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RESEAU DE COMMUNICATION
La présente invention se rapporte b un réseau de communication pour transmettre des paquets de données, contenant chacuns des informations de routage, entre des terminaux raccordes au dit réseau via des noeuds, chacuns de ces noeuds comprenant au morns un. premier circuit récepteur et un- premier circuit transmetteur pour respectivement recevoir et transmettre des paquets du et vers ledit réseau, au moins un second circuit récepteur et un second circuit transmetteur pour respectivement recevoir et transmettre des Paquets du et vers le terminal raccorde au dit noeud,
et des moyens de controle pour transférer des paquets reçus par ledit premier circuit récepteur au dit premier ou au dit second circuit transmetteur en fonction des dites informations de routage contenue dans lesdits paquets et pour transférer des paquets reçus par ledit second circuit récepteur au dit premier circuit transmetteur.
Un tel reseau est déjà connu dans la technique, par exemple du brevet belge No 895. 438. Dans ce réseau connu, les moyens de controle comprennent une queue et emmagasinent temporairement les paquets de données
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destines au premier dans cette queue et transferent ensuite so ainsi emmagasinés, soit second circuit circuit transmetteurrécepteur vers ce premier circuit transmetteur en fonction de la priorité aeeordee soit ä la queue ou au second circuit récepteur.
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Done, ces moyens de contrôle connus sont relativement complexes parce qu'ils comprennent une queue et que leur fonctionnement rend necessaire l'établissement d'une priorité prédéterminée entre cette queue et le second circuit récepteur.
Un but de la présente invention est de fournir un réseau du type mentionné ci-dessus, mais dans lequel les moyens de contrôle ne nécessitent pas l'utilisation d'une queue ni l'établissement d'une priorité de traitement.
Selon l'invention, ce but est atteint grace au fait que lesdits moyens de contrôle comprennent un circuit de multiplexage/démultiplexage controle par lesdites informations de routage et adapté à lire cycliquement ledit premier et ledit second circuits récepteurs et de transférer des paquets emmagasines dans le circuit récepteur ainsi lu au circuit transmetteur sélectionné au moyen des dites informations de routage contenues dans ces paquets.
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Parce que le circuit de multiplexage/démultiplexage lit cycliquement les deux circuits récepteurs, aucune queue n'est requise, reduisant ainsi le volume occupe par les moyens de contrssle'. Ceci constitue un sérieux avantage particulièrement lorsque ces moyens de contrôle doivent etre intégrés dans une puce. De même, aucune priorité quelle qu'elle soit ne doit être établie à priori.
Les buts et caractéristiques de l'invention décrits ci-dessus ainsi que d'autres et la maniere de les obtenir deviendront plus clairs et l'invention elle-même sera mieux comprise en se referant à la description
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suivante d'un exemple de rdalisation de l'invention pris en relation avec les dessins qui l'accompagnent et dont : Fig. l montre un reseau de communication réalisé selon l'invention :
Fig. 2 représente le noeud NI et le terminal Ul du
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'reseau de communication de la Fig. 1 plus en detail et i 3 represente egalement le noeud NI, mais pourvu d'un circuit de protection contre un défaut de ;noeud.
Le reseau de communication montré à la Fig. 1 est un reseau de distribution locale du type Réseau Numdrique b Intégration de Services (RANIS) b large bande comprenant plusieurs terminaux Ul à U5 respectivement raccordes ä
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des noeuds identiques N1 b N5 qui sont constituds par des systèmes de commutation tSWl) decrits plus loin et interconnectés de façon à former une topologie de reseau en anneau. Un terminal U1/U5 peut par exemple etre un téléphone. un vidéo-phone, un poste de télévision, un ordinateur personnel. une radio, un central de télécommunication ou un autre reseau en anneau. Dans le reseau en anneau montré, des signaux tels que de la voix, des données d'ordinateur et de la video sont transmis entre ces terminaux Ul US sous forme de paquets de donnees et dans le sens indiqué par la flèche A.
Chaque paquet circulant dans le reseau en anneau comprend un en-tête contenant des informations de routage indiquant au noeud Nl/N5 auquel il est applique si ce paquet doit être transféré plus loin dans le reseau en anneau ou s'il est destiné au terminal Ul/U5 raccorde ce noeud Nl/N5.
La frequence binaire de transmission des signaux peut etre differente pour chaque segment d'anneau, c'est-à-dire entre deux noeuds NI-N5, du reseau en anneau avec une valeur maximale de, par exemple. 560 Megabits/seconde.
Chaque systéme de commutation (SW1) constituant un noeud Nl/N5 est par exemple du type révélé dans brevet belge No 904. 100 et utilise des techniques de commutation appelées Commutation Rapide de Paquets (CRP) ou a Division Temporelle Asynchrone (DTA). Le noeud NI, auquel le terminal Ul est raccordé, est représenté plus
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an detail à la Fig. 2.
Le noeud N1 ou plus particulièrement son Systeme de commutation CSWI) comprend des moyens de controle constitués Par un bus de commutation central SB à Multiplexage à Division
Temporelle (MDT) dont le fonctionnement est contrôlé par un circuit temporisateur SEC et qui est capable de transmettre des paquets de données de n'importe lequel des 8 circuits récepteurs vers n'importe lequel des 8 circuits transmetteurs. Cependant, puisque dans le cas présent les paquets ne circulent dans l'anneau que dans un seul sens et qu'un seul terminal U1 est raccordé au noeud N1, seuls 2 circuits récepteurs RCO et RC1 et 2 circuits transmetteurs TCO et TC1 sont requis et représentés ä la Fig. 2.
Ce noeud NI possede une première borne d'entree RO et une première borne de sortie TO reliants des segments d'anneau du reseau au premier circuit récepteur RCO et au premier circuit transmetteur TCO respectivement. N1 passède également une seconde borne d'entrée R1 et une seconde borne de sortie Tl reliants le terminal U1 au second circuit récepteur RCI et au second circuit transmetteur TCI respectivement. les es circuits récepteurs RCD et RC1 sont tous deux raccordes au bus de commutation SB qui est lui-même raccordé aux deux circuits transmetteurs TCO et TCI.
11 est à noter que quoique dans le cas présent la capacite de commutation du noeud révélé n'est pas entièrement exploitée. c'est-Åa-dire que seuls 2 des 8 circuits recepteurs et transmetteurs sont utilisés. son utilisation est économique puisque, étant largement employd dans les réseaux de commutation en télécommunication, il a été possible de réduire son coût de production.
La capacité de commutation de ce Systeme de commutation est par exemple entièrement exploite dans un réseau de commutation RNIS ä large bande tel que celui
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révélé dans le brevet belge No 903. 261 pour échanger des paquets de données entre des terminaux qui sont généralement des stations d'abonnes.
Un paquet circulant dans le reseau en anneau est applique au circuit récepteur RCO du noeud NI via sa borne d'entree RO et a son en-tete analysé par ce circuit récepteur RCO. Selon les informations de routage contenues dans cet en-täte, le paquet est alors transféré au circuit transmetteur TCO ou TC1 via le bus de commutation SB. En Pratique, lorsque les informations de routage sont reconnues par le circuit récepteur RCO comme indiquant l'adresse relative du circuit transmetteur TC1, par exemple le chiffre 1, ou du terminal Ul qui y est raccordée, le paquet est transféré vers ce terminal Ul via le circuit transmetteur TC1 et la borne de sortie Tl.
Dans l'autre cas, c'est--dire lorsque les informations de routage ne sont pas reconnues par le circuit recepteur RCO, le paquet est transféré au circuit transmetteur TCO et de là plus loin dans le réseau en anneau via la borne de sortie TO.
Puisque des paquets peuvent etre simultanement presents dans les circuits récepteurs RCO et RCI et peuvent être destinés à un même circuit transmetteur, par exemple TCO, les circuits transmetteurs TCO et TCI sont chacuns pourvus d'une queue tampon QO et Ql respectivement de teile sorte que le taux de transmission de pointe de ces circuits transmetteurs TCO et TC1 ne soit pas dépassé. La longueur de cette queue tampon QO/Ql est calculée de façon ä ce que le risque de
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débordement soit plus faible qu'une probabilité prédéterminée pour une certaine charge maximale de trafic envisagée aux bornes d'entrees RO et Rl. Dans chaque circuit récepteur RCO et RC1 un tampon respectif BO et Bl ayant la longueur d'un paquet de données est
prevu Pour assurer qu'un paquet entrant soit retardé au maximum d'un
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cycle MDT du bus de commutation SB. Afin de pouvoir transferer suffisamment vite tous les paquets entrants, la vitesse MDT ou fréQuence binaire minimale du bus de commutation SB est au moins égale à la somme des frequences binaires des signaux de données arrivant aux différents circuits récepteurs RCO et RCI. En d'autres termes, la durée maximale d'un cycle MDT du bus de commutation SB est egale ou inferieure au temps mis pour recevoir un paquet par un quelconque des circuits
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recepteurs RCO/RC1.
11 est ä noter qu'un noeud est en fait un circuit de multiplexage/démultiplexage statistique. En effet, tous les paquets entrants de différents circuits récepteurs RCO et RC1 peuvent être transférés vers un seul circuit transmetteur TC0/TC1 (multiplexage) ou être distribues à différents circuits transmetteurs TCO et TC1 (demultiplexaoe).
Chaque noeud est pourvu d'un régenérateur de signal (non montre) pour remettre en forme les signaux de données avant de les transmettre au réseau en anneau. De plus, afin d'empêcher le réseau en anneau de devenir inopérant à cause d'un défaut ä un noeud N1/N5. chaque noeud est pontd par un circuit de protection autorisant la transmission des paquets de données.
Lorsque des fibres optiques sont utilisées comme segments d'anneau un tel circuit de pontage est constitue par un chemin en fibre optique présentant une certaine atténuation pour les signaux qui le traversent. De cette façon, lorsque tous les noeuds N1 ä N5 fonctionnent normallement, les signaux regeneres dans chaque noeud N1/N5 sont suffisament forts pour l'emporter sur ceux Passant et atténues par le circuit de pontage.
En cas de Panne dans un noeud Nl/N5, les signaux passent uniquement par le circuit de pontage de ce noeud défectueux N1/N5 et sont aines ! fournis au circuit recepteur RCO du noeud
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suivant dont le régénérateur de signal compense la perte d'amplitude provoquée par le circuit de pontage atténuateur précédant. 11 est ä noter que dans ce cas de transmission optique, tous les circuits recepteurs RCO raccordes au réseau en anneau sont pourvus d'un récepteur optique et tous les circuits transmetteurs TCO raccordés ä ce réseau en anneau sont pourvus d'un transmetteur optique.
Lorsque des connexions électriques sont utilisées comme segments d'anneau, par exemple des cables coaxiaux, chaque circuit de pontage est constitue par une diode Dl et chaque noeud N1/N5 est pourvu d'un équipement supplémentaire tel que celui montré à la Fig. 3 pour le noeud N1. La diode de pontage 01 est raccordée entre des bornes R'O et T'O des segments d'anneau et le noeud N1 est également raccordé au réseau en anneau via ces bornes RIO et T'O. La borne R'O est raccordée ä la borne d'entree RO du système de commutation SW1 par un condensateur CR, alors que la borne de sortie TD de ce système de commutation SW1 est raccordée à la borne T'O par un condensateur CT identique ä CR.
R'D est de plus reliée à une tension de reference VR (terre) via une charge de courant IR absorbant un courant continu constant I, alors que cette même tension de reference VR est reliee ä T'O via une source de courant IT générant un meme courant continu constant I. Les condensateurs CR et CT empêchent le courant continu I de circuler au travers du système de commutation SW1 mais autorisent le passage des paquets de données. Lorsque le noeud NI fonctionne, la source de courant IT couplée à SWl génère un courant continu I qui circule vers le noeud suivant, c'est-à-dire NZ (Fig. 1), en plus des signaux déjà présents dans le réseau en anneau.
Ce courant continu 1 est absorbe par la charge de courant IR du noeud M2. 11 en est de mëme pour un courant continu I généré par la source de courant
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IT du noeud précédant NI, Par exemple N5, et qui sera absorbé par la charge de courant IR du noeud NI. En
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conséquence, lorsque tous les noeuds NI ä N5 sont actifs des courants continus constants I circulent de sources de courant IT vers charges de courant IR et aucun courant ne passe par les diodes 01 qui restent donc bloquées.
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Cependant. lorsqu'un noeud, exemple NI, est inactif. en panne ou ôté du réseau en anneau. le courant continu I genere par la source de courant IT du noeud NS précédant peut uniquement être absorbé par la charge de courant IR du noeud N2 suivant normalement NI. La diode 01 présente à l'emplacement du noeud NI devient ainsi conductrice b cause de ce courant continu I. Par conséquent, tous les paquets de donndes circulant dans le reseau en anneau entre N5 et N2 passent par la diode 01 du noeud NI et le fonctionnement du réseau en anneau n'est pas perturbe.
Le réseau en anneau peut être replié de façon à former une topologie de bus à deux filjs ou câbles coaxiaux. un pour chaque sens de transmisson. D'autres topologies de reseaux telles qu'en etoile ou une structure hybride sont également possibles. Cependant, le rdseau en anneau unidirectionnel mentionné ci-dessus est préféré pour sa transmission point-à-point entre noeuds qui évite les problemes de reflexion et parce que seuls un circuit recepteur RCO et un circuit transmetteur TCO sont raccordes ä ce réseau. Un reseau en anneau peut également être facilement étendu en faisant une ouverture, généralement à l'emplacement d'un noeud N1/N5, et en y insertant un nouveau segment d'anneau.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en se referant ä des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement ä titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation da 1a portée de l'invention.
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COMMUNICATION NETWORK
The present invention relates to a communication network for transmitting data packets, each containing routing information, between terminals connected to said network via nodes, each of these nodes comprising at least one. first receiver circuit and a first transmitter circuit for respectively receiving and transmitting packets from and to said network, at least a second receiver circuit and a second transmitter circuit for respectively receiving and transmitting packets from and to the terminal connected to said node,
and control means for transferring packets received by said first receiver circuit to said first or said second transmitter circuit according to said routing information contained in said packets and for transferring packets received by said second receiver circuit to said first circuit transmitter.
Such a network is already known in the art, for example from Belgian patent No 895. 438. In this known network, the control means comprise a queue and temporarily store the data packets
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intended for the first in this queue and then transfer so stored in this way, either second transmitter-receiver circuit circuit to this first transmitter circuit depending on the priority assigned to either the queue or the second receiver circuit.
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Therefore, these known control means are relatively complex because they include a queue and their operation makes it necessary to establish a predetermined priority between this queue and the second receiving circuit.
An object of the present invention is to provide a network of the type mentioned above, but in which the control means do not require the use of a queue or the establishment of a processing priority.
According to the invention, this object is achieved thanks to the fact that said control means comprise a multiplexing / demultiplexing circuit controlled by said routing information and adapted to cyclically read said first and said second receiving circuits and to transfer packets stored in the receiver circuit thus read to the selected transmitter circuit by means of said routing information contained in these packets.
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Because the multiplexing / demultiplexing circuit cyclically reads the two receiving circuits, no queues are required, thereby reducing the volume occupied by the control means. This is a serious advantage, particularly when these control means have to be integrated into a chip. Likewise, no priority whatsoever should be established a priori.
The objects and characteristics of the invention described above as well as others and the manner of obtaining them will become clearer and the invention itself will be better understood by referring to the description.
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following of an exemplary embodiment of the invention taken in relation to the accompanying drawings and of which: FIG. l shows a communication network produced according to the invention:
Fig. 2 represents the node NI and the terminal Ul of the
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communication network of FIG. 1 in more detail and i 3 also represents the NI node, but provided with a protection circuit against a node fault.
The communication network shown in FIG. 1 is a local distribution network of the Digital Network type b Service Integration (RANIS) b broadband comprising several terminals Ul to U5 respectively connected to
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identical nodes N1 b N5 which are constituted by switching systems tSW1) described below and interconnected so as to form a ring network topology. A U1 / U5 terminal can for example be a telephone. a video-phone, a television set, a personal computer. a radio, telecommunication exchange, or other ring network. In the ring network shown, signals such as voice, computer data and video are transmitted between these Ul US terminals in the form of data packets and in the direction indicated by the arrow A.
Each packet circulating in the ring network includes a header containing routing information indicating to the node Nl / N5 to which it is applied if this packet should be transferred further in the ring network or if it is intended for the terminal Ul / U5 connects this node Nl / N5.
The bit rate of signal transmission can be different for each ring segment, that is to say between two NI-N5 nodes, of the ring network with a maximum value of, for example. 560 Megabits / second.
Each switching system (SW1) constituting a node N1 / N5 is for example of the type disclosed in Belgian patent No 904.100 and uses switching techniques called Fast Packet Switching (CRP) or Asynchronous Time Division (DTA). The NI node, to which the terminal Ul is connected, is shown more
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in detail in Fig. 2.
The node N1 or more particularly its switching system CSWI) comprises control means constituted by a central switching bus SB with division multiplexing
Temporal (MDT) whose operation is controlled by a SEC timer circuit and which is capable of transmitting data packets from any of the 8 receiving circuits to any of the 8 transmitting circuits. However, since in the present case the packets circulate in the ring only in one direction and only one terminal U1 is connected to the node N1, only 2 receiver circuits RCO and RC1 and 2 transmitter circuits TCO and TC1 are required and shown in FIG. 2.
This node NI has a first input terminal RO and a first output terminal TO connecting ring segments of the network to the first receiver circuit RCO and to the first transmitter circuit TCO respectively. N1 also passes a second input terminal R1 and a second output terminal Tl connecting the terminal U1 to the second receiver circuit RCI and to the second transmitter circuit TCI respectively. the receiver circuits RCD and RC1 are both connected to the switching bus SB which is itself connected to the two transmitter circuits TCO and TCI.
It should be noted that although in the present case the switching capacity of the revealed node is not fully exploited. that is, only 2 of the 8 receiver and transmitter circuits are used. its use is economical since, being widely used in telecommunication switching networks, it has been possible to reduce its production cost.
The switching capacity of this switching system is for example fully exploited in a broadband ISDN switching network such as that
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disclosed in Belgian patent No 903. 261 for exchanging data packets between terminals which are generally subscriber stations.
A packet circulating in the ring network is applied to the receiver circuit RCO of the node NI via its input terminal RO and to its header analyzed by this receiver circuit RCO. According to the routing information contained in this header, the packet is then transferred to the transmitter circuit TCO or TC1 via the switching bus SB. In practice, when the routing information is recognized by the receiver circuit RCO as indicating the relative address of the transmitter circuit TC1, for example the number 1, or of the terminal Ul which is connected to it, the packet is transferred to this terminal Ul via the transmitter circuit TC1 and the output terminal Tl.
In the other case, that is to say when the routing information is not recognized by the RCO receiver circuit, the packet is transferred to the TCO transmitter circuit and from there further into the ring network via the output terminal. TO.
Since packets can be simultaneously present in the RCO and RCI receiving circuits and can be intended for the same transmitting circuit, for example TCO, the TCO and TCI transmitting circuits are each provided with a buffer tail QO and Ql respectively so that the peak transmission rate of these TCO and TC1 transmitter circuits is not exceeded. The length of this QO / Ql buffer tail is calculated so that the risk of
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overflow is lower than a predetermined probability for a certain maximum traffic load envisaged at the input terminals RO and Rl. In each receiver circuit RCO and RC1 a respective buffer BO and Bl having the length of a data packet is
planned To ensure that an incoming packet is delayed by a maximum of one
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MDT cycle of the switching bus SB. In order to be able to transfer all incoming packets fast enough, the minimum bit rate MDT or bit frequency of the switching bus SB is at least equal to the sum of the bit frequencies of the data signals arriving at the various receiver circuits RCO and RCI. In other words, the maximum duration of a cycle MDT of the switching bus SB is equal to or less than the time taken to receive a packet by any of the circuits.
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RCO / RC1 receivers.
It should be noted that a node is in fact a statistical multiplexing / demultiplexing circuit. Indeed, all incoming packets from different RCO and RC1 receiver circuits can be transferred to a single transmitter circuit TC0 / TC1 (multiplexing) or be distributed to different transmitter circuits TCO and TC1 (demultiplexaoe).
Each node is provided with a signal regenerator (not shown) to reshape the data signals before transmitting them to the ring network. In addition, in order to prevent the ring network from becoming inoperative due to a fault at an N1 / N5 node. each node is bridged by a protection circuit authorizing the transmission of data packets.
When optical fibers are used as ring segments, such a bridging circuit is constituted by an optical fiber path having a certain attenuation for the signals which pass through it. In this way, when all the nodes N1 to N5 operate normally, the signals regenerated in each node N1 / N5 are sufficiently strong to outweigh those passing and attenuated by the bridging circuit.
In the event of a Failure in a node Nl / N5, the signals pass only through the bridging circuit of this defective node N1 / N5 and are fine! supplied to the RCO receiver circuit of the node
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next whose signal regenerator compensates for the loss of amplitude caused by the preceding attenuator bridging circuit. It should be noted that in this case of optical transmission, all the RCO receiver circuits connected to the ring network are provided with an optical receiver and all the TCO transmitter circuits connected to this ring network are provided with an optical transmitter.
When electrical connections are used as ring segments, for example coaxial cables, each bridging circuit is constituted by a diode D1 and each node N1 / N5 is provided with additional equipment such as that shown in FIG. 3 for node N1. The bridging diode 01 is connected between terminals R'O and T'O of the ring segments and the node N1 is also connected to the ring network via these terminals RIO and T'O. The terminal R'O is connected to the input terminal RO of the switching system SW1 by a capacitor CR, while the output terminal TD of this switching system SW1 is connected to the terminal T'O by an identical capacitor CT to CR.
R'D is moreover connected to a reference voltage VR (earth) via a current load IR absorbing a constant direct current I, while this same reference voltage VR is connected to T'O via a current source IT generating the same constant direct current I. The capacitors CR and CT prevent the direct current I from flowing through the switching system SW1 but authorize the passage of the data packets. When the node NI is operating, the current source IT coupled to SWl generates a direct current I which flows to the next node, that is to say NZ (FIG. 1), in addition to the signals already present in the network in ring.
This direct current 1 is absorbed by the current charge IR of the node M2. 11 is the same for a direct current I generated by the current source
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IT of the node preceding NI, For example N5, and which will be absorbed by the current load IR of the node NI. In
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Consequently, when all the nodes NI to N5 are active, constant direct currents I flow from current sources IT to current charges IR and no current passes through the diodes 01 which therefore remain blocked.
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However. when a node, example NI, is inactive. broken or removed from the ring network. the direct current I generated by the current source IT of the preceding node NS can only be absorbed by the current load IR of the node N2 normally following NI. The diode 01 present at the location of the node NI thus becomes conductive because of this direct current I. Consequently, all the data packets circulating in the ring network between N5 and N2 pass through the diode 01 of the node NI and the operation of the ring network is not disturbed.
The ring network can be folded so as to form a bus topology with two coaxial wires or cables. one for each direction of transmission. Other network topologies such as a star or a hybrid structure are also possible. However, the above-mentioned unidirectional ring network is preferred for its point-to-point transmission between nodes which avoids reflection problems and because only an RCO receiver circuit and a TCO transmitter circuit are connected to this network. A ring network can also be easily extended by making an opening, usually at the location of an N1 / N5 node, and inserting a new ring segment into it.
Although the principles of the invention have been described above with reference to particular examples, it is understood that this description is made only by way of example and does not constitute in any way a limitation of the scope of the invention .