Steuerung durch eine einzige Zentraleinheit abhängig zu sein. Jede Vermittlungsstelle des betrachteten Netzes soll den Frei- oder Besetztzustand der einzelnen verbindenden Übertragungspfade erkennen. Komplexe Nachrichtenköpfe für Umleitungen sollen vermieden werden; Tabellen in den einzelnen Vermittlungsstellen sollen über den Verfügbarkeitszustand der einzelnen Übertragungspfade und Umleitungsmöglichkeiten Auskunft geben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gegeben. Dazu sind in den ünteransprüchen einige vorteilhafte Ausgestaltungen genannt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen nachstehend erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Übertragungssystems nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt den Aufbau der Nachrichten, wie sie für

die vorgeschlagene Datenübertragung verwendet werden.

Fig. 2a zeigt ein spezielles Beispiel zur Erklärung des

Aufbaus der Nachrichten.

Fig. 3 zeigt den Aufbau der Tabellen, die für das Vermittlungsverfahren nach der Erfindung benutzt werden,

Fig. 3a 1st ein spezielles Beispiel eines Ausschnittes

aus der Haupttabelle und einer zugehörigen Untertabelle.

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^Fi9· ⁴ ist ein scheraatisches Diagramm, das den Ablauf

der einzelnen Operationen bei Übertragungen er läutert.

Fig. 5 ist ein Arbeitsdiagramm für die einzelnen Operationen, die bei der Verarbeitung einer Nachricht in einer Vermittlungsstelle ablaufen.

Fig. 6 ist eine Tabelle mit Bestimmungsadressen und

zugehörigen Ersatzadressen, wie sie in den Tabellen der betrachteten Vermittlungsstellen nach Fig. 1 gespeichert sind.

Allgemeine Beschreibung

Wie bereits dargestellt, enthält ein Datenfernverarbeitungssystem im allgemeinen Vermittlungsstellen und eine Vielzahl von Datenverarbeitungseinheiten. In der Fig. 1 ist z. B. ein System dargestellt, das drei Vermittlungsstellen 4, 5 und 6 und drei Datenverarbeitungseinheiten 1, 2 und 3 enthält. In der folgenden Beschreibung stehen diese Bezugsziffern auch für die Adressen der Vermittlungsstellen und der Datenverarbeitungseinheiten. Diese Darstellungsweise ist gewählt worden, um die Beschreibung klar verständlich zu machen; der Gegenstand der Erfindung gilt jedoch genauso für jedes andere Systeme mit auch mehreren Vermittlungsstellen und Datenverarbeitungseinheiten. Die in Fig. 1 dargestellten drei Vermittlungsstellen sind paarweise miteinander verbunden; dies muß jedoch nicht so sein. In komplexeren Systemen muß nicht jede Vermittlungsstelle mit ihrer angehängten Datenverarbeitungseinheit mit allen anderen Vermittlungsstellen verbunden sein; eine Verbindung zu mindestens einer anderen Vermittlungsstelle ist jeweils das Minimum. Die Datenverarbeitungseinheiten sind häufig nicht gewöhnliche Digitalrechner. Der Hauptteil der der folgenden Beschreibung zugrundegelegten Datenverarbeitungseinheiten ist jedoch offensichtlich deren Zentral-

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Verarbeitungseinheit, die üblicherweise als ZVE bezeichnet wird. Daher sind in Fig. 1 die Datenverarbeitungseinheiten l, 2 und 3 mit ihren Zentralverarbeitungseinheiten ZVE A_f B und C dargestellt.

Jede Vermittlungsstelle leitet mehrere Endstellen, so z. B. die Vermittlungsstelle 4 die Endstelle 21 und deren weitere über die Leitungen 22; die Vermittlungsstelle 5 arbeitet mit der Endstelle 21a und so weiter und die Vermittlungsstelle 6 mit der Endstelle 21b und so weiter. Die Endstellen könnnen mit der Vermittlungsstelle in üblichen Konfigurationen verbunden sein, so z. B. mit Linienverbindungen oder Schleifenverbindungen. Die Art und Weise der Anschaltung der einzelnen Endstellen gehört nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird somit im einzelnen nicht weiter beschrieben.

Gemäß Fig. 1 gehört zu jeder Vermittlungsstelle eine ZVE, so zum Beispiel zur Vermittlungsstelle 4 die ZVE A, zur Vermittlungsstelle 5 die ZVE B und zur Vermittlungsstelle 6 die ZVE C. Dieser Aufbau ist praktisch der vorteilhafteste, wobei jede Vermittlungsstelle 4M·* Nachrichten ihrer angeschlossenen ZVE empfängt oder sendet. Jedoch kann jede einzelne Vermittlungsstelle entsprechend der Erfindung Übertragungen zwischen sich selbst und ihrer eigenen oder entfernten Zentralverarbeitungseinheiten durchführen, wobei die einzelnen ZVE nicht unbedingt zur betrachteten Vermittlungsstelle gehören müssen. So kann z. B. in Erweiterung zur Fig. 1 eine ZVE an mehrere Vermittlungsstellen angeschlossen sein. Jede Vermittlungsstelle arbeitet mit ihrer ZVE bzw. deren mehreren über einen doppelt gerichteten Adapter, der in Fig. 1 durch vier Leitungen dargestellt ist.

Bei der Aufnahme einer Nachricht durch eine Vermittlungsstelle von einer Endstelle her wird diese Nachricht bitweise in den Übertragungespeicher der Vermittlungsstelle aufgenommen, wie in der bereits zitierten DT-OS 1 947 437 mit der Priorität entsprechend dem französischen Patent 1 584 680 angegeben ist. Dann wird

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die Nachricht zeichenweise in den Hauptspeicher der Vermittlungsstelle (z. B. unter Steuerung durch ein Mikroprogramm) eingegeben und wartet dort auf die Weiterlenkung zu einer ZVE. Die Übertragung aus dem Übertragungsspeicher in den Hauptspeicher der Vermittlungsstelle wird noch beschrieben. Dabei erscheint jede einzelne Nachricht in zwei Teilen gemäß Fig. 2 als Kopf 40 und Rumpf 41. Der Rumpf enthält die Daten; der Kopf ist in drei Teile geteilt. Deren erster DA enthält die Bestimmungsadresse, d. h. die Adresse der Zentralverarbeitungseinheit, zu der die Nachricht zu übermitteln ist. Der zweite Teil OA enthält die Adresse der Ausgangsvermittlungsstelle. Der dritte Teil LA enthält die Adresse der Leitung, über die die Vermittlungsstelle die Nachricht empfan- ™ gen hat.

Es soll nun eine zu einer ZVE gehende Nachricht betrachtet werden. Dazu ist eine Vermitt lungs funktion erforderlich. Diese wird unter Steuerung einer Vermittlungsroutine im Hauptspeicher der Vermittlungsstelle durchgeführt. Im folgenden wird angenommen, daß die Nachrichtenvermittlung ausschließlich durch die Vermittlungsstellen wie in der Praxis üblich durchgeführt werden soll. Vermittlungsoperationen könnten jedoch auch durch die Zentralverarbeitungseinheiten mit Hilfe von Vermittlungsprogrammen durchgeführt werden. Solche Programme steuern auch andere Operationen, z. B. Übertragungsoperationen. Beim ersten Schritt einer Vermitt- ^j lungsfunktion steuert das Programm den Zugriff zu einer Tabelle 50, die als Haupttabelle gemäß Fig. 3 betrachtet werden soll; aus dieser geht die Aufeinanderfolge der einzelnen Eingänge zu den möglichen Bestimmungsadressen DA hervor, die jede Nachricht aufweisen kann. Entsprechend der Bestimmungsadresse DA im Kopf der zu vermittelnden Nachricht wird dann nach einer der in der Tabelle enthaltenen Angaben gegriffen. Diese Angaben bestehen entsprechend Fig. 3a aus zwei Teilen. Deren erster Teil 53 gewährt den Zugriff zu einer Untertabelle, die die Adresse der Leitung kennzeichnet, über die die Nachricht zu übertragen ist. Der zweite Teil 54 enthält eine Ersatzadresse für die Bestimmungsadresse, wie noch erläutert werden soll.

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Nach dem Zugriff zur Haupttabelle richtet sich der zweite Schritt der Vermittlungsfunktion auf die Untertabelle 51. Diese Untertabelle enthält verschiedene Angaben, die verschiedene mögliche Wege für die zu übertragende Nachricht kennzeichnen. Jede Angabe ist in verschiedene Abschnitte unterteilt. Eine erste Information rechts in der Untertabelle gemäß Fig. 3a kennzeichnet die Leitungsnummer, die zu verwenden ist, die Anzahl der möglichen Pfade und die Adresse der ersten möglichen Leitung in der gewünschten Richtung. Praktisch ist es vorteilhaft, wenn die Nachrichten nicht immer über die gleiche Leitung laufen. Zwischen zwei Vermittlungsstellen können a vier Übertragungsleitungen gegeben sein. Wenn die eine dieser Leitungen belegt worden ist, wird die Ordnungsnummer um 1 erhöht und gekennzeichnet, daß die nächstfolgende Leitung für die nächste in der gleichen Richtung gehende Nachricht zu verwenden ist. In den Tabellen z. B. zeigt die erste Angabe 51a an, daß die erste Leitung in der betreffenden Richtung die Leitung 30 ist, daß insgesamt zwei Leitungen vorhanden sind und die für die nächste Nachricht zu benutzende Leitung die erste Leitung, nämlich die Leitung 30 ist.

Das zweite Informationselement, das in Fig. 3a als X und Y bezeichnet ist, kennzeichnet den Verfügbarkeitszustand des durch die Untertabelle angegebenen Pfades. X zeigt an, ob der Pfad direkt frei oder nicht ist. Wenn z.B. alle Leitungen des gewünschten Pfades gestört sind oder wenn die Vermittlungsstelle, zu der diese Leitungen hinlaufen, nicht empfangsbereit ist, zeigt X an, daß dieser Pfad direkt nicht frei ist. Wenn dagegen für den betrachteten Pfad der Grund der NichtVerfügbarkeit hinter der Vermittlungsstelle liegt, z.B. in der dahinter adressierten ZVE, dann gibt Y die NichtVerfügbarkeit an. Y kennzeichnet, ob der Pfad indirekt frei oder nicht ist. X und Y nehmen die Werte 0 oder 1 an, je nachdem, ob der Pfad frei oder besetzt ist. Um diese Informationen X und Y auf dem laufenden zu halten, sind zwei Möglichkeiten gegeben. Eine erste Möglichkeit besteht in der Aussendung von Prüfnachrichten durch eine Vermittlungsstelle in gegebenen Inter-

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vallen, um den Freizustand des Pfades zu prüfen, wenn dieser vorher besetzt war. Solche Prüfnachrichten werden nachstehend noch betrachtet. Die zweite Möglichkeit ist, die Informationen X und Y immer wieder aktuell zu machen, wenn Nachrichten über die zugehörigen Leitungen übertragen worden sind. Wenn z.B. eine Vermittlungsstelle eine zu empfangende Nachricht nicht annehmen kann, wird ein Signal an die sendende Vermittlungsstelle zurückgegeben, sobald das erste Zeichen der Nachricht gesendet worden ist. In diesem Falle wird X in den Zustand versetzt, der den Pfad als direkt besetzt kennzeichnet. Wenn andererseits der Besetztzustand in den Übertragungswegen hinter der empfangenden Vermittlungsstelle verursacht ist, dann wird die Nachricht an die Ausgangsvermittlungsstelle mittels der Adresse OA zurückgesandt und das Vermittlungsprogramm ändert Y in der entsprechenden Untertabelle ab, wodurch angezeigt wird, daß der Pfad indirekt besetzt ist.

Wenn gemäß der Untertabelle 51 in Fig. 3a die Informationselemente X und Y die NichtVerfügbarkeit des Pfades erkennen lassen, geht das Vermittlungsprogramm einfach nach der folgenden Angabe weiter. Die zuerst geprüfte Angabe in der Untertabelle betrifft den direkten Pfad. Die folgende Angabe gibt dann die entsprechende Auskunft über den indirekten Pfad, über den die Nachricht mit der Bestimmungsadresse DA übertragen werden kann. In Fig. 3a geben z.B. die zweiten Angaben 51b Auskunft über den indirekten Pfad; im Beispiel den über die Vermittlungsstelle 4 zur Vermittlungsstelle 5 verlaufenden Pfad. Vermittels dieser zweiten Angaben ist zu erkennen, daß die für die zu übertragende Nachricht zu verwendende Leitung entweder die Leitung 28 oder 29 ist. Im übrigen ist die Vorkehrung indirekter Pfade nicht zwingend; die Untertabelle 51 könnte auch nur einen Satz von Angaben aufweisen, der lediglich dem direkten Pfad entspricht.

Wenn nur ein Satz von Angaben in der üntertabelle 51 angegeben und der zugehörige Pfad besetzt ist (entweder direkt oder indirekt) oder wenn die Angaben für mehrere Pfade zwar da sind, aber

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die entsprechenden Pfade alle besetzt sind, dann verläuft das Vermittlungsprogramm zu einer zusätzlichen Phase der Vermittlungsfunktion. In dieser Phase wird zur Haupttabelle, Abschnitt 54 gegriffen. Dort ist die Ersatzadresse verzeichnet, zu der die Nachricht übertragen werden kann; diese Ersatzadresse ist die Adresse einer anderen ZVE, die jetzt die Arbeit der mit der Bestimraungsadresse DA gewählten ZVE verrichten soll. Mit dieser Ersatzadresse wird eine ähnliche Vermittlungsfunktion durchgeführt wie die vorangehende. Dabei wird auch die Bestimmungsadresse DA im Kopf der Nachricht durch die Ersatzadresse DA¹ ersetzt.

Es läßt sich des weiteren erkennen, daß die eine stellvertretende Zentralverarbeitungseinheit kennzeichnende Ersatzadresse nicht deren echte Adresse ist. Aus diesem Grunde hat jede ZVE mehrere Adressen: Eine echte Adresse und mehrere mögliche Ersatzadressen. Aus diesem Grunde gibt es auch nicht so viele Untertabellen, wie die Haupttabelle Angabefelder enthält. Die gleiche Untertabelle gehört einmal zu der echten Adresse und zum anderen zu den Ersatzadressen der gleichen Zentralverarbeitungseinheit.

Es soll nun ein freier Pfad angenommen werden. Die Nachricht wird dann über diesen Pfad übertragen und zwar unter Leitung durch eine noch zu beschreibende übertragungssteuerung. Die Nachricht wird zu einer anderen Vermittlungsstelle übertragen, die sie direkt zur angesprochenen ZVE weitersendet; entweder über den direkten Pfad oder über eine andere Vermittlungsstelle, wenn indirekt zu verkehren ist. Hierzu sind zwei Möglichkeiten gegeben. Entweder hat die Vermittlungsstelle, über die die Nachricht übertragen wird, nicht die Möglichkeit, die Nachricht an eine Ersatzadresse zu schicken, wenn alle Pfade zur Bestimmungsadresse besetzt sind, und die Nachricht wird zur Ursprungsadresse zurückgesandt, oder j41» Vermittlungsstelle kann eine Nachricht zu einer Ersatzadresse der Bestimmungsadresse schicken, wenn eine solche angegeben ist. Jede dieser beide Möglichkeiten hat Vorteile und Nachteile. Im ersten Fall mit der Rücksendung der Nachricht bei der NichtVerfügbarkeit des angesprochenen Pfades können sofort

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die Untertabellen aller durchlaufenen Vermittlungsstellen auf den laufenden Stand gebracht werden. Der Nachteil ist, daß die Nachrichten jedoch häufig zurückgesandt werden. Im zweiten Falle werden die Nachrichten weniger häufig zurückgesandt, da die Vermittlungsstellen in vielen Fällen die Möglichkeit haben, die Nachricht an eine Ersatzadresse zu senden; andererseits werden jedoch die Freizustandsangaben zu den einzelnen Pfaden in den Untertabellen nicht so häufig und unverzüglich auf den neuesten Stand gebracht.

Wenn eine zu übertragende Nachricht durch mehrere Vermittlungsstellen hindurchgeleitet wird, bevor sie an die Ausgangsvermittlungsstelle mit der Adresse OA zurückgesandt wird, ist die Nachricht nicht unbedingt auf dem gleichen Pfad wie für die Aussendung zurückzuübertragen. Nur die Vermittlungsstelle, die die Nachricht an die Ausgangsadresse zurücksendet, kennt dann die Leitung und somit den Pfad, über den sie die Nachricht empfangen hat. Die Nachricht wird über die gleiche Leitung des gleichen Pfades zurückübertragen. Die weiteren Vermittlungsstellen übertragen d'e Nachricht jedoch nicht unbedingt weiter auf dem gleichen Pfade, auf dem sie sie in ausgehender Richtung empfangen hatten. Sie verfahren zwar ebenso-wie bei der Aussendung; die Endbestimmungsadresse ist jedoch nun nicht mehr durch DA, sondern durch die Ausgangsadresse OA gegeben. Es kann vorkommen, daß alle möglichen Pfade für die Aussendung einer Nachricht zu ihrer Bestimmungsadresse DA oder auch zu den Ersatzadressen DA¹ besetzt sind. Dann wird die Nachricht im Hauptspeicher der Ausgangsvermittlungsstelle festgehalten und erst dann übertragen, wenn ein Pfad verfügbar wird. Gleichzeitig benachrichtigt die Vermittlungsstelle die Endstellen, deren Nachrichten durch die nicht erreichbare ZVE zu verarbeiten sind, so daß die Endstellen bis auf weiteres ihre Übertragung unterbrechen können.

Im vorstehenden wurde angenommen, daß eine Vermittlungsstelle eine Nachricht zu einer Datenverarbeitungseinheit bzw. deren ZVE zu übertragen hat, wobei diese Nachricht von einer Endstelle

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ausging. Für Nachrichten, die von einer ZVE ausgehen und zu einer Endstelle gerichtet sind, gilt grundsätzlich das gleiche, d.h. die Vermittlungsstelle führt ebenfalls eine Vermittlungsfunktion unter Steuerung einer Vermittlungsroutine durch. Der Kopf solcher Nachrichten hat jedoch einen anderen Inhalt. Die Bestimmungsadresse DA gemäß Fig. 2 enthält dann die Adresse der Vermittlungsstelle, die mit der Endstelle zusammenarbeitet, an die die Nachricht zu übertragen ist. Die Ursprungsadresse OA ist die Adresse der ZVE, welche die Nachricht aussendet, und die Leitungsadresse LA enthält die Leitungsadresse der Endstelle, zu der die Nachricht zu übersenden ist.

übertragungsverfahren

Wenn eine von einer Endstelle ausgehende Nachricht in einer Vermittlungstelle einläuft, wird die Nachricht in den Hauptspeicher der Vermittlungsstelle eingegeben. Wenn diese Nachricht entsprechend der vorstehend beschriebenen Vermittlungsfunktion geleitet werden soll, ist sie über die in der zugehörigen Untertabelle angegebene Leitung weiterzuübertragen. Wenn umgekehrt eine Nachricht zu einer Endstelle zu übertragen ist, muß sie zuerst aus einer Datenverarbeitungseinheit bzw. deren ZVE zu einer Vermittlungsstelle übertragen werden. Von dort wird die Nachricht entsprechend der Vermittlungsfunktion weitergeleitet und von der Vermittlungsstelle über die betreffende Leitung übertragen. Für jede übertragung ist ein gesonderter Übertragungsablauf durchzuführen. Zum besseren Verständnis soll die Durchführung von Übertragungen nun für den Fall beschrieben werden, daß eine Nachricht vermittelt und über eine Leitung zu einer Bestimmungsadresse DA oder zu einer Endstelle mit der Leitungsadresse LA zu übertragen ist.

In der Fig. 4 ist eine im Vermittlungsspeicher enthaltene LeitungsadressZuordnungstabelle LAZT enthaH-ftn, die untereinander die Leitungsadressen aufgeführt enthält, die durch die betrachte-

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te Vermittlungsstelle gesteuert werden, und weiterhin angibt, ob diese Leitungen zu anderen Vermittlungsstellen oder zu Endstellen führen. Wenn eine Vermittlungsfunktion eingeleitet worden ist, setzt die Vermittlungsroutine ein Bit "1" in die Tabelle LAZT in die erste Stelle der Leitungsadresse, über die die Nachricht zu übertragen ist. (Siehe dazu das Beispiel für Leitung η in Fig. 4). Weitere Informationen sind in der Leitungsadresse enthalten, z.B. die Art der durchzuführenden Übertragung. Im Verlauf der Vennittlungsroutine wird eine Leitungsprüfungs-Instruktion in regelmäßigen Intervallen durchgeführt und mit deren Hilfe die Tabelle LAZT auf Leitungen abgetastet, in deren erster Adressteile ein Bit "1" steht. Angenommen, das erste Bit "1" wird bei der Leitung η aufgefunden. Dann läuft ein spezieller Verfahrensabschnitt an, die sogenannte Leitungs Steuer routine ¹¹LSR". Diese Routine hängt von den Eigenschaften der Leitung ab, über die die Nachricht zu übertragen ist. Es gibt eine Vielzahl von Leitungssteuerroutinen, die im Speicher der Vermittlungsstelle in Programmform enthalten sind. Solange eine Leitungssteuerroutine abläuft, wird die eigentliche Vermittlungsroutine unterbrochen. Jede Routine LSR kann einzelne Zeichen der Nachricht verändern oder Steuerzeichen hinzufügen. Vor allem leitet diese Routine ein Übertragungs-Mikroprogramm ein, dem die Übertragung der Zeichen über die Leitung obliegt. Wenn dieses Mikroprogramm eingeleitet worden ist, wird durch die Routine LSR die Steuerung wieder an die Vermittlungsroutine abgegeben. Die Zeichenübertragungstechnik mit Hilfe des Übertragungs-Mikroprograms gehört nicht zum Gegenstand dieser Erfindung und wird somit im einzelnen nicht weiter beschrieben. Wenn alle einzelnen Zeichen übertragen worden sind, setzt das Mikroprogramm ein Bit ¹¹I" in eine zweite Stelle der Leitungsadresse n. Wenn dieses Bit bei einer Leitungsprüfungs-Instruktion erkannt wird, werden mit seiner Hilfe verschiedene Bedingungen angezeigt, so z.B. das übertragungsende, die Vorbereitung einer Zustandsanzeige usw., welche für die Steuerfunktionen einer Leitung benötigt werden.

Die eben beschriebenen Routinen werden ebenfalls beim Empfang Docket FR 970 004 109845/1619

einer Nachricht durch die Vermittlungsstelle zum Ablauf gebracht,-ganz gleich, ob die betrachtete Nachricht von einer Endstelle, von einer ZentralVerarbeitungseinheit oder von einer anderen Vermittlungsstelle kommt. Dann wird jedoch das Bit "1" in die Tabelle LAZT durch das Übertragungs-Mikroprogramm und nicht wie vorbeschrieben durch die Vermittlungsroutine eingesetzt.

Anhand der Fig. 5 soll nun ein Verfahrensablauf der dieser Erfindung entsprechenden Operationen beschrieben werden. Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, werden in regelmäßigen Intervallen LeitungsprüfInstruktionen im Verlauf der Vermittlungsroutine durchgeführt. Eine solche Instruktion, die in Fig. 5 mit Leitungsprüfung bezeichnet ist, soll betrachtet werden. Dabei wird die Tabelle LAZT abgetastet. Wenn ein Bit "1" bei einer Leitungsadresse erkannt wird, ist eine Übertragungsdurchführung für diese Leitung erforderlich. Dann ist eine solche Leitungssteuerroutine LSR erforderlich, wie sie im Block 6O dargestellt sind. Aufgrund der zusätzlichen Informationselemente In der Tabelle LAZT erkennt die Leitungssteuerroutine LSR die Art der durchzuführenden Übertragung. Wenn die Routine LSR die Übertragung, wie vorstehend erklärt, eingeleitet hat, folgt anschließend wieder eine Vermittlungsroutine. Diese wird wieder durchgeführt, ganz gleich, ob eine weitere Nachricht in der Vermittlungsstelle ansteht oder nicht.

Wenn z.B. gerade von einer Endstelle eine Nachricht empfangen worden ist, muß diese vermittelt werden. Die zu vermittelnde Nachricht bestimmt dann wieder eine Vermittlungsfunktion, wie sie vorstehend bereits beschrieben wurde. Wenn die eigentliche Vermittlungsfunktion vorbei ist, setzt die Vermittlungsroutine ein Bit "1" in Tabelle LAZT bei der Adresse, über deren zugehörige Leitung die betrachtete Nachricht auszusenden ist. Dann läuft die Vermittlungsroutine normal welter, und das soeben eingesetzte Bit wird bei einer später folgenden Leitungsprüfoperation erkannt. Aufgrund dessen wird die LeitungsSteuerroutine LSR aufgerufen und dann geht es weiter wieder zum Beginn der

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Vermittlungsroutine. Eine echte Vermittlungs»üSiäi»ⁿwird jedoch nicht mehr durchgeführt, wenn keine Nachricht mehr ansteht. Es ist hervorzuheben_r daß in Fig. 5 der Block 61 den Ablauf des Vermittlungsverfahrens angibt, welches Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Prüfnachrichten

In Fig. 5 ist zu erkennen, daß innerhalb der Vermittlungsroutine die übertragung von Prüfnachrichten vorgesehen ist. Ähnlich wie die Leitungsprüfinstruktion läuft in regelmäßigen Abständen eine Prüfnachrichtübertragung ab. Hit deren Hilfe werden die Verfügbarkeitsangaben der verschiedenen möglichen Pfade einer betrachteten Vermittlungsstelle auf dem laufenden gehalten.

Dazu leitet die Vermittlungsroutine regelmäßig die übertragung einer Prüfnachricht ein, deren Aufbau nicht wesentlich vom Aufbau der normalen Nutznachrichten verschieden ist. Die Prüfnachricht enthält auch eine Bestimmungsadresse DA, eine Ausgangsadresse OA, aber keine Leitungsadresse LA. An deren Stelle stehen Informationen zur Kennzeichnung, als Prtifnachricht. Solche Prüfnachrichten werden laufend zu den anderen Vermittlungsstellen übertragen, für die in den Untertabellen nicht direkt freie Pfade erkannt werden. Dazu wird die Haupttabelle Stelle für Stelle abgetastet, um dabei diejenigen Untertabellen aufzufinden, die einen besetzten Pfad erkennen lassen. Zwei Fälle können auftreten: Der Pfad ist noch besetzt oder er ist frei. Sollte der Pfad indirekt besetzt sein, dann wird die Nachricht durch die Vermittlungsstelle, die sie nicht weiterübertragen kann, einfach gelöscht. Die sendende Vermittlungsstelle hält den Nichtverfügbarkeits-Zustand dieses Pfades in der entsprechenden Untertabelle fest. Sobald der Pfad wieder frei- wird, erreicht die Nachricht ihre Bestimmungsadresse, z. B. eine ZVE, welche dann eine Antwort auf die empfangene Prüfnachricht zurücksendet. Diese Antwortnachricht geht an die vorher die Prüfnachricht sendende Vermittlungsstelle zurück. Diese kann

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daraufhin den aktuellen Zustand in ihre Untertabelle für die geprüfte Bestimmungsadresse einsetzen. Interessant ist hierzu, daß die Anwortnachricht über denselben Pfad zurückgeht, dessen Freizustand zu prüfen war; dabei werden die gleichen Vermittlungsstellen durchlaufen, über die auch die Prüfnachricht als Anfrage übertragen wurde.

So wird jede Vermittlungsstelle über den Freizustand der Pfade mit Hilfe der Antwortnachrichten- auf dem lauf enden gehalten. Gemäß Fig. 1 wird z. B. eine Prüfnachricht durch die Vermittlungsstelle 6 zur ZVE B über den indirekten Pfad über die Vermittlungsstelle 4 übertragen. Sobald dieser Pfad frei wird, wird eine Antwortnachricht von der ZVE B an die Vermittlungsstelle 6 zurückgesandt. Diese Antwortnachricht wird zuerst zur Vermittlungsstelle 5 gegeben, die ihrerseits festhält, daß der Pfad Vermittlungsstelle 5 nach ZVE B direkt frei ist. Dann wird die Antwortnachricht zur Vermittlungsstelle 4 übertragen, die ihrerseits festhält, daß der Pfad Vermittlungsstelle 4 nach Vermittlungsstelle 5 direkt frei ist und daß der Pfad Vermittlungsstelle 4 nach ZVE B indirekt frei ist. Schließlich wird die Antwortnachricht von der Vermittlungsstelle 4 zur Vermittlungsstelle 6 übertragen, die festhält, daß der indirekte Pfad bis zur ZVE B indirekt frei ist.

So läßt sich erkennen, daß bei diesem Verfahren mit Prüfnachrichtenübertragungen jede Vermittlungsstelle über die Verfügbarkeit der einzelnen Pfade informiert wird; auch wenn gerade Nutznachrichten übertragen werden und eine Prüfnachricht zurückkommt, informiert diese über den Besetztzustand des gewählten Pfades.

Vermittlungsbeispiel

Ein erklärendes Beispiel für die Vermittlung einer Nachricht soll zum besseren Verständnis der Erfindung gegeben werden. Gemäß Fig. 1 wird angenommen, daß die Nachricht von der Endstelle 21b ausgehend in der Vermittlungsstelle 6 aufgenommen wird. Diese Nachricht

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wird zuerst in den Hauptspeicher der Vermittlungsstelle vermittels des bereits genannten Übertragungsverfahrens eingegeben. Im Kopf dieser Nachricht stehen gemäß Fig. 2a die Informationselemente DA - 3, OA = 6 und LA = 21. Nun soll aufgrund des erfindungsgemäßen übertragungsVerfahrens eine Vermittlungsfunktion ablaufen. Zuerst bewirkt der Verfahrensablauf einen Zugriff zur Haupttabelle bei der Adresse DA = 3, Die entsprechende Untertabelle wird ausgewertet, die jetzt anzeigt, daß der Pfad nicht direkt frei sei; die ZVE C mit der Adresse 3 möge außer Betrieb sein. Das Vermittlungsverfahren sucht darauf in der Haupttabelle nach einer Ersatzadresse für DA * 3. Fig. 6 gibt eine Tabelle wieder, die für alle Ausgangs-Vermittlungsstellen die erreichbaren Bestimmungsadressen und Ersatzadressen entsprechend der Anordnung gemäß Fig. 1 nennt. In Fig. 6 ist zu erkennen, daß für die Ausgangs-Vermittlungsstelle 6 anstelle der Bestimmungsadresse DA = 3 die Ersatzadresse DA¹ = 7 der ZVE B gilt. Gemäß Fig. 6 sind nicht für alle Bestimmungsadressen DA Ersatzadressen vorhanden. Diese Tabelle soll jedoch nur ein Erläuterungsbeispiel sein, und Ersatzadressen könnten auch allen Bestimmungsadressen DA zugeordnet werden, wobei DA Adressen von ZVE's oder von Vermittlungsstellen sein können. Die Untertabelle für DA = 7, die im übrigen gleich ist für die Bestimmungsadressen 2,7 und 12, wird nun ausgewertet, um den zu wählenden Übertragungspfad zu erfahren. Die Untertabelle läßt erkennen, daß der direkte Pfad frei ist und daß die Nachricht über die erste Leitung dieses Pfades, i. B. Fig. 1 die Leitung 30, zu übertragen ist. Zuvor wird die Nachricht abgewandelt, und ihr Kopf 40 enthält ersatzweise jetzt die Bestimmungsadresse DA = 7. So wird die Nachricht über die Leitung 30 nach der Vermittlungsstelle mit der Adresse 5 übertragen. Dort führt das Vermittlungsprogramm eine der bereits beschriebenen Vermittlungsfunktionen durch.-Angenommen, der durch die Untertabelle bestimmte Pfad nach DA = 7 sei direkt besetzt. Die ZVE B sei außer Betrieb, und die Nachricht wird zur Ausgangsadresse OA = 6 zurückgesandt. Die Vermittlungsstelle 6, die nun die gleiche Nachricht zurückempfängt, die sie gesendet hatte, bringt ihren Platz 51a in der Untertabelle 51 auf den neuesten Stand, d. h. das Informationsbit Y wird so eingestellt, daß es

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für den eingeschlagenen Pfad erkennen läßt "indirekt besetzt". Jetzt greift die Vermittlungsroutine nach dem Platz 51b in der Untertabelle 51, der dem indirekten Pfad zur Ersatzadresse DA = entspricht. Die Auswertung möge ergeben, daß der Pfad frei ist, und die Nachricht muß nun über die erste zweier verfügbarer Leitungen, nämlich über die Leitung 28 _t übertragen werden. Somit läuft die Nachricht zuerst zur Vermittlungsstelle 4 und weiter zur Vermittlungsstelle 5 über eine der Leitungen 26 oder 27. Die ZVE B mit der Ersatzadresse 7 wird nun wiederum, wie schon angenommen wurde, direkt besetzt gefunden. Der entsprechende Pfad ist somit nicht direkt verfügbar, und die Nachricht wird über die Vermittlungsstelle 4 an die Vermittlungsstelle 6 zurückgesandt. Die Vermittlungsstelle 4 korrigiert ihre Untertabelle für den direkten Pfad nach 7; dieser Pfad muß als "indirekt besetzt" gekennzeichnet werden. Entsprechend wird in der Vermittlungsstelle 6 die Untertabelle 51 abgeändert, um zu kennzeichnen, daß der indirekte Pfad nach 7 indirekt besetzt ist.

Weil alle Pfade nach 7 nicht verfügbar sind, führt das Vermittlungsverfahren nun nach der Ersatzadresse auf der Stelle 54 der Haupttabelle der Vermittlungsstelle gemäß Fig. 3a. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Ersatzadresse DA¹ = 8; dies entspricht im Beispiel der ZVE A. Der Kopf der Nachricht wird abermals abgeändert und enthält jetzt DA = 8. Nach den Angaben in der Untertabelle für die Adresse 8 und angenommen, der entsprechende Pfad sei frei, wird die Nachricht über eine der beiden Leitungen 28 oder 29 nach der Vermittlungsstelle 4 übertragen. Die Vermittlungsstelle 4 wiederum überträgt die Nachricht zur ZVE A mit der Adresse 8, wenn der entsprechende Pfad verfügbar ist.

Aus den Erläuterungen läßt sich erkennen, daß die durch die einzelnen Vermittlungsstellen des betrachteten Netzwerkes übertra genen Nachrichten selbst über den Verfügbarkeitszustand der einzelnen vorgesehenen Pfade informieren. Wie aber bereits schon im vorstehenden erläutert wurde, schickt hilfsweise jede Vermittlungsstelle Prüfnachrichten über die besetzt gefundenen Pfade, um die

Docket FR 970 0O4 1098A5/ 1619

Dauer ihrer Nicht-Verfügbarkeit zu überwachen. Die Vermittlungsstelle 6 sendet z. B. eine Prüfnachricht zur ZVE B über die Leitung 30 oder 31 und eine Prüfnachricht zur gleichen ZVE B über die Leitung 28. Das auf diese beiden Prüfnachrichten hin erwartete Ergebnis ist dasselbe. Tatsächlich weichen aber die Ergebnisse voneinander ab, wie vorstehend bereits erläutert wurde; die Vermittlungsstelle 4, über die die zweite Prüfnachricht gesendet wird, erfährt gleichzeitig dabei über die Verfügbarkeit des Pfades, der die Vermittlungsstelle 4 mit der Vermittlungsstelle 5 und der ZVE B verbindet. Andererseits ist daran zu denken, daß die Anordnung gemäß Fig. 1 nur ein Beschreibungsbeispiel ist; eine größere Anzahl von Vermittlungsstellen könnte durch einen Pfad durchlaufen werden, und dabei würde eine einzige Prüfnachricht Informationen für mehrere Vermittlungsstellen gleichzeitig geben.

Wenn eine Nachricht an eine Ersatzadresse gesendet wird, ist die entsprechende ZVE noch nicht endgültig bestimmt. In einem Datenfernverarbeitungsnetzwerk, in dem verschiedene Datenverarbeitungseinheiten arbeiten, z. B. in einem Banksystem, ist es jedoch erforderlich, daß jede Nachricht schließlich doch an ihre zuerst gegebene Bestimmungsadresse DA gelangt. Die ZVE unter der Ersatzadresse sendet dann die Nachricht an die ersteingegebene Bestimmungsadresse, wenn sie sich vorher überzeugt hat, daß der Pfad zu dieser Bestimmungsadresse verfügbar ist; diese Prüfung wird mit Hilfe einer beschriebenen Prüfnachricht durchgeführt.

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Claims (6)

1. 2 Π 2371

   - 20 -

   ATE N T ANS P R ü C H E

   ■ 1ή Verfahren zur Vermittlung von Nachrichten innerhalb eines -—' Netzes von Übertragungseinheiten, deren jede einzelne direkt mit mindestens einer anderen Übertragungseinheit des Netzes verbunden ist,

   derart, daß jede zu übertragende Nachricht außer Nutζdaten die Adresse der Bestimmungseinheit und die Adresse der Ausgangseinheit enthält

   und daß jede zur Vermittlung der von ihr ausgehenden oder von einer anderen Übertragungseinheit kommenden, weiterzuvermittelnden Nachrichten vorgesehene Vermittlungsstelle adreßgesteuerte Schaltungseinrichtungen aufweist, gekennzeichnet durch eine gespeicherte Haupttabelle (50) von Informationen, in der für die aufeinanderfolgend in Form von Ausgangsadressen (OA) angegebenen Ausgangseinheiten alle erreichbaren Bestiinmungseinheiten durch deren Bestimmungsadressen (DA) und für mindestens eine Ausgangseinheit in Form von Ersatzadressen (DA¹) mindestens eine als Ersatz-Bestimmungseinheit vorgesehene Bestiinmungseinheit angegeben sind,

   wobei anstehende Nachrichten zur/zu einer angegebenen Ersatzadresse (DA¹) geleitet werden können, wenn alle di rekten Übertragungspfade zur eigentlich gewühlten Bestimmungseiiiheit mit der Ber timmungsadresse (DA) nicht verfügbar sind,

   und die Möglichkeit gegeben ist, von der Ausgangseidresse (OA) ausgehend, die Bestimmungsadresse (DA) oder, wenn angegeben und verfügbar, mindestens eine Ersatzadresse (DA') . zu finden.
2. 2. Vorfahren reich Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, äaQ in Cen Vermittlungsstellen (4, 5, 6) neben '.ic:-: Haupttabelle (50} jRinccstcns einem Tail der Bestint^nyncdroi;-'

   Docket FÄ 370 004 1 09845/ 1619

   BAD ORIGINAL

   sen (DA) zugeordnete Untertabellen (51, 52) vorgesehen sind, die ihrerseits Informationen über die einzelnen Übertragungspfade enthalten.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß jede Untertabelle (51, 52) für die in ihr aufgeführten Pfade die folgenden Angaben enthält:

   Verfügbarkeitszustand (frei oder nicht verfügbar) der einzelnen Pfade,

   Adresse der Leitung (23 bis 3I)₁ über die die Nachricht zwecks Übermittlung auf dem gewählten Pfad weiterzusenden ist. W
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

   daß eine Nichtverfügbarkeitsinformation (Bit 1) auf einem dafür vorgesehenen Platz (Y, X) in die Untertabelle (51,

   52) eingesetzt wird,

   wenn über den zugehörigen Pfad eine Nachricht empfangen wird, die zur Ausgangseinheit mit der Ausgangsadresse (OA) wegen NichtVerfügbarkeit des Pfades zurückübertragen wird oder

   sobald die zugehörige Leitung (23 bis 31) besetzt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge- M kennzeichnet,

   daß eine Freiinformation (Bit 0) auf einem dafür vorgesehenen Platz (X, Y) in die Untertabelle (51, 52) eingesetzt wird,

   sobald die zugehörige Leitung (23 bis 31) frei wird oder wenn aufgrund einer übertragenen Prüfnachricht und einer darauf zurückerhaltenen Antwort ein vorher nicht verfügbarer Pfad als frei erkannt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Durchführung der Vermittlungsoperationen nach den

   Docket FR 970 004 .109845/1619

   folgenden, gegebenenfalls in an sich bekannter Heise speicherprograrnmierten Kegeln erfolgt:

   a) übertragung direkt an die Bestimmungsadresse (DA), wenn mindestens ein Pfad für die übertragung zu dieser Bestirantungsadresse (DA) frei ist.

   b) übertragung an eine Ersatzadresse (DA¹), wenn kein Pfad zur gewählten Bestiramungsadresse (DA) frei ist, und Weitervenaittlung nach den in der Ersatz-Bestimmungseinheit vorhandenen gespeicherten Tabelleninformationen (Fig. 6).

   Docket FR 970 004 10 9 8 4 5/1619

   to .

   L e e r s e i t e