DE69935549T2 - Vorrichtung zum Paketmultiplexen - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Paketmultiplexierungsvorrichtung zum Multiplexieren von Paketen, die von mehreren Eingangs-Ports eingegeben werden und zu einem Ausgangs-Port ausgegeben werden, und auf ein Verfahren zum Arbeiten in einem Kommunikationssystem, das mehrere Netzkommunikationsanlagen umfasst, die durch Verzweigungsübertragungsleitungen mit einem lokalen Gegendienstknoten verbunden sind.
  • Diese Anmeldung beruht auf den Patentanmeldungen Nr. Hei 2-110954 und Hei 10-110777, eingereicht in Japan.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Für eine herkömmliche Paketmultiplexierungsvorrichtung wird das Round-Robin-Verfahren angewendet. in diesem Verfahren werden die Eingangs-Ports beginnend bei einem Eingangs-Port mit einer niedrigen Port-Nummer auf das Vorhandensein oder Fehlen von Paketen geprüft.
  • Das Round-Robin-Verfahren wird anhand von 10 erläutert. Die Paketmultiplexierungsvorrichtung besitzt n Eingangs-Ports (n ist eine ganze Zahl größer als 2) 1-0~1-(n-1) und einen Ausgangs-Port 2. Die Eingangs-Ports sind aufeinanderfolgend nummeriert. In diesem Fall bezeichnet ein Eingangs-Port 1-0 einen Eingangs-Port am Ort 0, bezeichnet 1-1 einen am Ort 1 und bezeichnet ähnlich der Eingangs-Port 1-(n-1) einen am Ort (n-1). Jeder Eingangs-Port ist mit entsprechenden Pufferspeichern 3-0 bis 3-(n-1) versehen. Die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 prüft in der Reihenfolge steigender Port-Nummern, ob in den individuellen Pufferspeichern Pakete gespeichert sind, wobei dann, wenn es ein Paket gibt, dieses Paket zum Ausgangs-Port 2 gesendet wird, während sie dann, wenn es kein Paket gibt, den nächsten Pufferspeicher prüft, der der nächsthöheren Port-Nummer entspricht. Dies ist das Verfahren zum Multiplexieren, das in der herkömmlichen Paketmultiplexierungsvorrichtung zum Multiplexieren von Paketen, die von den Eingangs-Ports 1-0~1-(n-1) eingegeben werden, und zum Ausgeben multiplexierter Pakete zum Ausgangs-Port 2 verwendet wird.
  • Wenn es in dem Round-Robin-Verfahren einen Eingangs-Port gibt, der häufig Pakete ausgibt, muss der Eingangs-Port, der unmittelbar hinter dem belegten Port ist, im Vergleich zu dem Eingangs-Port, der unmittelbar vor dem belegten Eingangs-Port ist, im Durchschnitt eine längere Zeitdauer darauf warten, dass sein Paket wiedergewonnen wird. Somit ergeben sich für die verschiedenen Eingangs-Ports Differenzen der Wartezeit.
  • Beim Betrieb in einem öffentlichen Netzsystem ist es notwendig, für alle über individuelle Eingangs-Ports verbundenen Anwender eine Gerechtigkeit des Dienstes zu garantieren. Dagegen konnte das herkömmliche Round-Robin-Verfahren keine einheitliche Behandlung aller Eingangs-Ports sicherstellen.
  • Dieses Problem der ungerechten Paketwiedergewinnung wird unter Verwendung eines in 10 gezeigten Beispiels ausführlicher erläutert. Es wird angenommen, dass m eine ganze Zahl kleiner als (n-1) ist und ein Fall betrachtet, dass in den (m)-ten Eingangs-Port Pakete mit einer höheren Rate als in die anderen Eingangs-Ports, die verhältnismäßig ungenutzt sind, eingegeben werden. Im Folgenden werden die Wartezeiten von Paketen im (m-1)-ten Port und im (m+1)-ten Port verglichen.
  • Wenn ein im (m-1)-ten Eingangs-Port ankommendes Paket sofort zum Ausgangs-Port 2 gesendet werden kann, ist der (m)-te Eingangs-Port nicht belegt. Im Vergleich dazu kann ein im (m+1)-ten Eingangs-Port ankommendes Paket sofort zum Ausgangs-Port 2 gesendet werden, wenn der (m)-te Eingangs-Port nicht belegt ist und wenn außerdem sein Pufferspeicher für den (m)-ten Eingangs-Port in der nächsten Runde der Prüfung des (m)-ten Eingangs-Ports unbesetzt ist. Aus diesem Grund ist die Wahrscheinlichkeit der sofortigen Paketausgabe vom (m+1)-ten Eingangs-Port niedriger als die vom (m-1)-ten Eingangs-Port. Mit anderen Worten, die durchschnittliche Wartezeit auf das Senden eines Pakets ist für einen Port, der vor dem belegten (m)-ten Eingangs-Port ist, d. h. für den (m+1)-ten Eingangs-Port, relativ zu einem Port, der hinter dem belegten (m)-ten Eingangs-Port m ist, d. h. zu dem (m-1)-ten Eingangs-Port, länger.
  • Somit gibt es in dem Round-Robin-Verfahren ein inhärentes Problem, dass in einem Kommunikationssystem, das von einer herkömmlichen Paketmultiplexierungsvorrichtung abhängt, die das Round-Robin-Verfahren verwendet, nicht für alle Anwender Gerechtigkeit beim Zugreifen auf einen Ausgangs-Port garantiert werden kann.
  • Ein Beispiel von Systemen, die eine solche Paketmultiplexierungsvorrichtung nutzen, ist ein Kommunikationssystem, das mehrere Netzkommunikationsanlagen (Anwender) umfasst, die über Verzweigungsübertragungsleitungen entgegengesetzt mit einem lokalen Dienstknoten (mit einer Teilnehmervermittlungsstelle) verbunden sind.
  • Im Folgenden wird ein Kommunikationsverfahren erläutert, das ein solches System verwendet.
  • 11 zeigt ein Beispiel des vorstehenden Kommunikationssystems, das n Netzkommunikationsanlagen (Com-Anlagen) 110-1~110-n (wobei n eine ganze Zahl größer als 2 ist) und einen lokalen Dienstknoten 120, die über einen Sternkoppler 130 mit einem Verzweigungsverhältnis von n:1 verbunden sind, enthält. Das heißt, die Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n mit dedizierten Glasfaserleitungen 140-1~140-n sind in einem Verhältnis von n:1 über einen Sternkoppler 130 mit einer Glasfaserleitung 150 mit einem lokalen Dienstknoten 120 verbunden. Mit anderen Worten, der lokale Dienstknoten 120 wird von mehreren Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n gemeinsam genutzt.
  • Jede der Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n enthält Netzabschlusseinheiten 111-1~110-n für die optoelektrische Signalumsetzung und für den Abschluss der zwischen dem lokalen Dienstknoten 120 und den Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n ausgetauschten Signale sowie Dienstfunktions-Schnittstelleneinheiten. Dieses Beispiel bezieht sich auf einen Fall der Multiplexierung von Anrufverbindungen zum Verbinden mit dem Fernnetz und mit LAN-Verbindungen. In diesem Beispiel umfassen die Schnittstelleneinheiten die Leitungsschnittstellen 112-1~112-n und die LAN-Schnittstellen 113-1~113-n. Die Leitungsschnittstellen 112-1~112-n sind mit entsprechenden Telephonen 114-1~114-n verbunden und die LAN-Schnittstellen 113-1~113-n sind mit entsprechenden Computern oder Leitungs-Hubs 115-1~115-n verbunden.
  • Der lokale Dienstknoten 120 umfasst: lokale Leitungsabschlusseinheiten 121-1~121-n für die optoelektrische Signalumsetzung und für den Austausch zwischen dem lokalen Dienstknoten 120 und den Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n ausgetauschter Signale; eine Querverbindungseinheit (XC-Einheit) 122; und die Schnittstelleneinheiten. Eine Schnittstelleneinheit umfasst ähnlich den Netz-Com-Anlagen eine Leitungsschnittstelle 123 und eine LAN-Schnittstelle 124. Die Leitungsschnittstelle 123 ist mit einer Austauscheinrichtung 125 verbunden und die LAN-Schnittstelle 124 ist mit einem Router 126 verbunden.
  • Ein Verfahren für die Kommunikation in einer solchen Verzweigungsübertragungsleitung ist die Verwendung eines Zeitkompressions-Multiplexverfahrens (TCM-Verfahrens), in dem Aufwärtssignale (von Netz-Com-Anlagen zu dem lokalen Dienstknoten) und Abwärtssignale (von dem lokalen Dienstknoten zu Netz-Com-Anlagen) über dieselbe Leitung übertragen werden, aber durch die Unterschiede in ihren Positionen in einer gemeinsamen Zeitbasis identifiziert werden.
  • 12 zeigt ein Kommunikationsdiagramm, das die Signalaustausche zwischen den Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n und der lokalen Leitungsabschlusseinheit 121 gemäß dem herkömmlichen Kommunikationsverfahren zeigt. Zur Vereinfachung wird nur der Fall der LAN-Verbindung erläutert. Ebenfalls zur Vereinfachung werden Synchronisationsrahmen für den Kommunikationskanal und optische Übertragungsverzögerungszeiten über Glasfasern weggelassen. Im Fall der LAN-Verbindung nutzen die Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n einen Kanal für die Übertragung der Signale gemeinsam.
  • In diesem Fall werden die Sendung und der Empfang von Signalen in Burst-Zyklen, d. h. in wiederholten Zyklen von Sende- und Empfangsaktionen, ausgeführt. In einem Burst-Zyklus werden der Abwärtssignalkanal (zum Übertragen von Abwärtssignalen von der lokalen Leitungsabschlusseinheit 121 zu den Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n) und der Abwärts-Com-Kanal, der von den Netz-Com-Anlagen gemeinsam genutzt wird, in dem Zeitmultiplexierungsmodell (TDM-Modell) in dem Abwärtskanal verarbeitet. Außerdem werden in dem Aufwärtskanal die Aufwärtssignal-Kanäle zum Übertragen von Signalen von den Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n zu der lokalen Leitungsabschlusseinheit 121 und der von den Netz-Com-Anlagen gemeinsam genutzte Aufwärts-Com-Kanal in der TDM-Betriebsart ähnlich verarbeitet.
  • Das Beispiel in 12 zeigt, dass vier Netz-Com-Anlagen 110-1~110-n einen Aufwärts-Com-Kanal gemeinsam nutzen. Um den Com-Kanal von vier Netz-Com-Anlagen gemeinsam zu nutzen, geben jene Anlagen, die die zu sendenden Daten haben, entsprechende Rahmenzuweisungsanforderungen an die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 aus. Die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 gibt in Reaktion auf die Rahmenzuweisungsanforderungen an jede der anfordernden Anlagen eine Rahmenübertragungsgenehmigung aus. Um das Datenvolumen von mehreren Anwendern zu erhöhen, das in dem Aufwärts-Com-Kanal übertragen werden kann, nimmt jede Netz-Com-Anlage die Informationen hinsichtlich der zu sendenden Datenmenge in die Rahmenzuweisungsanforderung auf und nimmt die lokale Leitungsabschlusseinheit die Informationen hinsichtlich der Rahmensendezeitgebung und einer genehmigten Länge von Rahmen für die Übertragung in die Rahmenzuweisungsgenehmigung auf.
  • Gemäß dem herkömmlichen Kommunikationsverfahren steuert somit die lokale Leitungsabschlusseinheit, wenn der Aufwärts-Com-Kanal von einer Anzahl von Netz-Com-Anlagen gemeinsam genutzt werden soll, die Zeitgebung der Ausgabe der Anwenderdaten an den Aufwärts-Com-Kanal und den Betrag der Nutzung in dem Aufwärts-Com-Kanal, wobei es auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Steueraktionen notwendig ist, die Anwenderanlagen über die Zeitgebungs- und Kanalverwendungsinformationen zu informieren. Diese Methodik erfordert, dass die lokale Leitungsabschlusseinheit eine schnelle Steuervorrichtung für die schnelle Ausführung komplexer Steueraktionen und eine große Schaltungsanordnung, die mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, sodass eine große Datenmenge behandelt werden sollte, verwendet.
  • US-A-5499238 beschreibt eine Multiplexierungsprozessvorrichtung für den asynchronen Übertragungsmodus (ATM-Multiplexierungsprozessvorrichtung) und ein Verfahren für die Verarbeitung einer Teilnehmerzugriffsvorrichtung für diensteintegrierende digitale Breitbandnetze. Die Vorrichtung ist mit einer Eingabepufferungseinrichtung zum vorübergehenden Speichern der Eingangszelle, mit einer Zellenidentifizierungseinrichtung, die die Eingangszellendaten pro QOS-Klasse klassifiziert, mit einer QOS-Klassen-Pufferungseinrichtung, die die Zellen pro Klasse speichert, mit einer Planungssteuereinrichtung, die die Planungsreihenfolge steuert, mit einer Planungseinrichtung, die die Zellen in der Planungsreihenfolge nach außen ausgibt, und mit einer Verbindungszustand-Managementeinrichtung, die den Netzbetreiber und die ATM-Multiplexierungsprozessvorrichtung verbindet, ausgestattet. Das Verfahren enthält einen ersten Schritt des Bestimmens, ob ein Puffer voll ist, nach dem Klassifizieren der Zellen, einen zweiten Schritt des Ausgebens der Zellen nach dem Gewähren der Priorität, falls der Puffer voll ist, und einen dritten Schritt des Ausgebens der Zellen in der Klassenreihenfolge, falls der Puffer nicht voll ist.
  • EP-A-0774848 beschreibt ein Verfahren für die Schaffung integrierter Paketdienste über ein Netz gemeinsam genutzter Medien. Das Verfahren weist in einem Paketvermittlungsnetz gemeinsam genutzter Medien Bandbreite zu, um sowohl elastische als auch inelastische Anwendungen zu versorgen. Das Verfahren, das durch eine oder in einer Kopfstellen-Steuereinheit ausgeführt wird, die einen Teil einer Bandzuweisungseinheit bildet, weist für mehrere über ein physikalisches Kommunikationsnetz mit der Bandzuweisungseinheit verbundene Netzzugriffseinheiten Bandbreiteübertragungsschlitze zu, wobei es Bandbreiteanforderungen in virtuelle Planungszeiten umsetzt, um den Zugriff auf die gemeinsam genutzten Medien zu garantieren. Das Verfahren kann einen gewichteten gerechten Warteschlangeneinreihungsalgorithmus oder einen virtuellen Taktalgorithmus verwenden, um eine Abfolge von Aufwärts-Schlitz/Sendezuweisungs-Gewährungen zu erzeugen. Das Verfahren unterstützt über Mechanismen, die der Dienstklasse mit den dringlichsten QoS-Anforderungen die höchste Priorität geben, mehrere Dienstqualitätsklassen (QoS-Klassen).
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Paketmultiplexierungsvorrichtung, die im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist, und auf ein Kommunikationsverfahren, das im unabhängigen Anspruch 8 definiert ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Paketmultiplexierungsvorrichtung, die durch wesentliches Angleichen der Wartezeit für ein von jedem Eingangs-Port wiederzugewinnendes Paket einen gleichen Zugriff auf einen Ausgangs-Port von mehreren Eingangs-Ports garantiert. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Erzielen desselben durch Zuweisen einer gleichen Bandbreite zu jedem Eingangs-Port.
  • In dem herkömmlichen Round-Robin-Verfahren der Paketmultiplexierung ist die Reihenfolge der Wiedergewinnung von Paketen von den Eingangs-Ports in allen Wiedergewinnungsrunden unverändert. Dieses inhärente Problem in dem herkömmlichen Verfahren wird in der vorliegenden Erfindung dadurch behoben, dass die Reihenfolge der Wiedergewinnung der Pakete von aufeinanderfolgenden Eingangs-Ports für jede Runde der Paketwiedergewinnung geändert wird.
  • In der vorliegenden Vorrichtung wird der Wiedergewinnungsprozess so gesteuert, dass die Reihenfolge der Wiedergewinnung von Paketen von den Eingangs-Ports jedem Port (vom Port 1 bis zum Port n) von der Wiedergewinnung 1 bis zur Wiedergewinnung n mit einer gleichen Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird, wobei n eine ganze Zahl größer als 2 ist.
  • Darüber hinaus wird der Wiedergewinnungsprozess so gesteuert, dass die Frequenz, mit der irgendein Eingangs-Port hinter einem paketausgebenden Port angeordnet werden soll, für alle Eingangs-Ports 1 bis n dieselbe ist. Mit anderen Worten, das Wiedergewinnungsverfahren kann sicherstellen, dass selbst dann, wenn es einen Eingangs-Port gibt, der Pakete häufig ausgibt, sichergestellt werden kann, dass ein bestimmter Eingangs-Port nicht immer hinter diesem belegten Eingangs-Port ist. Somit erhält jeder Eingangs-Port eine gleiche Wartezeit, bevor sein Paket wiedergewonnen wird.
  • Außerdem wird der Wiedergewinnungsprozess so gesteuert, dass eine Gesamtlänge der von einem Pufferspeicher wiedergewonnen Pakete für alle Pufferspeicher kleiner als eine bestimmte Länge ist. Alternativ kann für jeden Eingangs-Port ein Ringpuffer verwendet werden, sodass Pakete mit Schwanzdaten in einem Gebiet des Ringpuffers alle in der Reihenfolge ihrer Ankunft wiedergewonnen werden. Ein solches Verfahren ermöglicht die Angleichung der Bandbreite aller in dem System arbeitenden Eingangs-Ports.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kommunikationsverfahrens in einem Kommunikationssystem, das eine Anzahl von Netzkommunikationsanlagen umfasst, die über Verzweigungsleitungen mit einem lokalen Server-Knoten entgegengesetzt verbunden sind, unter Verwendung kleiner Schaltungen und ohne die Notwendigkeit schneller Steuerungen.
  • Das Merkmal des vorliegenden Verfahrens ist, dass innerhalb eines Burst-Zyklus wenigstens zwei Rahmenpakete für die Aufwärts-Kommunikation definiert werden, die von jeder Netzkommunikationsanlage gemeinsam verwendet werden, und dass den Anwendern in den Rahmenpaketeinheiten Rahmenpakete zugewiesen werden.
  • Da es nur notwendig ist, auf eine Netzanlage zu antworten, indem der Ort der zu verwendenden Rahmenpakete angewiesen wird, vereinfacht dieses Verfahren die Zuweisungsverarbeitung, wodurch die Notwendigkeit schneller Steuervorrichtungen zum Durchführen komplexer Steuerfunktionen, die in dem herkömmlichen Verfahren erforderlich sind, beseitigt wird. Somit ermöglichen die vorliegende Paketmultiplexierungsvorrichtung und das vorliegende Paketmultiplexierungsverfahren das Management von Kommunikationsaufgaben mit hoher Geschwindigkeit auf der Grundlage viel kleinerer Steuerschaltungen.
  • Es wird angemerkt, dass die Bezugszeichen nur aus Klarheitsgründen verwendet werden und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1A, 1B sind Blockschaltpläne einer ersten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 2A, 2B sind Blockschaltpläne einer zweiten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Blockschaltplan einer dritten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 4A, 4B sind Blockschaltpläne einer vierten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist ein Blockschaltplan einer fünften Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kommunikationsaktionen der in 5 gezeigten Paketmultiplexierungsvorrichtung.
  • 7A, 7B sind Blockschaltpläne einer sechsten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist ein Blockschaltplan einer siebenten Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist ein Blockschaltplan einer weiteren Ausführungsform der lokalen Dienstpaket-Kommunikationsschnittstelle.
  • 10 ist ein Blockschaltplan einer herkömmlichen Paketmultiplexierungsvorrichtung.
  • 11 ist ein Beispiel der Komponentenkonfiguration in der Paketmultiplexierungsvorrichtung.
  • 12 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Kommunikationsaktionen in dem herkömmlichen Paketmultiplexierungsverfahren der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 14 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 15 ist ein Diagramm, das ein weiteres Verfahren für die Kommunikation in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 16 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 17 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 18 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 19 ist ein Diagramm, das die Kommunikationsaktionen in der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird angemerkt, dass die folgenden Ausführungsformen zu Veranschaulichungszwecken gegeben werden und dass sie die offenbarten Ansprüche nicht einschränken sollen. Außerdem wird hervorgehoben, dass je nach dem Wesen der Anwendungen nicht immer die Kombinationen aller in den Ausführungsformen dargestellten Merkmale notwendig ist.
  • Zunächst wird die Paketmultiplexierungsvorrichtung erläutert. Anschließend wird das Kommunikationsverfahren der vorliegenden Erfindung in einem System erläutert, das mehrere Netzkommunikationsanlagen und einen lokalen Dienstknoten, die durch Verzweigungsübertragungsleitungen entgegengesetzt verbunden sind, umfasst.
  • [Ausführungsform 1 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • Die 1A, 1B zeigen die Konfiguration der ersten Ausführungsform bzw. ein Paketauswahlverfahren.
  • Wie in 1A gezeigt ist, umfasst die Paketmultiplexierungsvorrichtung: n Eingangs-Ports 1-0~1-(n-1), wobei n eine ganze Zahl größer als 2 ist, und einen Ausgangs-Port 2, wobei jeder Eingangs-Port mit entsprechenden Pufferspeichern 3-1~3-(n-1) für die temporäre Speicherung von Paketen versehen ist. Es ist ein Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 zur Bestimmung der Reihenfolge der Wiedergewinnung eines Pakets von den Eingangs-Ports vorgesehen. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 weist die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 über die Reihenfolge der Wiedergewinnung eines Pakets von den Eingangs-Ports an, und die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 gewinnt Pakete von den Pufferspeichern 3-1~3-(n-1) in der von dem Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 angewiesenen Abfolge wieder. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 funktioniert in der Weise, dass die Reihenfolge der Paketwiedergewinnung nach jeder abgeschlossenen Runde der Eingangs-Port-Prüfung geändert wird, sodass jeder Eingangs-Port eine gleiche Wahr scheinlichkeit besitzt, in der Paketwiedergewinnungsabfolge Wiedergewinnung 1, Wiedergewinnung 2 ... bis Wiedergewinnung zu sein.
  • Nachfolgend wird die Arbeit des Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitts 10 erläutert. In diesem Beispiel gibt es n = 2p Stück Eingangs-Ports (wobei p eine ganze Zahl größer als 1 ist). Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 umfasst einen Zähler 11, um die Reihenfolge der Prüfung der Eingangs-Ports zu zeigen, und einen Zähler 12, um die Reihenfolge der Prüfung zu ändern. Der Zähler 11 wird für jeden Zählwert vom Zählwert 0 bis zum Zählwert (n-1) um einen Zählwert inkrementiert und kehrt nach Erreichen des Zählwerts (n-1) zum Zählwert 0 zurück. Der Zähler 12 wird für jede Runde des Zählers 11 vom Zählwert 0 bis zum Zählwert (n-1) um einen Zählwert inkrementiert und kehrt nach Erreichen des Zählwerts (n-1) zum Zählwert 0 zurück. Ferner ist der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 mit einem Abfolgeberechnungsabschnitt 13 versehen, um für jedes Ausgabebit von den Zählern 11 und 12 einen Exklusiv-Oder-Wert zu berechnen, wobei er die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 über diesen Wert unterrichtet.
  • Der Betrieb der ersten Ausführungsform wird unter Verwendung eines Beispiels erläutert. In diesem Beispiel wird angenommen, dass es vier Eingangs-Ports gibt, die in dieser Reihenfolge durch die Nummern 0, 1, 2 und 3 identifiziert sind, wobei die Zähler 11, 12 die Port-Nummern 0, 1, 2 oder 3 ausgeben. Es sind die folgenden Phasen enthalten.
    • (1) Zunächst zeigt der Zähler 12 0 (in der Binärskala ist "00" gezeigt) und wird der Zähler 11 von 0 ("00") auf 3 ("11") inkrementiert, wobei der Abfolgeberechnungsabschnitt 13 aufeinanderfolgend für jedes Ausgangsbit von den Zählern 11 und 12 einen Exklusiv-Oder-Wert berechnet. Die Ausgabe des Abfolgeberechnungsabschnitts 13 zeigt aufeinanderfolgend eine Abfolge von 0 ("00" = "00" xor "00"; "xor" zeigt die Berechnung des Exklusiv-Oder für jedes Bit von 2 Werten), 1 ("01" = "00" xor "01"), 2 ("10" = "00" xor "10"), 3 ("11" = "00" xor "11"), sodass ein Paket in der Abfolge Eingangs-Port 0, Eingangs-Port 1, Eingangs-Port 2 und Eingangs-Port 3 wiedergewonnen wird.
    • (2) Nachfolgend wird der Zähler 12 um 1 ("01") inkrementiert und die Ausgabe des Zählers 11 von 0 ("00") bis 3 ("11") erneut inkrementiert. An diesem Punkt zeigt die Ausgabe des Abfolgeberechnungsabschnitts 13 eine Abfolge 1 ("01" = "01" xor "00"), 0 ("00" = "01" xor "01") 3 ("11" = "01" xor "10"), 2 ("10" = "01" xor "11"), sodass ein Paket in der Reihenfolge Eingangs-Port 1, Eingangs-Port 0, Eingangs-Port 3 und Eingangs-Port 2 wiedergewonnen wird.
    • (3) Wenn die Ausgabe des Zählers 12 nachfolgend auf 2 inkrementiert worden ist, wird die Ausgabe des Zählers 11 erneut von 0 bis 3 inkrementiert. An diesem Punkt zeigt die Ausgabe des Abfolgeberechnungsabschnitts 13 eine Abfolge 2 ("10" = "10" xor "00"), 3 ("11" = "10" xor "01"), 0 ("00" = "10" xor "10"), 1 ("01" = "10" xor "11"), sodass ein Paket in der Reihenfolge Eingangs-Port 2, Eingangs-Port 3, Eingangs-Port 0 und Eingangs-Port 1 wiedergewonnen wird.
    • (4) Wenn die Ausgabe des Zählers 12 nachfolgend auf 3 inkrementiert worden ist, wird die Ausgabe des Zählers 11 erneut von 0 auf 3 inkrementiert. An diesem Punkt zeigt die Ausgabe des Abfolgeberechnungsabschnitts 13 eine Abfolge 3 ("11" = "11" xor "00"), 2 ("10" = "11" xor "01"), 1 ("01" = "11" xor "10"), 0 ("00" = "11" xor "11"), sodass ein Paket in der Reihenfolge Eingangs-Port 3, Eingangs-Port 2, Eingangs-Port 1 und Eingangs-Port 0 wiedergewonnen wird.
    • (5) An diesem Punkt kehrt der Zähler 12 zu 0 zurück und kehrt der Prozess zur Phase (1) zurück. Die Ergebnisse der von der Exklusiv-Oder-Operation auf der Grundlage der Ausgangs-Bits der Zähler 11 und 12 erhaltenen Eingangs-Port-Abfolge sind in 1B gezeigt.
  • Bei Konzentration auf den Eingangs-Port 1 ist die Reihenfolge der Paketwiedergewinnung in der Phase (1) das zweite, in der Phase (2) das erste, in der Phase (3) das vierte und in der Phase (4) das dritte, sodass das Paket in jeder Runde der Prüfung der Eingangs-Ports mit der gleichen Frequenz wiedergewonnen wird. Darüber hinaus folgt der Eingangs-Port 1 in der Phase (1) nach dem Eingangs-Port 0, in der Phase (2) nach dem Eingangs-Port 3, in der Phase (3) nach dem Eingangs-Port 0 und in der Phase (4) nach dem Eingangs-Port 2. Mit anderen Worten, kein Eingangs-Port folgt für die Paketwiedergewinnung wie im Fall des Round-Robin-Verfahrens ständig auf einen bestimmten Eingangs-Port.
  • Unter Verwendung der oben dargelegten Paketmultiplexierungsvorrichtung wird das Verfahren so gesteuert, dass die Paketwiedergewinnungsabfolge nach jeder Runde der Zählung der Eingangs-Ports geändert wird und dass die Reihenfolge von Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n so zugeordnet wird, dass für alle Eingangs-Ports die gleiche Wahrscheinlichkeit geliefert wird. Somit ist selbst dann, wenn ein bestimmter Eingangs-Port Pakete mit einer höheren Rate als andere Eingangs-Ports empfängt, die durchschnittliche Wartezeit für ein Paket von dem Zeitpunkt, zu dem es an einem Eingangs-Port ankommt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es von diesem Eingangs-Port wiedergewonnen wird, für alle Eingangs-Ports dieselbe. Dadurch stellt dieses Verfahren sicher, dass alle Eingangs-Ports für das Zugreifen auf den Ausgangs-Port gerecht behandelt werden.
  • [Ausführungsform 2 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • Bei der Durchsicht der Ergebnisse der ersten Ausführungsform wird angemerkt, dass der Eingangs-Port 1 zweimal von den vier Runden nach dem Eingangs-Port 0 kam, wobei vom Standpunkt einer höheren Wahrscheinlichkeit, hinter einem bestimmten Eingangs-Port zu sein, keine vollständige Gerechtigkeit erzielt worden ist. Zur Lösung dieses Problems muss nicht nur sichergestellt werden, dass die Reihenfolge der Wiedergewinnung allen Eingangs-Ports mit der gleichen Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird, sondern auch, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Eingangs-Port einem weiteren Eingangs-Port vorangeht, für alle Eingangs-Ports 1 bis n die gleiche ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist es notwendig, die Abfolge für n Ports in n! (n Fakultät) Arten zu entwickeln. Die 2A, 2B zeigen die zweite Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung.
  • Wie in 2A gezeigt ist, ist die Konfiguration der Paketmultiplexierungsvorrichtung abgesehen von dem Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 20 dieselbe wie in der ersten Ausführungsform. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 20 umfasst (n-1) Stück Zähler 21-0~21-(n-2) und einen Abfolgeberechnungsabschnitt 22. Der Zähler 21-0 wird für jede Prüfrunde der Eingangs-Ports von 0 bis (n-1) um 1 inkrementiert und kehrt zu 0 zurück, nachdem der Zählwert (n-1) erreicht. Der Zähler 21-1 wird für jede Runde des Zählers 21-0 von 0 bis (n-2) um 1 inkrementiert und kehrt nach (n-2) zu 0 zurück. Ähnlich wird der Zähler 21-(n-2) für jeder Runde des Zählers 21-(n-3) von 0 bis 1 um 1 inkrementiert und kehrt nach 1 zu 0 zurück.
  • Der Abfolgeberechnungsabschnitt 22 bestimmt durch Einstellen des Zählwerts der (n-1) Stück Zähler 21-0~21-(n-2) in Übereinstimmung mit der folgenden Regel die Abfolge der Paketwiedergewinnung. Es wird angenommen, dass die Eingangs-Port-Nummer für die Wiedergewinnung 1 die Ausgabenummer des 0-ten Zählers 21-0 ist. Der Eingangs-Port für die Wiedergewinnung 2 wird dadurch erhalten, dass die Eingangs-Port-Nummern 0 bis (n-1) von niedrig nach hoch angeordnet werden, der Eingangs-Port, der bereits ausgewählt worden ist, ausgenommen wird und die Eingangs-Port-Nummer als der Zählwert des ersten Zählers 21-1 plus 1 ausgewählt wird. Der Eingangs-Port für die Wiedergewinnung 3 wird dadurch erhalten, dass die Eingangs-Port-Nummern 0 bis (n-1) von niedrig bis hoch angeordnet werden, der Eingangs-Port, der bereits ausgewählt worden ist, ausgenommen wird und die Eingangs-Port-Nummer als der Zählwert des zweiten Zählers 21-2 plus 1 ausgewählt wird. Ähnlich wird nach der Bestimmung der Reihenfolge der Paketwiedergewinnung für die verbleibenden (n-1) Eingangs-Ports die Eingangs-Port-Nummer für die Wiedergewinnung n die in den Zählwerten 0 bis (n-1) verbleibende Nummer.
  • Der Betrieb der zweiten Ausführungsform wird unter Verwendung eines Beispiels erläutert. Es wird angenommen, dass es vier Eingangs-Ports gibt, die durch die Nummern 0, 1, 2 und 3 identifiziert sind. Der Zähler 21-0 gibt die Nummern 0, 1, 2, 3 aus; der Zähler 21-1 gibt die Nummern 0, 1, 2 aus; und der Zähler 21-2 gibt die Nummern 0, 1 aus.
  • Es gibt vierundzwanzig Arten, die Zählerausgangswerte anzuordnen, die in 2B gezeigt sind. Die in der Zählerausgabespalte in 2B gezeigten Ziffern repräsentieren von links eine von den Zählern 21-0, 21-1, 21-2 ausgegebene Ziffer. Zum Beispiel wird die Abfolge der Paketwiedergewinnung wie folgt erhalten, wenn die Zählerausgabe [000] ist: die erste Wiedergewinnung erfolgt in einer Abfolge der Eingangs-Ports 0, 1, 2, 3 vom Port 0 (Ausgabenummer des Zählers 21-0); die zweite erfolgt in einer Abfolge der verbleibenden Ports 1, 2, 3 vom Port 1, d. h. (0 [Ausgabenummer des Zählers 21-2] + 1 = 1, erster Port); die dritte erfolgt in einer Abfolge der verbleibenden Ports 2, 3 vom Port 2, d. h. (0 [Ausgabenummer des Zählers 21-2] + 1 = 1, erster Port); und die vierte ist der verbleibende Port 3. Wenn der Zählerwert [120] ist, erfolgt die erste Wiedergewinnung vom Port 1 (Ausgabenummer des Zählers 21-0) der Ports 0, 1, 2, 3; die zweite vom Port 3 (2 [Ausgangnummer des Zählers 21 – 1] + 1 = 3, dritter Port) der verbleibenden Ports 0, 2, 3; erfolgt die dritte vom Port 0 (0 [Ausgabenummer des Zählers 21-2] + 1 = 1, erster Port), der der erste der verbleibenden 0, 2 ist; und erfolgt die vierte vom Port 2, der der verbleibende Port ist.
  • In 2B findet bei Konzentration auf den Eingangs-Port 0 unter den vierundzwanzig Arten der Ablaufsteuerung der Eingangs-Ports die erste Wiedergewin nung sechsmal statt; die zweite Wiedergewinnung sechsmal statt; die dritte Wiedergewinnung sechsmal statt; und die vierte Wiedergewinnung sechsmal statt. Außerdem kann bei der Suche nach bevorzugten Kombinationen von Ports angemerkt werden, dass auf eine Wiedergewinnung vom Eingangs-Port 0 sechsmal eine Wiedergewinnung vom Eingangs-Port 1 folgt; sechsmal eine vom Port 2 folgt; und sechsmal eine vom Port 3 folgt.
  • Die gleichen Ergebnisse, wie sie oben für den Eingangs-Port 0 dargestellt wurden, werden für die Eingangs-Ports 1-3 erhalten.
  • Unter Verwendung einer solchen Paketmultiplexierungsvorrichtung wird die Abfolge der Paketwiedergewinnung jedem Eingangs-Port für die Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n mit der gleichen Wahrscheinlichkeit zugewiesen und ist außerdem die Wahrscheinlichkeit, dass ein Eingangs-Port auf einen anderen Eingangs-Port folgt, für alle Eingangs-Ports 0~(n-1) dieselbe. Dementsprechend ist die durchschnittliche Wartezeit, ein Zeitintervall von einem Eintritt eines Pakets bis zu einer Wiedergewinnung des Pakets, für alle Eingangs-Ports die gleiche, wodurch für alle Eingangs-Ports die Gerechtigkeit des Zugriffs auf einen Eingangs-Port sichergestellt ist.
  • [Ausführungsform 3 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • Bei Durchsicht der vorigen Ausführungsformen behandelte die erste Ausführungsform einen Fall der Bestimmung der Wiedergewinnungsabfolge in mehreren Eingangs-Ports n, die durch np (p ist eine ganze Zahl größer als 1) dargestellt ist, unter Verwendung eines Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitts 10 mit zwei Zählern. Die zweite Ausführungsform behandelte einen Fall der Bestimmung der Wiedergewinnungsabfolge in mehreren Zählern. In der darzustellenden dritten Ausführungsform kann die Anzahl der Eingangs-Ports irgendeine ganze Zahl sein und braucht nicht notwendig auf einer Potenz von 2 zu beruhen. In diesem Fall wird eine Tabelle derart vorbereitet, dass die Abfolge der Paketwiedergewinnung, 1~n, für jeden Eingangs-Port mit der gleichen Wahrscheinlichkeit zugewiesen wird. Die Wiedergewinnungsabfolge wird daraufhin auf der Grundlage dieser Tabelle entschieden.
  • Die Vorrichtung der dritten Ausführungsform wird ausführlicher beschrieben.
  • Wie in 3 gezeigt ist, hat die Vorrichtung abgesehen von dem Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 30 die gleichen Komponenten wie in der ersten Ausführungsform. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 30 besitzt einen Tabellenablagespeicher 31 mit einer Tabelle, die eine Wiedergewinnungsabfolge derart gibt, dass die Reihenfolge der Wiedergewinnungs-Ports für jede Wiedergewinnungsrunde für alle Eingangs-Ports geändert wird und dass jede Wiedergewinnung, Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n, die gleiche Wahrscheinlichkeit besitzt, einem Eingangs-Port zugewiesen zu werden. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 30 besitzt einen Abfolgeausleseabschnitt 32, um diese Tabelle aufeinanderfolgend zu lesen, und weist die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 gemäß dem gelesenen Wert an.
  • Die in dem Tabellenablagespeicher 31 gespeicherte Tabelle enthält eine Wiedergewinnungsabfolge derart, dass jeder Eingangs-Port für die Wiedergewinnung 1 mit der gleichen Wahrscheinlichkeit wie für die Wiedergewinnung n zugewiesen wird. Zum Beispiel kann die Tabelle eine Abfolge enthalten, die gemäß den 2p Arten der Anordnung der 2p Eingangs-Ports, die in der ersten Ausführungsform erläutert wurden, oder gemäß den n! Arten der Anordnung von n Stück Eingangs-Ports, die in der zweiten Ausführungsform erläutert wurden, berechnet wird. Außerdem ist es zulässig, eine Tabelle zu verwenden, die auf anderen Verfahren zum Berechnen der Abfolge der Anordnung von n Eingangs-Ports auf n Arten beruht. Außerdem können unter Verwendung einer Tabelle, die auf der Anordnung von n Eingangs-Ports auf n! Arten beruht, alle Kombinationen realisiert werden.
  • [Ausführungsform 4 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • In den bisher dargestellten Ausführungsformen wurde eine Wiedergewinnungsabfolge für jeden Eingangs-Port unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen eines Pakets in jedem Eingangs-Port bestimmt. In der vierten Ausführungsform erhalten nur jene Eingangs-Ports mit einem Paket in dem entsprechenden Puffer-Speicher eine Genehmigung für die Paketwiedergewinnung.
  • Die 4A, 4B veranschaulichen die Paketmultiplexierungsvorrichtung der Ausführungsform 4 und ihre Aktionen. Wie in 4A gezeigt ist, sind n Eingangs-Ports (n ist eine ganze Zahl größer als 2) 1-0~1-(n-2) vorgesehen und ist ein Ausgangs-Port 2 vorgesehen. Jeder Eingangs-Port ist mit einem Pufferspeicher 3-0~3-(n-1), mit einem Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30), mit einer Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 und mit einer Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 versehen.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung erläutert. Wenn bei einem Eingangs-Port ein Paket ankommt, wird das Paket zunächst in dem entsprechenden Pufferspeicher angeordnet, während die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 zunächst an die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 zusammen mit der eigenen Eingangs-Port-Kennung (ID) einen Paketvermerk sendet, die darüber informiert, dass ein Paket in dem Pufferspeicher ist. Die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 berechtigt jene Eingangs-Ports, die einen Paketvermerk gesendet haben, das Paket gemäß der durch den Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) gegebenen Abfolge auszugeben. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt ändert die Reihenfolge der berechtigten Eingangs-Ports für jede Runde der Prüfung der berechtigten Eingangs-Ports in der Weise, dass alle Eingangs-Ports die Paketausgabeabfolge in der gleichen Frequenz gemeinsam nutzen.
  • Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) folgt den in der ersten (oder zweiten oder dritten) Ausführungsform beschriebenen Schritten, um unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen des Pakets in den n Stück Eingangs-Ports eine Abfolge von Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n zu spezifizieren. Daraufhin werden nur jene Eingangs-Ports ausgewählt, die einen Paketvermerk gesendet haben, wobei zugelassen wird, dass sie die Pakete in der abgeleiteten Wiedergewinnungsabfolge ausgeben.
  • Zum Beispiel wird angenommen, dass eine in 1B gezeigte Wiedergewinnungsabfolge bestimmt worden ist. Der serielle Ausgangsstrom ist in 4B gezeigt. Zum Beispiel empfängt der Eingangs-Port 0 in Phase (3) eine Genehmigung zum Ausgeben eines Pakets und gibt ein Paket aus. An diesem Punkt wird angenommen, dass es in dem Pufferspeicher des Eingangs-Ports 3 kein Paket gibt und dass die Eingangs-Ports 1 und 2 mitgeteilt haben, dass jeder ein Paket besitzt. Die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 berechtigt hier den Eingangs-Port 1, das Paket über die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 auszugeben, wobei dann, wenn der Eingangs-Port 3 keinen Paketvermerk gesendet hat, während der Eingangs-Port 1 das Paket ausgibt, der Eingangs-Port 3 übersprungen wird und der Eingangs-Port 2 zum Ausgeben des Pakets berechtigt wird. Dementsprechend besteht dadurch, dass nur zugelassen wird, dass jene Eingangs-Ports, die an die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 einen Paketvermerk gesendet haben, ein Paket ausgeben, keine Notwendigkeit, das Vorhandensein oder Fehlen eines Pakets in den Pufferspeichern aller Eingangs-Ports zu prüfen. Somit wird die Multiplexierungsproduktivität verbessert. Außerdem ist es unter Verwendung einer solchen Paketmultiplexierungsvorrichtung möglich, den Wiedergewinnungsprozess so zu steuern, dass die Frequenz, an der Paketausgabeposition zu sein, von allen Eingangs-Ports gleich genutzt wird.
  • [Ausführungsform 5 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • In allen bisher dargestellten Ausführungsformen war die Anzahl der Pakete, die in einer Wiedergewinnung von jedem Eingangs-Port wiedergewonnen werden, nicht besonders beschränkt. In der fünften Ausführungsform wird die Anzahl der Pakete derart beschränkt, dass die Länge des in einer Wiedergewinnungsoperation wiedergewonnenen Pakets für alle Eingangs-Ports gleich ist.
  • 5 zeigt einen Blockschaltplan der Vorrichtung der fünften Ausführungsform.
  • Die Vorrichtung besitzt n (eine ganze Zahl größer als 2) Eingangs-Ports 1-0~1-(n-1) und einen Ausgangs-Port 2. Ferner sind die Eingangs-Ports mit entsprechenden Pufferspeichern 3-0~3-(n-1) für die temporäre Speicherung eines Pakets versehen. Außerdem umfasst die Vorrichtung einen Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30), eine Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4, eine Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 und einen Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung erläutert. Wenn ein Paket in einem Eingangs-Port ankommt, wird das Paket zunächst in dem entsprechenden Pufferspeicher gespeichert, während die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 zusammen mit der entsprechenden Eingangs-Port-ID einen Paketvermerk an die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 sendet. Die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 sendet außerdem die relevante Eingangs-Port-Nummer und die Paketlängeninformationen an den Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete. Nachfolgend berechtigt die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 jene Eingangs-Ports, die den Paketvermerk gesendet haben, in einer durch den Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) bestimmten Abfolge, ein Paket wiederzugewinnen. Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsab schnitt 10 ändert die Abfolge berechtigter Eingangs-Ports für jede Runde der Prüfung der berechtigten Eingangs-Ports und steuert den Wiedergewinnungsprozess derart, dass es keinen Unterschied der Frequenz gibt, mit der irgendwelche Eingangs-Ports in der Paketausgabeabfolge sind.
  • Falls hier für jene Eingangs-Ports, die einen Paketvermerk gesendet haben, ein weiteres Paket ankommt, bevor die Berechtigung empfangen worden ist, wird das neu angekommene Paket hinzugeführt und in dem relevanten Pufferspeicher gespeichert, woraufhin die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 die Paketlängeninformationen des neuen Pakets an den Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete sendet.
  • Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) folgt den in der ersten Ausführungsform (oder in der zweiten oder in der dritten Ausführungsform) beschriebenen Schritten zum Spezifizieren von Wiedergewinnungsabfolgen von Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen des Pakets in den n Stück Eingangs-Ports. Daraufhin werden nur jene Eingangs-Ports ausgewählt, die einen Paketvermerk gesendet haben, wobei zugelassen wird, dass sie Pakete gemäß der abgeleiteten Wiedergewinnungsabfolge ausgeben.
  • Der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete berechnet durch Addieren der neuen Paketlängen, während sie gemäß den in den entsprechenden Eingangs-Ports empfangenen Paketlängeninformationen ankommen, für jeden Eingangs-Port eine Summe der Paketlängen. Die Anzahl zulässiger Pakete wird durch den Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete derart bestimmt, dass die Summe der Paketlängen kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wobei diese Daten an die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 gesendet werden. Ein Eingangs-Port, der eine Rahmenübertragungsgenehmigung empfängt, sendet die durch den Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewonnener Pakete bestimmte Anzahl von Paketen aus. Falls der Pufferspeicher in dieser Phase eine Anzahl von Paketen enthält, die größer als die durch den Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewonnener Pakete bestimmte zulässige. Anzahl von Paketen ist, müssen die Pakete, die nicht ausgegeben worden sind, zurückgelassen werden und muss der relevante Eingangs-Port auf die nächste Genehmigung warten.
  • Anhand von 6 wird ein bestimmtes Beispiel des Betriebs der Vorrichtung der sechsten Ausführungsform dargestellt. In diesem Beispiel gibt es drei Eingangs-Ports, wobei die Paketlänge, die in einem Burst-Zyklus von jedem Eingangs-Port ausgegeben werden kann, eine maximale Menge L hat. Es wird angenommen, dass: der Eingangs-Port 1 in der Reihenfolge a1, a2, a3, a4 vier Pakete jeweils der Länge L/3 empfängt; dass der Eingangs-Port 2 in der Reihenfolge b1, b2, b3, b4 vier Pakete jeweils der Länge L/2 empfängt; dass der Eingangs-Port 3 in der Reihenfolge c1, c2 zwei Pakete jeweils der Länge L empfängt. Diese Daten werden in den entsprechenden Pufferspeichern gespeichert.
  • Die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 meldet dem Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete jedes Mal, wenn in den entsprechenden Eingangs-Ports ein Paket empfangen wird, dass: der Eingangs-Port 1 ein Paket der Länge L/3 empfangen hat; der Eingangs-Port 2 ein Paket der Länge L/2 empfangen hat; und der Eingangs-Port 3 ein Paket der Paketlänge L empfangen hat.
  • Der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete berechnet auf der Grundlage der mitgeteilten Paketlänge und der vorgegebenen Paketlänge L für jeden Eingangs-Port eine Anzahl wiedergewinnbarer Pakete. Dieser Prozess wird für den Fall des Betriebs der Eingangs-Ports 1 erläutert. Der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete summiert die mitgeteilten Paketlängen in der Reihenfolge Paket a1, Paket a2 usw. Da die Paketlängensumme für die Pakete a1, a2, a3 gleich der maximal zulässigen Paketlänge L ist, bestimmt der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete, dass die Anzahl wiedergewinnbarer Pakete vom Eingangs-Port 1 drei ist. Ähnlich bestimmt der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete, dass die Anzahl wiedergewinnbarer Pakete für den Eingangs-Port 2 zwei Pakete ist und für den Eingangs-Port 3 ein Paket ist. Daraufhin sendet der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete die Informationen hinsichtlich der entsprechenden Anzahl wiedergewinnbarer Pakete an die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5. Es wird angemerkt, dass der Abschnitt 6 für die Auswahl wiedergewinnbarer Pakete die Paketinformationen (Längendaten und andere) über die wiedergewonnenen Pakete aus den entsprechenden Pufferspeichern löscht, um eine Verdoppelung der Verarbeitung zu vermeiden.
  • Nachfolgend wird angenommen, dass der Eingangs-Port 1 eine Rahmenübertragungsgenehmigung empfängt, woraufhin der Eingangs-Port 1 die Pakete a1, a2, a3 in der Reihenfolge ihrer Ankunft sendet. Ähnlich sendet der Eingangs-Port 2 die Pakete b1, b2 in der Reihenfolge ihrer Ankunft, wenn er eine Genehmigung empfängt. Wenn der Eingangs-Port 3 eine Genehmigung empfängt, sendet er das Paket c1, das zuerst angekommen ist.
  • Dadurch, dass eine solche Prozedur befolgt wird, gleicht die Paketmultiplexierungsvorrichtung dieser Ausführungsform die Betriebsbandbreite jedes Eingangs-Ports an.
  • Ein Paket mit einer maximalen Paketlänge kann hier dadurch ausgegeben werden, dass die vorgegebene Paketlängensumme länger als die maximale Paketlänge gemacht wird. Außerdem kann ein Paket mit einer Paketlänge, die länger als die vorgegebene Länge ist, dadurch ausgegeben werden, dass die größere Zahl der Zahl 1 oder der Anzahl der Pakete, deren Paketlängensumme gleich oder kleiner der vorgegebenen Paketlänge ist, ausgewählt wird und die ausgewählte Zahl als Ausgabeanzahl der Pakete eingestellt wird.
  • In diesem Beispiel gibt die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 Paketvermerke aus und berechtigt die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 in Reaktion darauf (wie im Fall der vierten Ausführungsform) Paketwiedergewinnungen für die Eingangs-Ports, wobei aber die Eingangs-Ports (wie in der ersten bis dritten Ausführungsform verkörpert) unabhängig von dem Vorhandensein von Paketen in den Eingangs-Ports angeordnet werden können.
  • Unter Verwendung dieser Paketmultiplexierungsvorrichtung kann die Bandbreite unter den Eingangs-Ports angeglichen werden, sodass die Eingangs-Ports, die häufig ein langes Paket ausgeben, gegenüber Eingangs-Ports, die häufig kurze Pakete ausgeben, angeglichen werden können.
  • [Ausführungsform 6 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • Die sechste Ausführungsform der Paketmultiplexierungsvorrichtung verwendet für den Pufferspeicher zum Steuern der Anzahl von den Eingangs-Ports an den Ausgangs-Port auszugebender Pakete Ringpuffer.
  • Die 7A, 7B zeigen einen Blockschaltplan der Vorrichtung. Wie in 7A gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung n (eine ganze Zahl größer als 2) Eingangs-Ports 1-0~1-(n-1) und einen Ausgangs-Port 2. Jeder Eingangs-Port ist mit einem Ringpuffer 7-0~7-(n-1) für die temporäre Speicherung von Paketen versehen. Jeder Ringpuffer wird durch einen Ringpuffer-Managementabschnitt 8-0~8-(1-n) gesteuert. In diesem Beispiel ist für jeden Ringpuffer ein Managementabschnitt vorgesehen, wobei aber in der Weise konfiguriert werden kann, dass ein Managementabschnitt alle Ringpuffer managt. Außerdem besitzt die Vorrichtung einen Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30), eine Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 und einen Eingangssignal-Übertragungsabschnitt 5.
  • Im Folgenden wird der Betrieb der Vorrichtung erläutert. Wenn bei einem Eingangs-Port ein Paket ankommt, wird das Paket zunächst in dem entsprechenden Pufferspeicher angeordnet, während die Eingangssignal-Übertragungsschaltung 5 zusammen mit der eigenen Eingangs-Port-ID an die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 einen Paketvermerk sendet, der darüber informiert, dass ein Paket in dem Pufferspeicher ist. Die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 berechtigt jene Eingangs-Ports, die einen Paketvermerk gesendet haben, gemäß der durch den Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) gegebenen Abfolge das Paket auszugeben. Der Wiedergewinnungsabiaufsteuerungsabschnitt ändert die Reihenfolge der berechtigten Eingangs-Ports für jede Runde der Zählung der berechtigten Eingangs-Ports derart, dass die Frequenz, mit der sie in der Paketausgabeposition sind, von allen Eingangs-Ports gleich genutzt wird. Falls hier für jene Eingangs-Ports, die einen Paketvermerk gesendet haben, ein weiteres Paket ankommt, bevor die Berechtigung empfangen wird, wird das neu angekommene Paket hinzugefügt und in dem relevanten Ringpuffer gespeichert.
  • Der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) folgt den in der ersten (oder zweiten oder dritten) Ausführungsform beschriebenen Schritten und spezifiziert eine Abfolge der Wiedergewinnung von Wiedergewinnung 1 bis Wiedergewinnung n, die unabhängig vom Vorhandensein oder Fehlen des Pakets in den n Stück Eingangs-Ports ist. Daraufhin werden nur jene Eingangs-Ports ausgewählt, die einen Paketvermerk gesendet haben, wobei zugelassen wird, dass sie gemäß der abgeleiteten Wiedergewinnungsabfolge Pakete ausgeben.
  • 7B zeigt ein Beispiel der Art und Weise, in der die Pakete in dem Ringpufferspeicher gespeichert sind. Der Ringpufferspeicher ist in Gebiete mit einer vorge gebenen Länge (Kapazität) geteilt. In diesem Beispiel ist der Ring in acht Gebiete von Gebiet a bis Gebiet h geteilt. Die Reihenfolge zum Speichern in dem Ringspeicher erfolgt in Uhrzeigerrichtung. Wenn in einem Eingangs-Port ein Paket A ankommt, wird das Paket A wie veranschaulicht in seinem eigenen Ringpuffer gespeichert. Anfangs gibt es in dem Ringpuffer keine Pakete, wobei der Ringpuffer-Managementabschnitt 8 in seinem Speicher das Gebiet a hat, wobei das zu speichernde erste Paket in dem führenden Bereich des Gebiets a angeordnet wird. Wenn in den Ringpuffer aufeinanderfolgend die Pakete B, C und D eingegeben werden, werden sie wie veranschaulicht aufeinanderfolgend in dem Ringpuffer gespeichert. Der Ringpuffer-Managementabschnitt 8 besitzt in seinem Speicher ein Gebiet a, wobei dann, wenn einem Eingangs-Port, der diesem Ringpuffer entspricht, eine Rahmenübertragungsgenehmigung erteilt wird, jene Pakete mit den Schwanzdaten in dem Gebiet a aufeinanderfolgend an den Ausgangs-Port 2 ausgegeben werden. In diesem Beispiel wird nur das Paket A ausgegeben. Daraufhin nimmt der Ringpuffer-Managementabschnitt 8 das (an das Gebiet a angrenzende) Gebiet b in seinen Speicher. Wenn dieser Ringpuffer eine Rahmenübertragungsgenehmigung empfängt, werden jene Pakete mit den Schwanzdaten im Gebiet b (in diesem Beispiel die Pakete B, C) aufeinanderfolgend an den Ausgangs-Port 2 ausgegeben. Nachfolgend nimmt der Ringpuffer-Managementabschnitt 8 das Gebiet c in seinen Speicher. Um die in diesem Ringpufferspeicher gespeicherten Pakete auszugeben, wird dieser Prozess für alle in diesem Ringpuffer gespeicherten Pakete wiederholt.
  • In diesem Fall wird dadurch, dass zugelassen wird, dass die Länge jedes Gebiets in dem Ringpuffer länger als die maximale Paketlänge in den ankommenden Daten ist, und wenn eine ausreichende Anzahl von Paketen in dem Ringpuffer jedes Eingangs-Ports sind, das in dem Ringpuffer-Managementabschnitt gespeicherte Gebiet jedes Mal, wenn eine Rahmenübertragungsgenehmigung erteilt wird, um ein Gebiet verschoben. Mit anderen Worten, durch diese Ringpufferanordnung ist die Betriebsbandbreite jedes Eingangs-Ports im Durchschnitt angeglichen worden. Unter Verwendung einer solchen Multiplexierungsvorrichtung ist es möglich, die Übertragungsbandbreite jedes Eingangs-Ports anzugleichen und dadurch zu ermöglichen, dass die Übertragungsbandbreite verschiedener Eingangs-Ports, die häufig lange Pakete ausgeben, und jener, die häufig ein kurzes Paket ausgeben, angeglichen wird.
  • [Ausführungsform 7 der Paketmultiplexierungsvorrichtung]
  • Die Paketmultiplexierungsvorrichtung in der siebenten Ausführungsform beruht auf einem optischen Zugriffssystem eines passiven Doppelsterns (PDS), das ein Kommunikationssystemtyp ist.
  • 8 zeigt einen Blockschaltplan der Paketmultiplexierungsvorrichtung, die auf dem PDS-System beruht. Das PDS-System umfasst mehrere Netz-Com-Anlagen 110-1, ..., die über einen Sternkoppler 130 in einem Verzweigungsverhältnis von n:1 entgegengesetzt mit einer lokalen Leitungsabschlusseinheit 121 verbunden sind.
  • Jede Netz-Com-Anlage umfasst eine Netzabschlusseinheit 111 für die optoelektrische Signalumsetzung und für den Abschluss der zwischen dem lokalen Dienstknoten 120 und den Netz-Com-Anlagen 110-1 ausgetauschten Signale; und eine Netzpaketkommunikations-Schnittstelle (Netzpaket-Com-Schnittstelle) 116.
  • Der lokale Dienstknoten 120 umfasst: lokale Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b, ... zum Abschließen von Kanalsignalen und optischen Signalen zu den Netz-Com-Anlagen; eine Querverbindungseinheit 122 zum Trennen und Multiplexieren von Com-Kanälen und Signalkanälen, die von mehreren lokalen Leitungsabschlusseinheiten gesendet werden; und eine lokale Dienstpaketkommunikations-Schnittstelle (Dienstpaket-Com-Schnittstelle) 127.
  • Die Netzpaket-Com-Schnittstelle 116 und die lokale Paket-Com-Schnittstelle 127 haben hier wenigstens einen Paket-Eingabe/Ausgabe-Port. Außerdem ist die lokale Paket-Com-Schnittstelle 127 über die Querverbindungseinheit 112 mit einer oder mit mehr als zwei lokalen Leitungsabschlusseinheiten verbunden. Zur Vereinfachung der Erläuterung wird in dem System angenommen, dass die Netzpaket-Com-Schnittstelle 116 einen Eingangs-Port hat und dass die lokale Dienstpaket-Kommunikationsschnittstelle 127 einen Ausgangs-Port hat.
  • Außerdem entspricht die Netzpaket-Com-Schnittstelle 116 der LAN-Schnittstelle 113-1, ... in 11 und entspricht die lokale Paket-Com-Schnittstelle 127 der LAN-Schnittstelle 124 in 11.
  • Wie in Ausführungsform 6 ist jede Netzpaket-Kommunikations-Schnittstelle mit einem entsprechenden Ringpuffer 7 und mit einem entsprechenden Ringpuffer-Managementabschnitt 8 versehen. Jede der lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b,... ist mit einem Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) und mit einer Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 versehen. Mit anderen Worten, die Paketmultiplexierungsvorrichtung der Ausführungsform 6 umfasst eine Kombination der Netz-Com-Anlagen 110-1, ...; der durch den Sternkoppler 130 verzweigten Glasfasern 140-1-140-n; und der lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121. Der Betrieb einer solchen Vorrichtung ist der gleiche, wie er in Ausführungsform 6 erläutert wurde, und wird hier nicht wiederholt.
  • Die so konstruierte Paketmultiplexierungsvorrichtung garantiert die Gerechtigkeit der Paketausgabe für mehrere mit einer einzelnen lokalen Leitungsabschlusseinheit verbundene Netzabschlusseinheiten.
  • Nachfolgend wird die lokale Dienstpaket-Com-Schnittstelle 127 erläutert. Diese Schnittstelle 127 besitzt für jede von mehreren lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b,... einen Eingangs-Port sowie einen Ausgangs-Port 2. Die Schnittstelle 127 enthält für jeden Eingangs-Port entsprechende Ringpuffer 7-0, 7-1, ..., ähnlich den in Ausführungsform 6 dargestellten, und einen entsprechenden Ringpuffer-Managementabschnitt 8-0, 8-1, ...; eine Ausgangssignal-Übertragungsschaltung 4 und einen Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30). Außerdem bildet die Schnittstelle 127 ähnlich der in Ausführungsform 6 dargestellten eine Komponente der Paketmultiplexierungsvorrichtung, wobei der Betrieb der Vorrichtung außerdem derselbe ist, wie er in Ausführungsform 6 beschrieben wurde, und hier nicht wiederholt wird.
  • Dementsprechend kann die Gerechtigkeit der Paketausgabe für die mit einer lokalen Paket-Com-Schnittstelle 127 verbundenen lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b,... garantiert werden.
  • 9 zeigt eine weitere Konfiguration der lokalen Dienstpaket-Com-Schnittstelle 127. Die Schnittstelle 127 ist dadurch konstruiert worden, dass festgestellt wurde, dass die in die mit den lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b verbundenen Eingangs-Ports eingegebenen Pakete Pakete sind, die bereits von mehreren Netz-Com-Anlagen multiplexiert worden sind. Um für die mit verschiedenen lokalen Leitungsabschlusseinheiten verbundenen Netz-Com-Anlagen die Gerech tigkeit des Zugriffs zu garantieren, umfasst die lokale Paket-Com-Schnittstelle 127 für jede Netz-Com-Anlage wie in Ausführungsform 6 einen Ringpuffer (7-0, ...) und einen Ringpuffer-Managementabschnitt (8-0, ...). Zu diesem Zweck besitzt sie mehrere Paketzuweisungsabschnitte 50-1, 50-2, ..., um für jeden ursprünglichen Absender der Netz-Com-Anlagen die bereits durch die Multiplexierungsvorrichtung (die eine Kombination der Netz-Com-Anlagen 110-1, ...; der durch den Sternkoppler 130 verzweigten oder zusammengeführten Glasfasern 140-1140-n; und der lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-b, ... umfasst) multiplexierten Pakete zuzuweisen. Der Paketzuweisungsabschnitt weist einzelnen Netz-Com-Anlagen durch Bezugnahme auf die in jedem Paket enthaltenen Identifizierungsinformationen für jede Netz-Com-Anlage einzelnen Netz-Com-Anlagen ein Paket zu. Unter Verwendung einer solchen Konfiguration kann die lokale Paket-Com-Schnittstelle 127 eine Paketablaufsteuerung so ausführen, als ob die Schnittstelle 127 direkt mit jedem Netzanwender verbunden wäre, wodurch es ermöglicht wird, die Gerechtigkeit der Paketausgabe für die mit verschiedenen lokalen Leitungsabschlusseinheiten verbundenen Anwender zu garantieren.
  • In der Ausführungsform 7 wurden die von den Netz-Com-Anlagen eingegebenen Pakete zum Ausgangs-Port 2 des lokalen Dienstknotens 120 multiplexiert. Dies ist aber nicht zwingend. Zum Beispiel können die von den Eingangs-Ports der mit dem lokalen Dienstknoten 121-a verbundenen Netz-Com-Anlagen 110-1, 110-n eingegebenen Pakete zu der Schnittstelle 127 zurückgeschleift werden, um an die Eingangs-Ports (nicht gezeigt) der Querverbindungseinheit 122 der lokalen Leitungsabschlusseinheit 121-b ausgegeben zu werden. Die Rückschleifschaltung für die Schnittstelle 127 ist nicht gezeigt, wobei aber eine Ersatzschaltung dadurch konfiguriert werden kann, dass der Ausgangs-Port 2 mit dem Eingangs-Port (nicht gezeigt) für die Querverbindungseinheit der lokalen Leitungsabschlusseinheit 121-b verbunden wird. Eine solche Schaltung kann in die Schnittstelle 127 von den lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121-a, 121-c und anderen solchen Einheiten mit Ausnahme der Einheit 121-b eingegebene Pakete in der gleichen Weise wie in dieser Ausführungsform beschrieben zur lokalen Leitungsabschlusseinheit 121-b multiplexieren.
  • Außerdem wurde in der Ausführungsform 7 angenommen, dass die Paketmultiplexierungsvorrichtung dieselbe ist wie die, die in der Ausführungsform 6 dargestellt wurde, und eine Kombination der Netz-Com-Anlagen 110-1, ...; der über den Sternkoppler 130 verzweigten Glasfasern 140-1-140-n; und der lokalen Leitungs abschlusseinheiten 121-a, 121b umfasst. Allerdings sind andere Systemkonfigurationen möglich, sodass die in den Ausführungsformen 1-5 dargestellten Vorrichtungen gleichfalls anwendbar sind.
  • Ähnlich ist eine Paketmultiplexierungsvorrichtung, die eine Dienstpaket-Com-Schnittstelle 127 umfasst, die gleiche wie die in Ausführungsform 6 dargestellte, wobei aber andere Systemkonfigurationen möglich sind, sodass die in den Ausführungsformen 1-5 dargestellten Vorrichtungen gleichfalls anwendbar sind.
  • Wie oben erläutert wurde, erzeugt die vorliegende Paketmultiplexierungsvorrichtung für alle Eingangs-Ports eine gleiche Wartezeit, sodass für alle Eingangs-Ports die Gerechtigkeit der Paketausgabe garantiert werden kann.
  • Im Folgenden werden verschiedene Kommunikationsverfahren dargestellt, die auf einem PDS-Zugriffssystem beruhen, das mehrere Netz-Com-Anlagen umfasst, die entgegengesetzt mit einem lokalen Dienstknoten verbunden sind.
  • Anfangs werden in der Darstellung verwendete Fachbegriffe geklärt.
  • "Signale" bezieht sich in der folgenden Darstellung auf Informationen, die zwischen dem lokalen Dienstknoten und den Netz-Com-Anlagen ausgetauscht werden.
  • "Kommunikation" bezieht sich auf Informationen, die die über die Netz-Com-Vorrichtungen und über den lokalen Dienstknoten ausgetauschten Daten enthalten, wobei die zu übertragenden Informationen selbst Daten sind, die zwischen solchen Vorrichtungen wie Telephonen und Computern, die mit Netzkommunikationsanlagen verbunden sind, ausgetauscht werden. Im Fall von Telephonen sind die Daten Sprachdaten; und im Fall von Computern sind die Daten Pakete.
  • Im Folgenden werden verschiedene Kanäle zusammengefasst, auf die in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird.
  • Die Kanäle zum Übertragen von Signalen (Befehlen, Anweisungen und dergleichen) werden als "Signalkanäle" bezeichnet; und die Kanäle zum Übermitteln von Informationen werden als "Kommunikationskanäle" bezeichnet.
  • Kommunikationskanäle enthalten gemeinsam genutzte Kanäle, die von mehreren Netz-Com-Anlagen gemeinsam genutzt werden, um Aufwärtsinformationen zu übertragen, wobei in einem gemeinsam genutzten Kanal mehr als zwei Rahmenpakete definiert sind. Außerdem kann ein Kommunikationskanal gelegentlich Leitungskanäle zum Verbinden mit einem Fernnetz enthalten. Außerdem werden gemeinsam genutzte Kanäle als LAN-Kanäle genutzt, um lokale Netze zu verbinden.
  • Abwärtssignalkanäle enthalten gemeinsam genutzte Kanäle zum Übertragen gemeinsamer Signale, die an alle Netz-Com-Anlagen zu senden sind, wobei solche gemeinsam genutzten Kanäle individuellen Rahmenpaketen entsprechende Genehmigungsschlitze definieren können. Außerdem können Abwärtssignalkanäle gelegentlich einzelne Kanäle enthalten, die jeweils eine gegebene feste Bandbreite haben, um Signale zu übertragen, die einzeln an verschiedene Netz-Com-Anlagen gesendet werden sollen.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Kommunikationsverfahrens dargestellt.
  • [Ausführungsform 1 des Kommunikationsverfahrens]
  • 13 zeigt ein Rahmenpaket-Sende/Empfangs-Diagramm zwischen Netzabschlusseinheiten und einer lokalen Leitungsabschlusseinheit in Ausführungsform 1. Die Systemkonfiguration ist dieselbe, wie sie in 11 gezeigt ist. Zur Vereinfachung sind der Synchronisationsrahmen zur Synchronisation der Sende/Empfangs-Kanäle und die Sendeverzögerungszeit über die Glasfasern weggelassen. In der Zeichnung sind in dem Aufwärts-Kommunikationskanal vier Rahmenpakete pro einem Burst-Zyklus T definiert, wobei aber diese Größe, wie in der folgenden Darstellung klar gemacht wird, nur für Veranschaulichungszwecke gewählt ist. Außerdem sind vier Netzabschlusseinheiten gezeigt, wobei aber die Anzahl definierter Rahmenpakete und die Anzahl der Abschlusseinheiten nicht gleich zu sein brauchen.
  • Die Rahmenpakete sind in der Abfolge als 1, 2, 3 und 4 identifiziert. Die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 sendet in Reaktion auf Rahmenzuweisungsanforderungen von den Netzabschlusseinheiten 111-1~111-n die Rahmenpaketidentität über den Abwärtssignalkanal zu den Netzabschlusseinheiten, die um Übertra gungsgenehmigung bitten. Jene Netzabschlusseinheiten, die Rahmenpaketidentitäten empfangen, übertragen Daten an die jeweils spezifizierten Rahmenpakete.
  • In diesem Prozess sind die Startbitposition in jedem Rahmenpaket (die Bitposition innerhalb eines Burst-Zyklus T) und die Paketlänge in dem Aufwärts-Kommunikationskanal vorgegeben worden. Somit beginnt jede Netzabschlusseinheit, die eine Rahmenpaketidentität empfangen hat, die Sendung von Daten bei dem Startbit des der Rahmenpaketidentität entsprechenden Rahmenpakets.
  • 13 veranschaulicht einen Fall, in dem die Netzabschlusseinheiten 111-1, 111-2, 111-3, 111-4 gemäß der Rahmenübertragungsgenehmigung Daten in den entsprechenden Rahmenpaketen 1, 2, 3, 4 senden.
  • In diesem Fall reicht es aus, wenn die lokale Leitungsabschlusseinheit in den Rahmenübertragungs-Genehmigungsinformationen nur die Rahmenpaketidentitäten liefert, sodass keine Notwendigkeit besteht, den Netzabschlusseinheiten wie in dem herkömmlichen System die Datenübertragungszeitgebung innerhalb des Kanals und die genehmigte Menge der Kanalnutzung für jeden Burst-Zyklus mitzuteilen. Wenn die Rahmenpaketlänge in dem System ganz einheitlich gemacht wird, ist sie ferner frei, irgendwelche Rahmenpakete irgendwelchen Netzeinheiten zuzuweisen, wodurch der Steuerprozess weiter vereinfacht wird.
  • Dementsprechend wird unter Verwendung des oben dargestellten Kommunikationsverfahrens die Steuerung des Prozesses vereinfacht, sodass die Notwendigkeit herkömmlicher schneller Schaltungen beseitigt wird und ermöglicht wird, dass die Kommunikation unter Verwendung kleinerer Schaltungen effektiv ausgeführt wird.
  • [Ausführungsform 2 des Kommunikationsverfahrens]
  • In der Ausführungsform 1 wurde jedes Rahmenpaket von einer anderen Netz-Com-Anlage verwendet, wobei das vorliegende System aber nicht auf eine solche Prozedur beschränkt ist und einer Netz-Com-Anlage mehrere Rahmenpakete zugewiesen werden können.
  • Die 14 und 15 veranschaulichen Rahmenpaket-Sende/Empfangs-Diagramme zwischen Netzabschlusseinheiten und einer lokalen Leitungsabschlusseinheit in der Ausführungsform 2. Die Systemkonfiguration ist die gleiche wie die in 11 gezeigte. Zur Vereinfachung sind der Synchronisationsrahmen zum Synchronisieren der Sende/Empfangs-Kanäle und die Übertragungsverzögerungszeit über die Glasfasern weggelassen. In der Zeichnung sind innerhalb des Kommunikationskanals vier Rahmenpakete pro einem Burst-Zyklus T definiert, wobei diese Größe aber, wie in der folgenden Darstellung klar gemacht wird, nur für Veranschaulichungszwecke dient. Außerdem sind vier Netzabschlusseinheiten gezeigt, wobei aber die Anzahl der definierten Rahmenpakete und die Anzahl der Abschlusseinheiten nicht gleich zu sein brauchen.
  • Die Rahmenpakete sind in der Abfolge als 1, 2, 3 und 4 bezeichnet. Die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 sendet in Reaktion auf Rahmenzuweisungsanforderungen von den Netzabschlusseinheiten 111-1~111-n über den Abwärtssignalkanal Rahmenpaketidentitäten zu den Netzabschlusseinheiten, die um Übertragungsgenehmigung bitten. Jene Netzabschlusseinheiten, die Rahmenpaketidentitäten empfangen, senden Daten an die entsprechenden spezifizierten Rahmenpakete.
  • 14 zeigt einen Fall, in dem die Netzabschlusseinheit 111-1 Daten in den Rahmenpaketen 1, 2 gemäß den Rahmenübertragungs-Genehmigungsinformationen sendet und in dem die Netzabschlusseinheiten 111-2, 111-3 entsprechende Daten in den Rahmenpaketen 3, 4 in Übereinstimmung mit den Rahmenübertragungs-Genehmigungsinformationen senden. In diesem Fall verwendet die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 den Signalkanal, um die Informationen, dass diese Netzabschlusseinheit 111-1 die Rahmenpakete 1, 2 verwenden soll bzw. dass die Netzabschlusseinheiten 111-2, 111-3 die Rahmenpakete 3, 4 verwenden sollen, zu übertragen.
  • 15 zeigt einen Fall, in dem die Netzabschlusseinheit 111-1 Daten in allen Rahmenpaketen gemäß den Rahmenübertragungs-Genehmigungsinformationen sendet. In diesem Fall verwendet die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 den Signalkanal, um die Rahmenpakete 1, 2, 3, 4 der Netzabschlusseinheit 111-1 der Netz-Com-Anlagen 110-1 mitzuteilen.
  • Dementsprechend wird unter Verwendung des oben dargestellten Kommunikationsverfahrens die Steuerung des Systembetriebs einschließlich der Zuweisung von Bandbreiten zu den Netz-Com-Anlagen erleichtert, sodass die in herkömmli chen Systemen verwendeten schnellen Schaltungen nicht notwendig sind, wodurch die Kommunikation unter Verwendung kleinerer Schaltungen als in den herkömmlichen Systemen ermöglicht wird.
  • [Ausführungsform 3 des Kommunikationsverfahrens]
  • Die bisher dargestellten Ausführungsformen bezogen sich auf Kommunikationssysteme, die nur den LAN-Dienst behandelten, während diese Ausführungsform ein Kommunikationsverfahren darstellt, das auf der Multiplexierung von Signalen vom Telephondienst für Netz-Com-Anlagen mit einer individuell zugewiesenen Bandbreite und auf der Multiplexierung von Signalen von Nutzern, die eine gemeinsame Bandbreite in einem LAN-Netz gemeinsam nutzen, beruht.
  • 16 zeigt ein Rahmenpaket-Sende/Empfangs-Diagramm zwischen Netzabschlusseinheiten und einer lokalen Leitungsabschlusseinheit in Ausführungsform 3. Die Systemkonfiguration ist die gleiche wie die in 11 gezeigte. Zur Vereinfachung sind der Synchronisationsrahmen für die Synchronisation der Sende/Empfangs-Kanäle und die Sendeverzögerungszeit über die Glasfasern weggelassen. Den Netzabschlusseinheiten sind einzelne Leitungskanäle zum Verbinden mit einem Fernnetz zugewiesen, wobei jeder Aufwärtskanal in einem LAN-Kanal in mehrere Rahmenpakete geteilt ist. Mit anderen Worten, der Aufwärts-Leitungskanal verwendet das Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs-System (TDMA-System). In diesem Beispiel gibt es vier Rahmenpakete, die in einem Com-Kanal definiert sind, wobei aber die Beschränkung auf vier Rahmenpakete, wie im Folgenden klar gemacht wird, nicht notwendig ist. Außerdem sind vier Netzabschlusseinheiten gezeigt, wobei aber die Anzahl definierter Rahmenpakete und die Anzahl der Abschlusseinheiten nicht gleich zu sein brauchen.
  • Die Rahmenpakete sind in der Abfolge als 1, 2, 3 und 4 benannt. Die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 weist den Netzabschlusseinheiten, die um Übertragungsgenehmigung bitten, in Reaktion auf Rahmenzuweisungsanforderungen von den Netzabschlusseinheiten 111-1~111-n über den Signalkanal Rahmenpaketidentitäten zu. Jene Netzabschlusseinheiten, die Rahmenpaketidentitäten empfangen, übertragen Daten zu den jeweils spezifizierten Rahmenpaketen.
  • 16 zeigt einen Fall, in dem die Netzabschlusseinheiten 111-1, 111-2, 111-3, 111-4 Daten in Rahmenpaketen 1, 2, 3, 4 gemäß den Rahmenübertragungs- Genehmigungsinformationen senden. In diesem Fall verwendet die lokale Leitungsabschlusseinheit 121-1 den Leitungskanal, um den Netzabschlusseinheiten 111-1, 111-2, 111-3, 111-4 in dieser Reihenfolge die Rahmenpaketidentitäten 1, 2, 3, 4 zuzuweisen.
  • Wie in den Ausführungsformen 1 und 2 erläutert wurde, kann diese Netzabschlusseinheit in diesem Verfahren ebenfalls durch Zuweisen mehrerer Rahmenpaketidentitäten zu einer Netzabschlusseinheit Daten zu mehreren Rahmenpaketen senden.
  • [Ausführungsform 4 des Kommunikationsverfahrens]
  • Ausführungsform 4 stellt ein Verfahren dar, in dem das Kommunikationssystem mit einzelnen Kanälen mit einer individuell zugewiesenen Bandbreite für jede Netzkommunikationsanlage und mit einem gemeinsam genutzten Kanal, der für die Netzkommunikationsanlagen gemeinsam ist, versehen ist; außerdem übertragen die Netzkommunikationsanlagen Rahmenzuweisungsanforderungen über einzelne Kanäle und übertragen die lokalen Leitungsabschlusseinheiten-Rahmenübertragungsgenehmigungen über den gemeinsam genutzten Kanal. Genauer verwendet die lokale Leitungsabschlusseinheit in dem lokalen Dienstknoten Genehmigungsschlitze in dem gemeinsam genutzten Kanal, um jenen Netzabschlusseinheiten, die um eine Rahmenübertragungsgenehmigung bitten, Einheitsidentitäten mitzuteilen.
  • 17 zeigt ein Kommunikationsdiagramm für die Ausführungsform 4. Die Systemkonfiguration ist dieselbe wie die in 11 gezeigte und die Synchronisationsrahmen und die Übertragungsverzögerung über die Glasfasern sind weggelassen. Es gibt vier Rahmenpakete, die durch 1, 2, 3 und 4 identifiziert sind. Die Netzabschlusseinheiten sind durch entsprechende IDs identifiziert, und in dem gemeinsam genutzten Kanal in dem Abwärtssignalkanal sind Genehmigungsschlitze definiert, wobei jeder Schlitz eine Länge besitzt, die der Länge jeder ID entspricht. Die Anzahl der Genehmigungskanäle ist gleich der Anzahl der in dem Aufwärts-Kommunikationskanal definierten Rahmenpakete: der Genehmigungsschlitz 1 entspricht dem Rahmenpaket 1; der Genehmigungsschlitz 2 entspricht dem Rahmenpaket 2; der Genehmigungsschlitz 3 entspricht dem Rahmenpaket 3; und der Genehmigungsschlitz 4 entspricht dem Rahmenpaket 4. In diesem Beispiel sind vier Rahmenpakete definiert, wobei die Beschränkung auf vier Rah menpakete aber nicht notwendig ist. Außerdem gibt es vier Netzabschlusseinheiten, wobei aber die Anzahl der definierten Rahmenpakete und die Anzahl der Netzabschlusseinheiten nicht gleich zu sein brauchen.
  • Falls als ein Beispiel die lokale Leitungsabschlusseinheit das Rahmenpaket 1 der Netzabschlusseinheit 1 zuweist, wird im Genehmigungsschlitz 1 die ID der Netzabschlusseinheit 1 beschrieben. Ähnlich erhalten die Genehmigungsschlitze 2-4 IDs, die den genehmigten Netzabschlusseinheiten entsprechen.
  • Die Netzabschlusseinheiten lesen die in den Genehmigungsschlitzen 1-4 gegebenen IDs, wobei sie dann, wenn die eigene ID auf der Liste ist, annehmen, dass eine Genehmigung erteilt worden ist, und eigene Daten an das zugewiesene Rahmenpaket senden.
  • 17 veranschaulicht einen Fall, in dem die Netzabschlusseinheiten 111-1, 111-2, 111-3, 111-4 Daten in den entsprechenden Rahmenpaketen 1, 2, 3, 4 gemäß den in den entsprechenden Genehmigungsschlitzen geschriebenen Rahmenübertragungs-Genehmigungsinformationen senden.
  • Das Folgende ist eine Erläuterung für das Verfahren des Multiplexierens von Signalen vom Telephondienst für Netz-Com-Anlagen mit einer individuell zugewiesenen Bandbreite und des Multiplexierens von Signalen vom LAN-Dienst für Netz-Com-Anlagen, die eine Bandbreite in einem LAN-Netz gemeinsam nutzen. 18 zeigt eine Rahmenkonfiguration. Dadurch, dass die Rahmenkonfiguration wie veranschaulicht definiert wird, kann die Rahmenzuweisung unter Verwendung desselben oben dargestellten Kommunikationsverfahrens ausgeführt werden.
  • Das oben skizzierte Kommunikationsverfahren erleichtert die Zuweisung von Rahmen zur Schaffung eines effizienten, schnellen Kommunikationssystems.
  • [Ausführungsform 5 des Kommunikationsverfahrens]
  • Die Ausführungsform 5 stellt ein Verfahren dar, in dem das Netzkommunikationssystem mit einzelnen Kanälen mit einer individuell zugewiesenen Bandbreite für jede Netzkommunikationsanlage und mit einem gemeinsam genutzten Kanal, der für die Netzkommunikationsanlagen gemeinsam ist, versehen ist; außerdem übertragen die Netzkommunikationsanlagen über die einzelnen Kanäle Rahmen zuweisungsanforderungen und überträgt der lokale Dienstknoten über den gemeinsam genutzten Kanal Rahmenübertragungsgenehmigungen. Genauer verwendet die lokale Leitungsabschlusseinheit in dem lokalen Dienstknoten einzelne Kanäle in dem Signalkanal, um zu Netz-Com-Anlagen mit individuell zugewiesenen Bandbreiten getrennte Rahmenübertragungsgenehmigungen zu senden.
  • Bei Durchsicht der vorigen Ausführungsform oben in Ausführungsform 4 wurden genehmigten Schlitzen der entsprechenden Rahmenpakete in dem Abwärts-Signalkanal die IDs der genehmigten Netzabschlusseinheiten gegeben. Die Ausführungsform 5 unterscheidet sich dahingehend, dass die IDs der Rahmenpakete in einem Genehmigungsschlitz gegeben sind, der jedem einzelnen Kanal der Netzabschlusseinheit zugewiesen wird.
  • 19 zeigt ein Kommunikationsdiagramm für die Ausführungsform 5. Die Systemkonfiguration ist die gleiche wie die in 11 gezeigte und Synchronisationsrahmen und die Übertragungsverzögerung über Glasfasern sind weggelassen. Es gibt vier Rahmenpakete 1, 2, 3, 4. Der Abwärtssignalkanal umfasst gemeinsam genutzte Signalkanäle zum Senden von Signalen, die zu allen Netz-Com-Anlagen übertragen werden müssen, und einzelne Kanäle zum getrennten Senden von Signalen zu individuellen Netz-Com-Anlagen. Die Signale in den gemeinsam genutzten Signalkanälen können von allen Netzabschlusseinheiten gelesen werden, während von den einzelnen Kanälen wenigstens einer für jede Netzabschlusseinheit definiert ist und wobei jede Netzabschlusseinheit nur Signale im eigenen einzelnen Kanal lesen kann. In diesem Beispiel sind in dem Leitungskanal vier Rahmenpakete definiert, wobei die Beschränkung auf vier Rahmenpakete aber nicht notwendig ist. Außerdem sind vier Netzabschlusseinheiten gezeigt, wobei aber die Anzahl der definierten Rahmenpakete und die Anzahl der Abschlusseinheiten nicht gleich zu sein brauchen.
  • Die lokale Leitungsabschlusseinheit teilt jeder Netzabschlusseinheit durch Beschreiben von Rahmenpaketidentitäten in den einzelnen Kanälen eine Rahmenübertragungsgenehmigung mit. Falls z. B. die Rahmenpaketezuweisung in dem folgenden Muster erfolgen soll: Rahmenpakete 1, 2 zur Netzabschlusseinheit 1; Rahmenpaket 3 zur Abschlusseinheit 2; und Rahmenpaket 4 zur Abschlusseinheit 3; genehmigt die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 die Rahmenübertragung dadurch, dass sie die Rahmenpaketidentitäten 1, 2 in dem einzelnen Kanal für die Abschlusseinheit 1 beschreibt, die Rahmenpaketidentität 3 in dem einzelnen Kanal für die Einheit 2 beschreibt und die Rahmenpaketidentität 4 in dem einzelnen Kanal für die Einheit 3 beschreibt. Jede Netzabschlusseinheit liest den eigenen einzelnen Kanal, wobei dann, wenn die Rahmenpaketidentität in dem Kanal beschrieben ist, Daten in den in dem Kanal beschriebenen Rahmenpaketen gesendet werden. Falls die Rahmenpaketidentität in dem Kanal nicht beschrieben ist, wird angenommen, dass die Übertragung nicht genehmigt worden ist, und werden keine Daten gesendet.
  • 19 zeigt ein Kommunikationsdiagramm, wenn eine Genehmigung derart erteilt wird, dass: das Rahmenpaket 1 der Netzabschlusseinheit 111-1 zugewiesen wird; das Rahmenpaket 2 der Netzabschlusseinheit 111-2 zugewiesen wird; das Rahmenpaket 3 der Netzabschlusseinheit 111-3 zugewiesen wird; und das Rahmenpaket 4 der Netzabschlusseinheit 111-4 zugewiesen wird.
  • Es wird angemerkt, dass das oben dargestellte Multiplexierungsverfahren auf Signale vom Telephondienst für Netzanwender, die jeweils eine ausschließliche Bandbreite haben, und auf Signale von LAN-Anwendern, die eine gemeinsame Bandbreite in einem LAN-Netz gemeinsam nutzen, anwendbar ist.
  • Das oben skizzierte Kommunikationsverfahren ermöglicht die Zuweisung von Rahmen, um ein effizientes, schnelles Kommunikationssystem zu schaffen.
  • [Ausführungsform 6 des Kommunikationsverfahrens]
  • Dieses Kommunikationsverfahren beruht auf der in Ausführungsform 7 beschriebenen Paketmultiplexierungsvorrichtung (optisches Zugriffssystem vom PDS-Typ). Die Systemkonfiguration ist die gleiche wie die in 8 gezeigte. Die in den Ausführungsformen 1-5 dargestellten Kommunikationsverfahren beruhen auf dem optischen PDS-Zugriffssystem, sodass diese Vorrichtungen auf die Kommunikation zwischen Netzabschlusseinheiten und einer lokalen Leitungsabschlusseinheit anwendbar sind.
  • Die Netzabschlusseinheiten senden ähnlich den Operationen der Paketmultiplexierungsvorrichtung in Ausführungsform 4 mit den zu den lokalen Dienstknoten 120 zu übertragenden Paketen Paketvermerke zu den entsprechenden lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121. Die Ringpuffer-Managementabschnitte 8, ... in jeder Netzabschlusseinheit berechnen die entsprechende Paketlängen, die gesen det werden können, falls eine Zuweisung (gemäß dem in Ausführungsform 6 der Multiplexierungsvorrichtung erläuterten Verfahren) gegeben wird, und berechnen aus der Summe der Paketlängen die erforderliche Anzahl der Rahmenpakete.
  • Die von jeder Netzabschlusseinheit an die entsprechenden lokalen Leitungsabschlusseinheiten 121 gesendete Rahmenanforderung enthält Informationen in Bezug auf die Anzahl notwendiger Rahmenpakete.
  • Die lokale Leitungsabschlusseinheit 121, die Paketvermerke von diesen Netzabschlusseinheiten empfängt, gibt gemäß der durch den Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt 10 (oder 20 oder 30) gegebenen Abfolge Rahmenübertragungsgenehmigungen aus. Die Rahmenübertragungsgenehmigung sollte so konfiguriert sein, dass sie Informationen enthält, die für die Netzabschlusseinheiten notwendig sind, um die Rahmenpakete zu verwenden.
  • Ein Beispielfall behandelt einen lokalen Dienstknoten, der mit vier Netzabschlusseinheiten entgegengesetzt verbunden ist, wobei vier Rahmenpakete in einem Burst-Zyklus T definiert sind. Wie in der folgenden Darstellung offensichtlich ist, besteht keine Notwendigkeit, die Anzahl der Netzabschlusseinheiten an die Anzahl der Rahmenpakete in dem Burst-Zyklus anzupassen. Außerdem wird angenommen, dass die Rahmenpakete durch 1, 2, 3, 4 identifiziert sind.
  • Zunächst sind die Rahmenanforderungsmuster gemäß den oben beschriebenen Operationen: Die Netzabschlusseinheit 1 fordert ein Rahmenpaket an; die Einheit 2 fordert zwei Rahmenpakete an; die Einheit 3 fordert keines an; und die Einheit 4 fordert ein Rahmenpaket an. In diesem Fall bestimmt der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt die Abfolge für die Einheiten 1-4 mit Ausnahme der Einheit 3. Das Ergebnis einer Abfolge sei: Einheit 1, Einheit 2 und Einheit 4. In diesem Fall weist die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 das Rahmenpaket 1 der Einheit 1 zu; die Rahmenpakete 2, 3 der Einheit 2 zu; und das Rahmenpaket 4 der Einheit 4 zu, und gibt die entsprechenden Rahmenzuweisungsgenehmigungen aus.
  • Jede Netzabschlusseinheit gibt die Daten in den zugewiesenen Rahmenpaketen in der Abfolge in Übereinstimmung mit den Rahmenübertragungsgenehmigungen aus.
  • Nachfolgend wird ein weiteres Anforderungsmuster untersucht. In diesem Fall wird angenommen, dass das Muster folgendes ist: Die Einheit 1 fordert drei Rahmenpakete an; die Einheit 2 fordert zwei Rahmenpakete an; die Einheit 3 fordert fünf Rahmenpakete an; und die Einheit 4 fordert ein Rahmenpaket an. Die Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt bestimmt die Ablaufsteuerung für alle vier Abschlusseinheiten 1-4. Das Ergebnis sei folgende Abfolge: Einheit 2; Einheit 1; Einheit 4; Einheit 3. In diesem Fall weist während des ersten Burst-Zugriffs T die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 die Rahmenpakete 1, 2 der Einheit 2 zu; die Rahmenpakete 3, 4 der Einheit 1 zu; und gibt die entsprechenden Rahmenübertragungsgenehmigungen aus. Die Abschlusseinheiten 2 und 1 übertragen die Daten unter Verwendung der zugewiesenen Rahmenpakete, jedoch gemäß der obigen Zuweisungsabfolge, d. h., die Einheit 1 könnte nicht die angeforderte Anzahl von Rahmenpaketen empfangen und die Einheiten 3, 4 könnten keine Rahmenübertragungsgenehmigung empfangen.
  • Während des nächsten Burst-Zyklus T weist die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 das Rahmenpaket 1 der Einheit 1 zu; das Rahmenpaket 2 der Einheit 4 zu; die Rahmenpakete 3, 4 der Einheit 3 zu; und gibt die entsprechenden Rahmenübertragungsgenehmigungen aus. Dementsprechend übertragen die Einheiten 1, 4, 3 Daten unter Verwendung der ihnen zugewiesenen Rahmenpakete. Das heißt, dass der Einheit 1 nun die von der Rahmenanforderung fehlenden Rahmen zugewiesen worden sind. Allerdings konnte die Einheit 3 die Rahmenpaketzuweisungen immer noch nicht empfangen, um die angeforderte Anzahl von Rahmenpaketen zu erfüllen.
  • Während des nächsten Burst-Zyklus T weist die lokale Leitungsabschlusseinheit 121 die Rahmenpakete 1, 2, 3 der Netzabschlusseinheit 3 zu. Falls es an diesem Punkt keine Anforderungen für die Rahmenzuweisung durch irgendwelche Netzabschlusseinheiten gibt, wird das Rahmenpaket 4 nicht verwendet, während dann, wenn es Zuweisungsanforderungen von anderen Netzabschlusseinheiten gibt, das Rahmenpaket 4 dadurch zugewiesen wird, dass die früher beschriebene Prozedur befolgt wird.
  • Unter Verwendung eines solchen Kommunikationsverfahrens und einer solchen Paketmultiplexierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Gerechtigkeit der Datenübertragung zwischen den Netzanwendern sicherzustellen.
  • Es ist klar, dass das vorliegende Kommunikationsverfahren durch Vereinfachung des Prozesses der Steuerung der Multiplexierung von Paketen einschließlich der Bandbreitenzuweisung zu einzelnen Kanälen ermöglicht, eine effiziente, schnelle Datenlieferung zu schaffen.
  • In diesem besonderen Beispiel wurde beispielhaft der Diensttyp mit einzelner Kanalzuweisung unter Verwendung von Telephonvermittlungsschaltungen dargelegt, wobei das Verfahren aber gleichfalls auf andere, ähnliche Kommunikationssysteme wie etwa diensteintegrierende digitale Netze (ISDN) anwendbar ist.
  • Wie in den obigen Darstellungen veranschaulicht wurde, beseitigt das in der vorliegenden Erfindung offenbarte Kommunikationsverfahren die Notwendigkeit, die Netzabschlusseinheiten über die Zeitgebung der Datenübertragung und die nutzbare Kanalzuweisung für jeden Burst-Zyklus (wiederholte Zyklen der Sendung/des Empfangs) zu informieren, was in den herkömmlichen Kommunikationsverfahren erforderlich war. Der gesamte Prozess der Steuerung einschließlich der Zuweisung von Bandbreiten wurde unter Verwendung kleinerer Schaltungen und ohne schnelle Schaltungen vereinfacht.

Claims (14)

  1. Paketmultiplexierungsvorrichtung, die umfasst: Eingangs-Ports (1-0~1-(n-1)) zum Eingeben eines Pakets in einen entsprechenden Eingangs-Port; Pufferspeicher (3-0~3-(n-1)), die für jeden Eingangs-Port vorgesehen sind, um ein Paket für einen entsprechenden Eingangs-Port temporär zu speichern; eine Ausgangssignal-Übertragungsschaltung (4) zum Wiedergewinnen des Pakets von jedem Pufferspeicher in einer bestimmten Abfolge; einen Ausgangs-Port (2) zum Übertragen der von der Ausgangssignal-Übertragungsschaltung ausgegebenen Pakete; dadurch gekennzeichnet, dass die Paketmultiplexierungsvorrichtung umfasst: eine Eingangssignal-Übertragungsschaltung (5) zum Übertragen von Informationen bezüglich des Vorhandenseins oder Fehlens eines Pakets in jedem Pufferspeicher an die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung; und dadurch, dass die Ausgangssignal-Übertragungsschaltung (4) eine Funktion aufweist, um eine Paketübertragungsgenehmigung für einen Eingangs-Port, der das Vorhandensein eines Pakets meldet, an die Eingangssignal-Übertragungsschaltung zu senden; und dass sie ferner umfasst: einen Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt (10, 20, 30) zum Steuern der bestimmten Abfolge durch Ändern einer Genehmigungsreihenfolge von Paketen für jede vollständige Runde einer Paketwiedergewinnung von Eingangs-Ports, die das Vorhandensein eines Pakets melden, so dass eine Frequenz der Genehmigungsreihenfolge von den Eingangs-Ports, die das Vorhandensein eines Pakets melden, gleichmäßig gemeinsam genutzt wird.
  2. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt (20, 30) die bestimmte Abfolge durch Ändern einer Genehmigungsreihenfolge von Paketen für Eingangs-Ports, die das Vorhandensein eines Pakets melden, für jede vollständige Runde einer Paketwiedergewinnung steuert, so dass eine Frequenz der Genehmigungsreihenfolge von den Eingangs-Ports gleichmäßig gemeinsam genutzt wird, und dass eine Kombination von zwei benachbarten Eingangs-Ports in der bestimmten Abfolge unter den Eingangs-Ports gleichmäßig verteilt ist.
  3. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der der Wiedergewinnungsabfolgeabschnitt (10, 20) mit Zählern versehen ist und die bestimmte Abfolge durch eine Berechnung auf der Grundlage von Ausgangswerten der Zähler bestimmt wird.
  4. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der der Wiedergewinnungsablaufsteuerungsabschnitt (30) mit einer Tabelle versehen ist, die Abfolgen von Eingangs-Ports für die Wiedergewinnung von Paketen enthält, und die bestimmte Abfolge in Übereinstimmung mit der Tabelle bestimmt wird.
  5. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner umfasst: eine Einrichtung zum Bestimmen einer Wiedergewinnungsabfolge in Übereinstimmung mit einer Paketankunftabfolge, wenn zwei oder mehr Pakete in dem Pufferspeicher gespeichert sind, und zum Bestimmen einer Anzahl von aus dem Pufferspeicher wiederzugewinnenden Paketen, während eine Gesamtlänge der wiedergewonnenen Pakete kleiner als ein gegebener Wert gehalten wird.
  6. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der: der für jeden Eingangs-Port vorgesehene Pufferspeicher ein Ringpuffer (einer von 7-0~7-(n-1)) ist, der in mehrere Ringabschnitte mit einer bestimmten Länge unterteilt ist; und die Vorrichtung ferner eine Einrichtung umfasst, um alle Pakete, die Schwanzdaten in einem Ringabschnitt haben, in einer Eingangsreihenfolge von Paketen wiederzugewinnen, wenn alle Pakete, die von den Eingangs-Ports eingegeben werden, nacheinander in einem entsprechenden Ringpuffer gespeichert werden.
  7. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der: die Vorrichtung in einem Kommunikationssystem arbeitet, in der Netzkommunikationsanlagen (110-1, ...) über Verzweigungsübertragungsleitungen (140-1 440-n) entgegengesetzt mit einem lokalen Dienstknoten (120) verbunden sind; wobei die Eingangs-Ports (1-0~1-(n-1)) für jede Netz-Endgerätanlage vorgesehen sind; und der Ausgangs-Port (2) bei dem lokalen Dienstknoten vorgesehen ist.
  8. Kommunikationsverfahren zum Austauschen von Informationen in einem Kommunikationssystem, das Netzkommunikationsanlagen (110-1~110-n) umfasst, die über Verzweigungsübertragungsleitungen (140-1~140-n) entgegengesetzt mit einem lokalen Dienstknoten (120) verbunden sind, durch eine Zeitmultiplexierung von Aufwärts-Kommunikationssignalen, die von den Netzkommunikationsanlagen zu dem lokalen Dienstknoten laufen, und von Abwärts-Kommunikationssignalen, die von dem lokalen Dienstknoten zu den Netzkommunikationsanlagen laufen, wobei das Kommunikationssystem mit einzelnen Kanälen versehen ist, die eine individuell zugewiesene Bandbreite für jede der Netzkommunikationsanlagen und einen gemeinsam genutzten Kanal, der den Netzkommunikationsanlagen gemeinsam ist, besitzen; und der gemeinsame Kanal nicht weniger als zwei Rahmenpakete enthält; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Übertragen von Rahmenzuweisungsanforderungen durch Netzkommunikationsanlagen, die Aufwärtsdaten besitzen, über die einzelnen Kanäle an den lokalen Dienstknoten; in Reaktion auf die Rahmenzuweisungsanforderungen von den Netzkommunikationsanlagen Steuern der Abfolge der Anforderungswiedergewinnung durch den lokalen Dienstknoten durch Ändern der Übertragungsgenehmigungsreihenfolge der Rahmenpakete für jede vollständige Runde einer Anforderungswiedergewinnung von den Netzkommunikationsanlagen, die die Rahmenzuweisungsanforderung übertragen, und Übertragen von Rahmenübertragungsgenehmigungen, die den Netzkommunikationsanlagen in Einheiten von Rahmenpaketen zugewiesen sind, über den gemeinsam genutzten Kanal oder über die einzelnen Kanäle; und Übertragen der Aufwärtsdaten durch die Netzkommunikationsanlagen in entsprechenden zugewiesenen Rahmenpaketen, die aus mehreren Rahmenpaketen in dem gemeinsam genutzten Kanal ausgewählt sind, an den lokalen Dienstknoten.
  9. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, bei dem der lokale Dienstknoten ein oder nicht weniger als zwei Rahmenpakete zu einer Netzkommunikationsanlage zuweist.
  10. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die Netzkommunikationsanlage Informationen über eine erforderliche Anzahl von Rahmenpaketen in der Rahmenzuweisungsanforderung, die an den lokalen Dienstknoten übertragen werden soll, einbaut.
  11. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, bei dem ein gemeinsam genutzter Abwärtskanal zum Übertragen von Abwärtsinformationen mit ID-Schlitzen zum Beschreiben von Anlagenkennungen versehen ist, um einzelne Netzkommunikationsanlagen zu identifizieren, damit sie einer Anzahl von Rahmenpaketen entsprechen, die in gemeinsam genutzten Aufwärtskanälen übertragen werden sollen; wobei jeder ID-Schlitz in einer 1:1-Beziehung mit jedem Rahmenpaket definiert ist; und der lokale Dienstknoten eine Rahmenübertragungsgenehmigung über die einzelnen Kanäle überträgt, indem eine Anlagenkennung in einem ID-Schlitz beschrieben wird, die einem Rahmenpaket entspricht, der einer entsprechenden Netzkommunikationsanlage zugewiesen ist.
  12. Kommunikationsverfahren nach Anspruch 8, bei dem: die Rahmenpakete durch Identifizierungsnummern gemanagt werden; und der lokale Dienstknoten eine Identifizierungsnummer zugewiesener Rahmenpakete in der Rahmenübertragungsgenehmigung setzt und die Rahmenübertragungsgenehmigung an einzelne Netzkommunikationsanlagen über die gemeinsam genutzten Kanäle überträgt.
  13. Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem jedes Rahmenpaket die gleiche Länge hat.
  14. Paketmultiplexierungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Kommunikation nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 ausgeführt wird.
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