DE3023205C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungseinrichtung für ein Zeitmultiplex-Telefonvermittlungssystem.

Zeitmultiplex-Telefonvermittlungssysteme, einschließlich derjenigen, die unter der Steuerung von Digitalrechnern arbeiten, sind bekannt und in weitgehendem Gebrauch. Zur Ausbildung von Zeitmultiplexsystemen wird auf die US-PS 31 15 552, 31 72 956 und 34 01 235 verwiesen.

In einigen Fällen wird die Zeitmultiplexverarbeitung von Telefonsignalen den Vermittlungseinrichtungen, z. B. Nebenstellenanlagen (PBX) zugeordnet. Diese Einrichtungen stehen mit allen Arten von Fernleitungen, Teilnehmerleitungen und anderen Leitungen zum Vermitteln zwischen den Leitungen und zum Konzentrieren von auf diesen Leitungen befindlichen Signalen auf mit dem öffentlichen Fernsprechnetz verbundenen Fernleitungen in Verbindung. Dies gestattet eine wirksame Ausnutzung des Zugriffs zu Fernleitungen des öffentlichen Fernsprechnetzes. Zahlreiche kommerzielle Systeme sind verfügbar, einschließlich derjenigen, welche überschüssige Computerkapazitäten zur Schaffung einer hohen Zuverlässigkeit bei solchen Telefonvermittlungen ausnutzen. Eine solche Zeitmultiplex-Vermittlungseinrichtung wird weiter unten in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben, In typischer Ausführung weisen diese Einrichtungen eine Schnittstelleneinheit (mit Antwortüberwachung, Analog/Digital- und Digital/Analog-Umsetzung), eine Konzentrations- bzw. Sammeleinheit und eine Vermittlungseinrichtung auf. Im folgenden werden für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung solche Einrichtungen mit zugeordneten Einrichtungen als "Moduln" oder "Vermittlungsmoduln" bezeichnet. Eine derartige Einrichtung ist in grundsätzlich vergleichbarer Art beschrieben in der Patentschrift GB 13 56 590.

Um die Kapazität dieser Moduln, insbesondere Nebenstellenanlagen, zu erweitern, werden Vermittlungs- und Sammeleinheiten häufig in einer mehrstufigen hierarchischen Anordnung verbunden. Zwei derartige firmenintern bekannte Verbindungssysteme werden anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben. Diese hierarchische Anordnung ist jedoch nicht immer wirkungsvoll und günstig. Die Einzelheit, die in diesen Systemen zur Vermittlung höherer Ordnung verwendet wird, muß groß genug sein, um eine maximale Anzahl von Moduln zu bedienen. Diese Vermittlung in höherer Ordnung ist dann nicht kostengünstig, wenn sie für weniger als die maximale Anzahl von Moduln benutzt wird. Andererseits können derartige Systeme nicht über die maximale Anzahl von Moduln hinaus erweitert werden.

Eine gestaffelte Mehrfachanordnung wurde in Verbindung von Leitungen unter Verwendung von modulartigen Schrittschaltwählern in Zentralen verwendet. Bei einer solchen Anordnung bewirken bekanntlich direkte Zwischenleitungen eine wirksame Kopplung für zuerst angebotenen Bestimmungsverkehr. Telefonverkehr, der diese direkten Zwischenleitungen überschreitet, stellt einen zufälligeren, fluktuierenden Verkehr dar. Dieser Überschußverkehr wird auf Gemeinschaftsleitungen (im folgenden als "Sammelleitung" bezeichnet) wirksamer verarbeitet. Häufig findet eine Kombination aus einer Sammelleitung zur Verarbeitung von Überläufen bzw. Verkehrsüberschreitungen zusammen mit direkten Zwischenleitungen in einer verteilten Anordnung Verwendung. Ein firmenintern bekanntes System dieser Art, das seit vielen Jahren in Gebrauch ist, ist in Fig. 4 gezeigt.

Bei einem anderen System für Datennetzwerke findet eine Vielzahl von Zeitmultiplexschaltern bzw. -verteilern in einer Ringkonfiguration Verwendung. Bei dieser Konfiguration können Rufe bzw. Gespräche über den Ring durch andere Moduln zu einem speziellen Modul geleitet werden. Wenn jedoch Zeitkanäle bzw. -schlitze in jedem der Zwischenmoduln verwendet werden, durch die der Ruf bzw. das Gespräch läuft, so ergibt sich eine relativ ungünstige Ausnutzung der Zeitmultiplex-Schalt- bzw. Verteilerkapazität in jedem Modul. Wenn der Ring unterbrochen ist (beispielsweise durch Ausfall eines Moduls), so sind die restlichen und betriebsfähigen Moduln im Ring nicht mehr zur Herstellung einer Zwei-Wege- Verbindung verwendbar. Ein solches System ist teilweise in Fig. 1b gezeigt, und auch in ähnlicher Weise in der Patentschrift GB 14 41 028 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine außerordentlich zuverlässige und kostensparende Verbindungseinrichtung für Zeitmultiplex-Telefonvermittlungssysteme zur Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung ist von der "verteilten" Art, die die Eigenschaften sowohl der Ringanordnung als auch der gestaffelten Mehrfachanordnung kombiniert. Der beschriebene Aufbau der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung ist zum Verbinden einer Vielzahl kommerziell erhältlicher digitaler Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler oder anderer Moduln für Telefonanwendungen gut geeignet. Getrennte digitale Querleitungsanordnungen werden verwendet, ohne einen Zeitkanal bzw. Zeitschlitz innerhalb der TDM-(Zeitmultiplex-)Hauptsammelleitung jedes Moduls erforderlich zu machen. Mit der Erfindung wird daher eine dynamische Form der gestuften Mehrfachanordnung geschaffen.

Erfindungsgemäß wird eine verteilte Verbindungseinrichtung zur Verwendung in einem Zeitmultiplex-Telefonvermittlungssystem zur Verfügung gestellt, bei der eine Vielzahl ähnlicher Vermittlungsmoduln verwendet wird. Jeder dieser Moduln ist mit einer Vielzahl von Verbindungsleitungen, z. B. Fernleitungen, Teilnehmerleitungen od. dgl. verbunden. Die Moduln konzentrieren die Signale auf diesen Leitungen in digitale Zeitmultiplexsignale, damit Schaltungswege zwischen den Leitungen vollständig ausgenutzt werden. Jeder der Moduln weist außerdem Querverbindungseinrichtungen mit Eingangs- und Ausgangsanschlüssen für die Kopplung der Moduln mit anderen Moduln auf. Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung hat eine Vielzahl von dualen Ringverknüpfungen, welche die Moduln verbinden. Jedes duale Ringsystem besteht aus Ringschaltungen, welche die Daten in entgegengesetzten Richtungen umlaufen lassen. Diese duale Ringstruktur wird "Karussell" genannt. Jedes Karussell ist über eine Querverbindungseinheit mit einem Modul verbunden. Die digitalen Querverbindungseinheiten enthalten mit den Verbindungswegen des Karussells verbundene Puffer. Zusätzlich hat jede digitale Querverbindungseinheit Puffer, die mit der Zeitmultiplex-Hauptsammelleitung des entsprechenden Moduls verbunden ist. Eine erste Kopplungsschaltung innerhalb jeder Querverbindungseinheit bewirkt eine selektive Übertragung zwischen den Puffern der Querverbindungseinheit ohne Benutzung der Zeitmultiplex-Hauptsammelleitung des Moduls. Die Querverbindungseinheiten weisen außerdem eine zweite Kopplungsschaltung zum selektiven Koppeln der Puffer der Querverbindungseinheiten mit den der Zeitmultiplex-Sammelleitung des entsprechenden Moduls zugeordneten Puffern auf. Die Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung beruht darauf, daß die Karussell-Querverbindungsstruktur in der notwendigen Weise unterteilt wird, um die Übertragungsleitungen in den verschiedenen Moduln zu verbinden, wobei die kürzeste zur Verfügung stehende Unterteilung bei einer vorgegebenen Vielzahl von Karussell- Verbindungsmoduln verwendet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1a eine bekannte direkte Verbindung zwischen Vermittlungsmoduln;

Fig. 1b eine bekannte Ringverbindung zwischen Vermittlungsmoduln;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines bekannten hierarchischen Verbindungssystem;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines anderen bekannten hierarchischen Verbindungssystems;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines bekannten Verbindungssystems unter Verwendung einer verteilten Anordnung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das die erfindungsgemäß für Verbindugsmoduln und deren zugehörige Verbindungseinheiten verwendeten Verbindungen veranschaulicht;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Vermittlungsmoduls (speziell eines computer-gesteuerten Nebenstellensystems) und dessen Verbindung mit einer Querverbindungseinheit;

Fig. 7 ein allgemeines Blockdiagramm einer Querverbindungseinheit unter Verwendung einer Querverbindungs-Zeitmultiplex-Sammelleitung;

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Querverbindungseinheit unter Verwendung von Multiplexern; und

Fig. 9 ein Blockdiagramm, das die Karussellverbindung gemäß Fig. 5 veranschaulicht, wobei vier Vermittlungsmoduln und deren zugehörige Querverbindungseinheiten verwendet werden.

Beschrieben wird eine hochwirksame und zuverlässige Verbindungseinrichtung zum Verbinden von Vermittlungsmoduln in einer verteilten Anordnung. In der folgenden Beschreibung werden bekannte Komponenten und Methoden nicht im einzelnen erläutert, um die für die Erfindung wesentlichen Gesichtspunkte nicht unnötig zu belasten.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient zur Verbindung einer Vielzahl von Nebenstellenanlagen. Es ist klar, daß die Erfindung auch mit anderen Vermittlungsmoduln als Nebenstellenanlagen verwendbar ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Nebenstellenanlage verwendet, die von ROLM CORPORATION, Santa Clara, Kalifornien erhältlich ist und in Verbindung mit Fig. 6 kurz erläutert wird. Diese Nebenstellenanlage ist in "The New Rolm VLCBX", Business Communications Review, März-April 1979, Seite 38 ff. beschrieben. Die Rolm-Nebenstellenanlage ist außerdem zusammen mit einem besonderen Merkmal, mit dem zwischen verschiedenen Klassen von Fernleitungen gewählt wird, in der korrespondierenden US-PS 41 63 124 beschrieben. Dieses System weist eine computer-gesteuerte Zeitmultiplex-Nebenstellenanlage auf. Analogsignale, die an Fernleitungs-Schnittstellenpuffern und Telefon-Schnittstellenpuffern erscheinen, werden unter Verwendung der bekannten digitalen Pulskodemodulation in Digitalsignale umgesetzt. Anderer bekannte Mittel werden zur Fehlerreduktion in diesen digitalen Signalen benutzt. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang auf die US-PS 38 77 022 und US-PS 39 99 129. Unter Verwendung der Zeitmultiplexmethode werden die digitalen Sprachsignale oder andere digitale Signale danach vermittelt, wobei Verbindungen zwischen den Teilnehmerleitungen und den Fernleitungen unter der Steuerung einer zentralen Recheneinheit ermöglicht werden. Diese Nebenstellenanlagen weisen daher eine Vielzahl von Anschlüssen auf, die eine Kopplung mit Fernleitungen, Teilnehmerleitungen oder anderen Leitungen gestatten. Diese Moduln weisen bei der Erfindung digitale Querverbindungsanschlußeinheiten auf, um die Nebenstellenanlage mit anderen Nebenstellenanlagen zu koppeln.

Vor der Beschreibung der Erfindung erscheint eine kurze Erörterung der bekannten Anordnungen zweckmäßig, um die Vorteile der Erfindung zu verdeutlichen. Gewöhnlich werden zwei Kopplungskonzepte verwendet, nämlich eine direkte Verbindung und eine Sammelleitungs- oder Ringverbindung. Wie in der Fig. 1a (firmenintern bekannt) gezeigt ist, ergibt die direkte Verbindung eine direkte Kopplung zwischen zwei Moduln. Diese Verbindung ist bei starker Benutzung sehr kostensparend und besonders brauchbar dann, wenn ein vorgegebener und praktisch konstanter Verkehr zwischen den beiden Moduln besteht. Eine dynamische Neuverteilung zum Ausgleich von System-Ungleichheiten unter mehreren Vermittlungsmoduln ist dagegen mit dieser Art der Verbindung nicht möglich. Mit der Sammelleitungs- oder Ringkopplung, z. B. den zu einer Schleife verknüpften Einwegverbindungen gemäß Fig. 1b (firmenintern bekannt), ist die Belastung der Leitungen nicht besonders empfindlich gegenüber der Verkehrsverteilung zwischen Moduln, da Verbindungen zwischen beliebigen 2 Knotenpunkten hergestellt werden können. Bei dieser Anordnung sind jedoch ungünstigerweise viele Verbindungen für ein einziges Gespräch erforderlich, und darüber hinaus kann ein Versagen eines einzigen Moduls die Verbindung zwischen allen Moduln unterbrechen.

Wie nachfolgend noch genauer erläutert werden wird, weisen die karussellähnlichen Verbindungen, wie sie entsprechend Fig. 5 erfindungsgemäß verwendet werden, zwei Rufe bzw. Ringe auf, die in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. Dies ermöglicht eine dynamische Unterteilung der Karussells. Dies bedeutet, daß die Karussellverknüpfung das Verhalten sowohl der direkten Verbindung als auch der Ringstruktur gemäß obiger Beschreibung imitiert. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung darin, daß das Erfordernis der Ring- bzw. Rufanordnung gemäß Fig. 1b, daß Rufe bzw. Gespräche Zeitschlitze in jedem der von ihnen durchlaufenen Moduln besetzen, eliminiert wird. Die Querverbindungseinheiten bzw. Kopplungseinheiten machen es möglich, daß die Gespräche wirksam durch die Moduln geleitet werden, ohne die Zeitmultiplex-Sammelleitung des Moduls zu durchlaufen.

Wie in der Beschreibungseinleitung ausgeführt wurde, werden zur Erhöhung des Kapazität häufig mehrere Nebenstellenanlagen bzw. Teilnehmerzentralen in einer hierarchischen Anordnung entsprechend der Darstellung in Fig. 2 (firmenintern bekannt) zusammengeschaltet. In Fig. 2 sind mehrere Leitungen, z. B. Fern- und Teilnehmerleitungen 10 mit einem Multiplexer 11 gekoppelt. Der Multiplexer wählt Leitungen in bekannter Weise aus und koppelt diese Leitungen mit einem Zeitmultiplexschalter bzw. -vermittler 14. Drei Multiplexer 11, 12 und 13 sind an diesen einzigen Zeitmultiplexschalter 14 angeschaltet. In ähnlicher Weise sind die Zeitmultiplexschalter bzw. -vermittler 15 und 16 mit drei Multiplexern versehen, die mit mehreren Fernmeldeleitungen gekoppelt sind. Verbindungen zwischen den Multiplexern, die mit demselben Zeitmultiplexschalter verbunden sind, werden über diesen Zeitmultiplexschalter hergestellt. So wird beispielsweise eine Verbindung zwischen Leitungen, die mit den Multiplexern 11 und 13 gekoppelt sind, über den Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler 14 hergestellt. Natürlich müssen Mittel zum Verbinden von den verschiedenen Multiplexschaltern bzw. -verteilern zugeordneten Leitungen vorgesehen werden. Ein Verteiler bzw. Schalter höherer Ordnung ist erforderlich, um beispielsweise eine mit dem Multiplexer 11 verbundene Leitung mit einer mit dem Multiplexer 18 verbundene Leitung zu koppeln. Ein Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler 17 höherer Ordnung, der mit jedem der Schalter bzw. Verteiler 14, 15 und 16 gekoppelt ist, wird bei dieser hierarchischen Anordnung verwendet. Es ist klar, daß der Schalter bzw. Verteiler 17 eine solche Kapazität haben muß, daß er die maximale Anzahl von untergeordneten Schaltern bzw. Verteilern, die mit ihm gekoppelt ist, zu bedienen vermag. Wenn daher der Schalter 17 die Kapazität zur Bedienung von sechs Zeitmultiplexschaltern eines nachgeordneten Niveaus hat, so bleibt die Hälfte seiner Kapazität ungenutzt, wenn nur drei Schalter bzw. Verteiler entsprechend der Darstellung in Fig. 2 nachgeordnet sind. Wenn der Schalter 17 drei nachgeordnete Schalter bzw. Verteiler zu bedienen vermag, so kann das System nicht auf eine größere Anzahl von nachgeordneten Zeitmultiplexschaltern erweitert werden, sofern nicht ein Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler in weiterer Überordnung verwendet wird. Daher läßt sich dieses bekannte System nicht ohne weiteres erweitern, und ein aufwendiger Teil der Anordnung bleibt ungenutzt, wenn nicht die maximale Kapazität des in der Hierarchie höchsten Schalters oder Verteilers genutzt wird.

In Fig. 3 (firmenintern bekannt) ist eine andere im Handel verfügbare hierarchische Anordnung gezeigt. Wiederum werden mehrere Multiplexer wie der Multiplexer 21 verwendet, um eine Vielzahl von Leitungen 20 auszuwählen. Drei solche Multiplexer sind einem Multiplexer 22 höheren Niveaus untergeordnet. Die Multiplexer 22, 23 und 24 sind über einen Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler 25 miteinander gekoppelt. Bei dieser speziellen Anordnung tritt keine Vermittlung bzw. Umschaltung innerhalb der Multiplexer 22, 23 und 24 auf, sondern sie ist auf den Zeitmultiplexschalter 25 beschränkt. Um eine Leitung vom Multiplexer 21 mit irgendeiner dem Multiplexer 26 zugeordneten Leitung zu verbinden, ist eine Kopplung über dem Multiplexer 22, den Schalter bzw. Verteiler 25 und den Multiplexer 24 erforderlich. Diese Anordnung hat ähnliche Nachteile wie diejenige gemäß Fig. 2. Mit anderen Worten, wenn der Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler nicht bis zu seiner maximalen Kapazität augenutzt ist, ist das System relativ unwirksam.

Über viele Jahre wurde insbesondere in Fernsprechvermittlungsstellen eine verteilte Anordnung, die als "gestufte Vielfache" bezeichnet wird, verwendet. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt. Drei Vermittlungseinheiten 30, 31 und 32 sind jeweils mit einer Vielzahl von Fernmeldeleitungen, z. B. den Leitungen 33 in Fig. 4 (firmenintern bekannt) gekoppelt. Die Vermittlungseinheiten sind untereinander durch direkte Verbindungen gekoppelt; so verbindet beispielsweise das Leitungsstück 34 die Vermittlungseinheiten 30 und 31, und in ähnlicher Weise verbinden die Leitungsstücke 35 und 36 die Vermittlungseinheit 32 mit den Einheiten 30 bzw. 31. Diese direkten Verbindungen bewirken eine sehr günstige Schaltungsausnützung, und zwar insbesondere dann, wenn der Verkehr zwischen jeder der Einheiten vorausbestimmbar ist. Wenn jedoch nur direkte Verbindungen verwendet würden, so treten Schwankungen zwischen den Einheiten wie im Falle der typischen Telefonübertragung auf, die zusätzlich eine große Anzahl von direkten Verbindungen zur Verarbeitung solcher Schwankungen bedingen.

Um eine derart große Anzahl direkter Verbindungen zu vermeiden, die erforderlich wären, wenn ein Überlauf auf einer der direkten Verbindungen auftritt, wird die Sammelleitung 37 verwendet. Es ist erkennbar, daß die Sammelleitung 37 keine derart wirksame Kopplung wie die direkten Verbindungen ermöglicht, da sie Anschlüsse in allen Vermittlungseinheiten erforderlich macht. Wenn die Sammelleitung 37 beispielsweise einen Überlauf zwischen den Einheiten 30 und 32 verarbeiten soll, so bleiben die entsprechenden Anschlüssen(ports) der Sammelleitung, die mit der Vermittlungseinheit 31 gekoppelt ist, unbenutzt. Wenn jedoch bei der Sammelleitung weniger Anschlüsse verwendet werden, so müßten direkte Verbindungen zur Schaffung der gleichen Kapazität zwischen den beiden Moduln hergestellt werden. Der Überlauf des Telefonverkehrs von den direkten Verbindungen ist statistisch Verkehrsstößen ausgesetzt. Die Wirkung bei der gestuften Mehrfachanordnung besteht darin, einen derartigen Überlauf auf der Sammelleitung zu verschachteln, um die Sammelleitung besser auszunutzen.

Die verteilte Anordnung gemäß Fig. 4 kann leichter als die hierarchische Anordnung gemäß den Fig. 2 und 3 erweitert werden. Die besondere verteilte Anordnung gemäß Fig. 4 hat jedoch gewisse technologische Nachteile, insbesondere dann, wenn sie zur Verbindung von Nebenstellenanlagen bzw. Teilnehmerzentralen verwendet wird.

Fig. 6, auf die im folgenden Bezug genommen wird, zeigt ein computer-gesteuertes Telefonvermittlungssystem, und zwar denjenigen Vermittlungsmoduln, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird. Eine Zentraleinheit 57 steuert entsprechend einem im Speicher 58 gespeicherten Programm die Vermittlungsverbindungen zwischen einer Vielzahl von Fernleitungen 47 und einer Vielzahl von Leitungen 48, die über ein digitales Netzwerk mit Fernsprechapparaten verbunden sind, insbesondere einer Zeitmultiplexnetzwerk- Steuereinrichtung 56 und einer Modulzeitmultiplex- Sammelleitung 50. Jede Fernleitung 47 ist über eine Fernleitungs- Schnittstelleneinheit 54 und zwei Mehrleiterwege 43 und 44 mit einem Kodierer 49 und einem Dekodierer 51 gekoppelt. In ähnlicher Weise ist jede der Leitungen 48 über eine Fernsprechapparate-Schnittstelle 55 durch Mehrleiterwege mit dem Kodierer 52 und dem Dekodierer 53 verbunden.

Obwohl die Erfindung mit einer Vielzahl unterschiedlicher Moduln verwendet werden kann, weist der Modul gemäß Fig. 6 eine computer-gesteuerte Zeitmultiplex-Nebenstellenanlage auf, die üblicherweise mit Computer-Nebenstellenanlage (CBX) bezeichnet. In diesem Modul werden analoge Signale, die an der Fernleitungsschnittstelle 54 und der Fernsprechapparate- Schnittstelle 55 erscheinen, von dem Kodierer 49 bzw. 52 in digitale Signale umgesetzt. Diese Signale werden in digitaler Form zu einem geeigneten Dekodierer 51 oder 53 geleitet, wo sie wieder in analoge Form umgesetzt und durch die Schnittstellenschaltungen zu einer der Leitungen 47 oder 48 gekoppelt werden, und diese Vorgänge stehen insgesamt unter der Steuerung der Zeitmultiplexnetzwerk-Steuereinrichtung 56. Die Steuereinrichtung 56 wird ihrerseits durch die Zentraleinheit 57 nach Maßgabe des im Speicher 58 gespeicherten Programms gesteuert.

Über die Modul-Zeitmultiplexsammelleitung 50 werden Mehrleiterwege für beide digitalen Informationssignale (z. B. Sprachsignale von den Leitungen 48) gebildet; mehrziffrige Adressensignale identifizieren spezielle Fernleitungen; und Zeitgabe- und Steuersignale dienen zum Richten der Folgeoperation der Schnittstelleneinheiten 54 und 55, der Kodierer 49 und 52 und der Dekodierer 51 und 53.

Die Funktionsweise des Moduls, insbesondere der Nebenstellenzentrale bzw. Teilnehmerzentrale gemäß Fig. 6 ist ebenso wie deren Konstruktion bekannt. Aus diesem Grunde und wegen der Tatsache, daß eine genauere Erörterung des Moduls zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist, wird auf detaillierte Beschreibung dieses Moduls verzichtet.

Für die Zwecke der Erfindung ist die Zeitmultiplex-Modul- Sammelleitung 50 jedoch mit einer Querverbindungseinheit 60 verbunden. Diese Querverbindungseinheit dient zur Verbindung des Moduls mit anderen Moduln. Die Querverbindungseinheit 60 weist Eingänge I₁ und I₂ zur Kopplung der Ausgänge der anderen Querverbindungseinheiten und die Ausgänge O₁ und O₂ zur Kopplung mit den Eingängen von anderen Querverbindungseinheiten auf. Generell weist die Querverbindungseinheit 60 eine erste Vermittlungs- bzw. Durchschalteinrichtung auf, welche Signale zwischen dem Eingang I₁ und dem Ausgang O₂ und zwischen dem Eingang I₂ und dem Ausgang O₁ überträgt. Diese Verbindungen werden ohne Kopplung durch die Modul-Zeitmultiplex-Sammelleitung 50 hergestellt. Die Querverbindungseinheit 60 weist eine zweite Vermittlungs- bzw. Durchschalteinrichtung auf, die eine Führung der Signale von den Querverbindungsanschlüssen zur Modul-Zeitmultiplex- Sammelleitung ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Querverbindungseinheit 60 gemäß Fig. 6 ist in Fig. 7 gezeigt und weist einen Zeitmultiplexschalter bzw. -verteiler auf. Die Einheit 60 weist daher eine getrennte Querverbindungs-Zeitmultiplex-Sammelleitung 70 auf, die von der Modul-Zeitmultiplex-Sammelleitung 50 getrennt ist. Die Eingänge I₁ und I₂ stehen mit der Sammelleitung 70 über Dekodierer 63 bzw. 65 in Verbindung. Die Ausgänge O₁ und O₂ stehen mit der Sammelleitung 70 über die Kodierer 64 bzw. 66 in Verbindung. Die Modul-Zeitmultiplex- Sammelleitung 50 steht mit der Querverbindungs-Zeitmultiplex- Sammelleitung 70 über einen Zeitmultiplex-Schnittstellenschalter bzw. -verteiler 62 in Verbindung. Die Einheit gemäß Fig. 7 kann unter Verwendung bekannter Zeitmultiplexkomponenten, z. B. der in der Nebenstellenzentrale gemäß Fig. 6 verwendeten Komponenten aufgebaut werden.

Über die Sammelleitung 70 können Signale am Eingang I₁ direkt zum Ausgang O₂ übertragen werden, ohne Zeitschlitze auf der Sammelleitung 50 erforderlich zu machen. Auch am Eingang I₂ eingehende Gespräche bzw. Rufe können über die Sammelleitung 70 zum Ausgang O₁ übertragen werden, ohne Zeitschlitze auf der Sammelleitung 50 erforderlich zu machen. Die Eingänge I₁, I₂ und die Ausgänge O₁, O₂ können mit der Modul-Zeitmultiplex-Sammelleitung 50 über den Schalter bzw. Verteiler 62 in bekannter Weise in Verbindung stehen.

Im folgenden wird auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Querverbindungseinheit Bezug genommen, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wobei die Einheit wieder mit einer Modul- Zeitmultiplex-Sammelleitung 50 gekoppelt ist. Die Querverbindungseingänge I₁ und I₂ sind mit Dekodierern 63 bzw. 65 gekoppelt, während die Ausgänge O₁ und O₂ wiederum mit den Kodierern 64 bzw. 66 gekoppelt sind. Die Signale vom Dekodierer 63 werden zu einem Puffer 71 geleitet. Der Puffer 71 steht mit der Sammelleitung 50 in Verbindung und hat einen Leitungsweg zum Multiplexer 74. Signale von der Sammelleitung 50 können zum Modul-Zeitmultiplex-Puffer 72 gekoppelt werden. Dieser Puffer bildet einen anderen Eingang zum Multiplexer 74. Der Multiplexer 74, der als gewöhnlicher digitaler Multiplexer ausgebildet sein kann, wählt den Inhalt eines der Puffer 71 oder 72 und koppelt die ausgewählten Signale zum Puffer 79. Der Puffer 79 ist seinerseits über den Kodierer 66 mit dem Ausgang O₂ gekoppelt. Die Signale vom Dekodierer 65 werden zum Puffer 78 gekoppelt und von dort entweder zur Sammelleitung 50 oder zum Multiplexer 77 übertragen. Der Multiplexer 77 erhält auch ein Eingangssignal vom Puffer 80, der von der Sammelleitung 50 Signale aufnehmen kann. Der Multiplexer 77 kann den Inhalt entweder des Puffers 78 oder des Puffer 80 auswählen und koppelt die ausgewählten Signale durch den Puffer 73 und den Kodierer 64 zum Ausgang O₁.

Es sei angenommen, daß im Betrieb ein Ruf bzw. ein Gespräch am Eingang I₁ empfangen wird. Dieser Ruf kann entweder zur Sammelleitung bzw. zum Sammelkanal 50 (über den Puffer 71) oder zum Ausgang O₂ (über den Puffer 71, den Multiplexer 74 und den Puffer 79) geleitet werden. In ähnlicher Weise können Rufe bzw. Gespräche am Eingang I₂ entweder zur Sammelleitung 50 oder zum Ausgang O₁ geführt werden. Signale von der Sammelleitung 50 können zum Ausgang O₁ über den Puffer 80, den Multiplexer 77 und den Puffer 73 gekoppelt werden. In ähnlicher Weise können Rufe von der Sammelleitung 50 zum Ausgang O₂ über den Puffer 72, den Multiplexer 74 und den Puffer 79 geführt werden. Es ist zu beachten, daß Rufe bzw. Gespräche, welche zwischen dem Eingang I₁ und dem Ausgang O₂ und zwischen dem Eingang I₂ und dem Ausgang O₁ übertragen werden, nicht über die Sammelleitung 50 laufen und daher keine Zeitschlitze auf dieser Zeitmultiplex-Sammelleitung benötigen. Die Querverbindungseinheit gemäß Fig. 8 kann aus bekannten Digitalpuffern, Multiplexern, Kodierern und Dekodierern aufgebaut werden.

Die Puffer und andere Leitungen der zuvor beschriebenen Querverbindungseinheit können eine solche Kapazität haben, daß sie ein einzelnes digitales Wort verarbeiten; bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ermöglicht jeder Puffer die Speicherung von acht digitalen Wörtern. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei der beschriebenen Ausführung eine Mehrfachausnutzung durch Zeitaufteilung (acht Zeitschlitze) auf den Verbindungsleitungen zwischen den Querverbindungseinheiten verwendet wird.

In Fig. 5 sind drei Moduln, wie der Modul gemäß Fig. 6, mit deren Querverbindungseinheiten, wie die Einheit 60 gemäß Fig. 6, als Modul- und Querverbindungseinheiten 40, 41 und 42 gezeigt. In der Karussell-Verbindungsanordnung, die zwischen den Moduln Verwendung findet, ist der Ausgang O₂ jedes der Moduln mit dem Eingang I₁ des nächsten Moduls gekoppelt, wobei der Ausgang O₂ des letzten Moduls 42 zum Eingang I₁ des ersten Moduls 40 rückgekoppelt ist. In ähnlicher Weise sind die Ausgänge O₁ mit den Eingängen I₂ des nächsten Moduls verbunden, wobei der Ausgang O₁ des ersten Moduls mit dem Eingang I₂ des letzten Moduls gekoppelt ist. Es ist zu sehen, daß sich zwei Sammelleitungen bzw. Sammelkanäle ergeben, die in entgegengesetzten Richtungen umlaufen.

Generell werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel alle Zentraleinheiten 57 gemäß Fig. 6 an eine gemeinsame Nabe gekoppelt, welche eine gemeinsame Kanal-Schnittstellensignalgabe bewirkt. Dies steht im Gegensatz zu einem System, bei dem eine Hauptzentraleinheit (master CPU) verwendet wird, welche die Zentraleinheiten in jedem der Moduln steuert. Durch die Verwendung der Nabe werden Zeitbedingungsprobleme vermieden. Die jeden der Moduln verbindenden Leitungen bestehen aus einer Sammelleitung zur Verarbeitung von 16 Bits. Zwölf dieser Bits werden für die umgesetzten Analogsignale und vier Bits zur Anzeige der Kanalverfügbarkeit gebraucht. Der Status des Weges durch einen Vermittlungs- bzw. Durchschaltmodul wird dadurch bestimmt, daß ein freier Kodierer an dem Ursprungsende der Ursprungsmoduln ID über den freien bzw. unbesetzten Kanal aussenden gelassen wird. Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduln können dann in freie Verbindungen einschreiben und den entferntesten freien bzw. unbesetzten Modul abtasten. Im Vergleich zu der internen Systemanordnung kann jeder Modul sagen, ob eine Verbindung in jeder Richtung weit genug läuft oder nicht. Eines Moduls eigenes ID auf den Querverbindungen gibt an, daß es vollständig frei bzw. unbesetzt ist. Nach der Verifizierung kann ein Modul eine Verbindung durch Befehle zur Steuernabe belegen. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Zustandsinformation dynamisch auf dem laufenden gehalten wird. Wenn bei der Belegungssteuerfolge der Endmodul bzw. Gabelmodul das Zwischensprechen verlangen sollte, so kann die Wegverifizierung mit einem Endmodul-ID durchgeführt werden. Der belegende Modul würde Zwischenmoduln mitteilen, daß der Kanal jetzt inaktiv war, und nach der Freigabe, daß er inaktiv ist.

Eine hierarchische feste Leitwegtabelle, mit der nach Querverbindungswegen zwischen den Moduln gesucht wird, findet Verwendung. Der unterste Eingang in die Tabelle, der den größten Teil des Verkehrsflusses darstellt, ist effektiv über direkte Leitungsabschnitte bzw. Zwischenleitungen gebildet, z. B. Gespräch 1 gemäß gestrichelter Linie 45 zwischen den Moduln 41 und 42 in Fig. 5. Zusätzlich wird der Zustand jedes Endkanals in einem vorgegebenen Modul in dem den Kanal enthaltenden Modul gespeichert. Wie weit sich die Kanalaktivität um das Karussell erstreckt, kann in der beschriebenen Weise zum Zeitpunkt der gewünschten Belegung dynamisch bestimmt oder verifiziert werden. Der hierarchische Verlauf des Leitungsweges gewährleistet, daß die untersten bzw. niedrigsten Wege eine Verbindung herstellen. Wenn ein Gespräch im unteren Teil der Hierarchie unterbrochen wird, ergibt sich ein Loch, das durch Abwärtsverschiebung von Gesprächen bzw. Rufen in höheren Niveaus gefüllt wird. Der Wert von dynamischen Neuanordnungsrufen bzw. -gesprächen zum Füllen solcher Löcher ist beträchtlich.

Es sei beispielsweise angenommen, daß alle direkten Leitungsabschnitte bzw. Verbindungen zwischen den Moduln 41 und 42 entsprechend der gestrichelten Linie 45 belegt sind. Zusätzliche Gespräche zwischen den Moduln 42 und 41 werden durch den Modul 40 entsprechend den gestrichelten Linien 46 geleitet. Wenn festgestellt wird, daß durch die gestrichelte Linie 45 angedeutete Leitungen zur Verfügung stehen, so werden Gespräche in diese direkte Verbindung umgelegt und aus dem längeren Leitungsweg ausgeschleift. Diese dynamische Umlegung setzt die direkten Verbindungen bzw. Leitungen zwischen den Moduln 40 und 42 und 40 und 41 frei. Von Bedeutung ist dabei die Tatsache, daß bei der Führung des Gesprächs bzw. Rufs vom Modul 42 zum Modul 41 entsprechend den gestrichelten Linien 46, d. h. durch den Modul 40, die Zeitmultiplex-Sammelleitung innerhalb des Moduls 40 nicht benötigt wird.

Daher bildet die beschriebene Verbindungsanordnung eine standardisierte Hardware für jeden Modul, die Leitungsabschnitte, Sammelleitungen oder Ringe zu bilden vermag. Außerdem kann das Karussell in der Karussellanordnung dynamisch unterteilt werden, um wirksam direkt verknüpfte Leitungswege, tandem-verknüpfte Leitungswege durch Querverbindungsmoduln ohne Verwendung von Zeitschlitzen innerhalb der Moduln zu schaffen.

Ein anderes wesentliches Merkmal der Querverbindungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie zuverlässigere Verbindungen insbesondere im Vergleich mit einer üblichen Ringanordnung schafft. Es sei angenommen, daß der Modul 40 zusammen mit den ihm zugeordneten Querverbindungseinheiten funktionsunfähig ist. Selbst in diesem Falle gibt es direkte Verbindungen zwischen den Moduln 41 und 42. Zu beachten ist dabei, daß in einer typischen Einweg-Ringanordnung, z. B. derjenigen gemäß Fig. 1b, alle Verbindungen von Modul zu Modul unterbrochen werden, wenn irgendeiner der Moduln funktionsunfähig wird. Selbst bei der hierarchischen Anordnung gemäß den Fig. 2 und 3 können Störungen in den Zeitmultiplexschaltern bzw. -verteilern höherer Ordnung alle Verbindungen zwischen den Moduln unterbrechen.

Das Verbindungssystem gemäß der Erfindung hat besondere Vorteile bei Verwendung mit drei Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduln entsprechend der Darstellung in Fig. 9. Bei drei Moduln bestehen direkte Verbindungen zwischen jedem der Moduln. Das gleiche Prinzip kann jedoch auf eine beliebige Anzahl von Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduln angewandt werden. In Fig. 9 sind die Vermittlungsmoduln mit den ihnen zugeordneten Querverbindungseinheiten als Vermittlungseinheiten gezeigt. Mit anderen Worten, der Vermittlungsmodul (PBX) der Fig. 6 ist zusammen mit der Querverbindungseinheit 60 als Vermittlungseinheit 92 in Fig. 9 gezeigt. Vier Vermittlungseinheiten 92, 93, 94 und 95 sind in dieser Figur gezeigt. Die Einheiten sind in der gleichen Karussellweise wie die Einheiten gemäß Fig. 5 gekoppelt. So ist beispielsweise ein Ausgang der Einheit 92 mit einem Eingang der Einheit 93 über eine Leitung 99 und ein Ausgang der Einheit 93 mit einem Eingang der Einheit 92 über eine Leitung 96 verbunden. Der andere Eingang der Einheit 92 ist mit einem Ausweg der Einheit 95 über die Leitung 97 verbunden. Die Einheiten 93 und 94 sowie 94 und 95 sind in ähnlicher Weise gekoppelt.

Während direkte Verbindungen zwischen den Einheiten 92 und 93, den Einheiten 94 und 95 und den Einheiten 95 und 92 bestehen, gibt es keine direkten Verbindungen zwischen den Einheiten 92 und 94, den Einheiten 93 und 95 und den Einheiten 92 und 94. Einige direkte Verbindungen zwischen den Einheiten gehen verloren, wenn mehr als drei Einheiten verwendet werden. In diesen Fällen gibt es jedoch zwei Leitungswege durch die jeder der Einheiten zugeordneten Querverbindungseinheiten, wobei wiederum keine Zeitschlitze innerhalb der Moduln verwendet werden. Betrachtet seien beispielsweise die möglichen Wege zwischen den Einheiten 92 und 94. Eine Verbindung kann durch die Einheit 93 hergestellt werden; eine andere Verbindung kann durch die Einheit 95 hergestellt werden.

Wenn auch nur die Fälle der Verwendung von drei und vier Vermittlungsmoduln vorstehend erläutert wurden, ist für den Fachmann klar, daß das Erfindungsprinzip auch für eine größere Anzahl von Moduln angewandt werden kann. Ebenfalls klar ist, daß die Querverbindungseinheiten in vielen verschiedenen Konfigurationen realisiert werden können.

Bei einem kurzen Vergleich der Verbindungssysteme gemäß den Fig. 5 und 9 mit den bekannten System gemäß Fig. 4 ist zu erkennen, daß die Leitungen zwischen den Moduln und den Querverbindungseinheiten 40, 41 und 42 sowohl die Funktion der direkten Verbindungen als auch die Funktion der Sammelleitung 37 der bekannten Anordnung gemäß Fig. 4 dadurch erfüllen, daß sie für Überläufe verwendet werden. Anders als bei der Anordnung gemäß Fig. 4 gibt es jedoch keine unbenutzten Anschlüsse zur Sammelleitung 37.

Das vorstehend beschriebene Verbindungssystem verwendet eine verteilte Anordnung, welche eine wirksame Signalführung durch Moduln ohne Benutzung von Zeitschlitzen bzw. Zeitkanälen innerhalb der Moduln ermöglicht. Querverbindungseinheiten werden verwendet, welche eine Signalführung in einer karussell- oder ringartigen Weise ermöglichen. Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt eine außerordentlich zuverlässige und kosteneffektive Verbindungsanordnung für Zeitmultiplex-Nachrichtensysteme zur Verfügung.

Claims (8)

1. Verbindungseinrichtung für ein Zeitmultiplex-Telefonvermittlungssystem unter Verwendung mehrerer, jeweils mehrere Fernmeldeleitungen, z. B. Fernleitungen und Teilnehmerleitungen verknüpfenden Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduln zum Konzentrieren von Signalen auf den Leitungen in digitale Zeitmultiplexsignale und zum Vermitteln bzw. Durchschalten der Signale zwischen den Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduln (40, 41, 42 - Fig. 5; 92...95 - Fig. 9) eine Querverbindungseinheit (60 - Fig. 6) mit ersten und zweiten Querverbindungseingängen (I₁, I₂) zur Aufnahme von Signalen aus anderen Einheiten und ersten und zweiten Querverbindungsausgängen (O₁, O₂) zur Übertragung von Signalen an andere Einheiten zugeordnet ist, wobei jede der Einheiten (60) zum Signalempfang von und zur Signalübertragung zu dem zugehörigen Vermittlungs- bzw. Durchschaltmodul geeignet ausgebildet ist, daß der zweite Ausgang (O₂) einer ersten Einheit (40; 92) mit dem ersten Eingang (I₁) einer zweiten Einheit (41; 93), der zweite Ausgang (O₂) der zweiten Einheit mit dem ersten Eingang (I₁) einer dritten Einheit (42; 94) und der zweite Ausgang (O₂) der letzten Einheit (42; 95) mit dem ersten Eingang (I₁) der ersten Einheit (40; 92) über erste Verbindungsleitungen (z. B. 99, 97) verbunden sind und daß der zweite Eingang (I₂) der ersten Einheit (40; 92) mit dem ersten Ausgang (O₁) der zweiten Einheit (41; 93), der zweite Eingang (I₂) der zweiten Einheit mit dem ersten Ausgang (O₁) der dritten Einheit (42; 94) und der zweite Eingang (I₂) der letzten Einheit (42; 95) mit dem ersten Ausgang (O₁) der ersten Einheit (40; 92) über zweite Verbindungsleitungen (z. B. 98, 96) verbunden sind.

2. Verbindungseinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vermittlungs- bzw. Durchschaltanordnung (63, 66, 71, 72, 74, 79) zum Vermitteln bzw. Durchschalten von Signalen vom ersten Eingang (I₁) entweder zum zweiten Ausgang (O₂) oder zum Modul, wobei die Verbindung zwischen dem ersten Eingang und dem zweiten Ausgang ohne Kopplung durch den Modul erfolgt, und zum Koppeln dieses Moduls mit den ersten Eingängen und Ausgängen und eine zweite Vermittlungs- bzw. Durchschaltanordnung (64, 65, 73, 77, 78, 80) zum Vermitteln bzw. Durchschalten von Signalen vom zweiten Eingang (I₂) entweder zum ersten Ausgang (O₁) oder zum Modul, wobei die Verbindung zwischen dem zweiten Eingang und dem ersten Ausgang (O₁) ohne Kopplung durch den Modul hergestellt ist, und zum Koppeln des Moduls mit den zweiten Eingängen und Ausgängen in jeder der Querverbindungseinheiten (60) vorgesehen sind.

3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Vermittlungs- bzw. Durchschaltanordnungen jeder der Querverbindungseinheiten (60) eine Zeitmultiplex-Sammelleitung (70) aufweisen, die mit den ersten und zweiten Eingängen (I₁, I₂) und den ersten und zweiten Ausgängen (O₁, O₂) verbunden und mit dem Vermittlungs- bzw. Durchschaltmodul gekoppelt ist.

4. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeder der Querverbindungseinheiten (60) zugeordnete Sammelleitung (70) mit einer Zeitmultiplex- Sammelleitung (50) des entsprechenden Vermittlungs- bzw. Durchschaltmoduls gekoppelt ist.

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vermittlungs- bzw. Durchschaltanordnung einen ersten Multiplexer zur Signalvermittlung bzw. -durchschaltung von dem ersten Eingang (I₁) entweder zum zweiten Ausgang (O₂) oder zum Modul aufweist.

6. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Multiplexer so angeordnet ist, daß er die Signalvermittlung bzw. -durchschaltung zu einer Zeitmultiplex-Sammelleitung (50) des zugehörigen Moduls herstellt.

7. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vermittlungs- bzw. Durchschaltanordnung jedes der Moduln einen zweiten Multiplexer zur Signalvermittlung bzw. -durchschaltung von dem zweiten Eingang (I₂) entweder zum ersten Ausgang (O₁) oder zum Modul aufweist.

8. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Multiplexer so angeordnet ist, daß er eine Signalvermittlung bzw. -durchschaltung zur Zeitmultiplex- Sammelleitung des zugehörigen Moduls bewirkt.