<Desc/Clms Page number 1>
VERBETERINGSOKTROOI
BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY
Naamloze Vennootschap Francis Wellesplein 1 B-2018 Antwerpen
België AANVRAAG VOOR EEN DERDE VERBETERINGSOKTROOI AAN HET BELGISCHE OKTROOI No 898 959 INGEDIEND OP 21 FEBRUARI 1984 VOOR :
TELECOMMUNICATIE SCHAKELSYSTEEM EN DAARIN
TOEGEPASTE PRIORITEITSINRICHTING De aanvraagster van deze oktrooiaanvraag beroept zich op het recht van voorrang van een oktrooiaanvraag ingediend in de Verenigde Staten van Noord-Amerika op 14 december 1984 onder nummer 682,228 in naam van Herbert Joseph TOEGEL, Joseph Ronald YUDICHAK en John Francis GILSDORF.
Uitvinders : H. J. TOEGEL-J. R. YUDICHAK-J. F. GILSDORF.
<Desc/Clms Page number 2>
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING
De onderhavige uitvinding heeft algemeen betrekking op een inrichting voor de opstelling van communicatiepaden en in het bijzonder op een dergelijke inrichting met een aantal poorten en middelen om communicatiepaden op te stellen in antwoord op instructies die via de poorten verschaft worden.
De opkomst van datacommunicatie-inrichtingen, zoals computerterminalen, drukkers werkend op hoge snelheid en meerdere andere vandaag bekende datacommunicatie-inrichtingen heeft voor de telecommunicatie-industriel geleid tot een zeker dilemma.
Zoals welbekend zijn de meeste van de huidige telecommunicatie-netwerken gesteund op conventionele analoge ketengeschakelde en centraal bestuurde centrales.
Eén van de moeilijkheden van dergelijke gecentraliseerde centrales is dat het volledige bijbehorende netwerk een katastrofale fout vertoont als zich in de gecentraliseerde centrale een fout of slechte werking voordoet. Het optreden van een dergelijke fout, en welke er ook de grootte daarvan zij, heeft bijgevolg een nadelig effect op een groot gedeelte of op alle verbonden abonnees. Bovendien, doordat men beperkt is tot een ketengeschakelde gecentraliseerde centrale moet elke data overdracht tussen elke twee abonnees over de gecentraliseerde centrale gaan. Verder kunnen dergelijke data moeilijk naar de conventionele telefonie-uitrusting overgedragen worden en vereisen ze meestal modems om deze
<Desc/Clms Page number 3>
conventionele telefonie-uitrusting aan te passen aan de signalen vereist om data zend-en, ontvangstinrichtingen in werking te stellen.
Dergelijke modems worden meer complex en zijn moeilijk te verwezenlijken gezien zowel de verscheidenheid van data-inrichtingen als de data-snelheden daarvan stijgen. Op dit ogenblik zou de ideale oplossing bestaan in de installatie van volledig nieuwe schakelsystemen, die in staat zijn de verscheidene data-types en-snelheden te behandelen. In veel gevallen zou een dergelijke installatie echter nogal verkwistend zijn gezien vele huidige centrales nog steeds niet tegenaan het einde van hun nuttige levensduur zijn gekomen.
Een alternatief voor een gecentraliseerde centrale is een schakelnetwerk dat een verdeelde besturing bezit, zoals bijvoorbeeld de ITT System 12 numerieke centrale.
In dit bepaald systeem zijn een aantal terminale tussenketens verbonden met een numeriek schakelnetwerk, dat in staat is communicatiepaden tussen verscheidene terminale tussenketens op te stellen. Elke terminale tussenketen stelt autonoom communicatiepaden op tussen alle daarmee verbonden abonnees en stelt ook paden op doorheen het numeriek schakelnetwerk als een abonnee verbonden met een andere terminale tussenketen wordt opgeroepen. Een belangrijk voordeel van een centrale met verdeelde besturing is dat het katastrofale in de fout gaan van de gehele centrale vermeden wordt in het geval van fout van een enkele component daarvan.
Dit wil zeggen, als één of meer terminale tussenketens falen dan kunnen deze die werkzaam blijven nog steeds het numeriek schakelnetwerk gebruiken, of in het geval dat het volledig numeriek netwerk in de fout gaat kunnen de terminale tussenketens in elk geval nog altijd volledige lokale dienst aan de daarmee verbonden abonnees verlenen.
Gezien de huidige centrales over het algemeen
<Desc/Clms Page number 4>
ingericht zijn om slechts met een beperkt aantal verschillende types van inrichtingen samen te werken, is het duidelijk dat door een centrale met verdeelde besturing te verschaffen de uitbreiding daarvan, om alle huidige en toekomstige data diensten te verzorgen, modulair van natuur kan zijn zonder dat hiertoe het dure herontwerp van en volledige centrale vereist is.
Bijgevolg is het duidelijk dat met de groei en de verscheidenheid van de data-inrichtingen, en de verwachte groei van deze laatste, er vraag is naar een inrichting die samenwerkt met de huidige communicatiesystemen en verscheidene data communicatiediensten verzorgt zonder de verwijdering van huidige bestaande centrales te vereisen.
Bovendien is een dergelijke inrichting noodzakelijk, zodanig dat de aanwezigheid van een volledig afzonderlijk data communicatiesysteem bovenop de reeds bestaande ketengeschakelde centrales niet nodig is.
SAMENVATTING VAN DE UITVINDING
Bijgevolg bestaat een doelstelling van de onderhavige uitvinding erin een inrichting voor de opstelling van communicatiepaden te verschaffen, die ingericht is niet enkel om door de uitwendige perifere inrichtingen daarvan bestuurd te worden maar ook om elke huidige of verwachte toekomstige inrichting te bedienen.
Deze doelstelling wordt, minstens gedeeltelijk, verwezenlijkt door een inrichting voorzien van middelen voor de opstelling van communicatiepaden welke ook het type of de wijze van beoogde informatie-overdracht zij.
Andere doelstellingen en voordelen zullen voor de deskundigen in de techniek blijken uit de hiernavolgende beschrijving en van de bijgevoegde conclusies en tekeningen.
KORTE BESCHRIJVING DE TEKENING
Fig. l is een blokdiagram van een inrichting waarin de beginselen van de huidige uitvinding aangewend
<Desc/Clms Page number 5>
zijn ;
Fig. 2 is een meer gedetailleerd blokdiagram van een uitvoering van de in Fig. 1 getoonde inrichting ;
Fig. 3 is een blokdiagram van een communicatiesysteem waarin de in Fig. 1 en 2 getoonde inrichting wordt aangewend ;
Fig. 4 is een blokdiagram van een communicatiesysteem met een verdeeld besturingssysteem waarin de inrichting getoond in Fig. 1 en 2 wordt aangewend ; en
Fig. 5 is een blokdiagram van een ander communicatiesysteem waarin de in Fig. 1 en 2 getoonde inrichting wordt aangewend.
NADERE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING
Een inrichting waarin de beginselen van de huidige uitvinding zijn aangewend, en die algemeen met 10 is aangeduid in Fig. 1 van de tekeningen, omvat : een middel 12 welke samenwerkt met een aantal uitwendige terminalen (niet getoond in Fig. 1), een middel 14 voor de opstelling van een aantal communicatiepaden, waarbij het middel 14 een schakelaar 16 en een schakelaarbestuurder 18 omvat, en een middel 20 voor de regeling van de overdracht van informatie over een inwendige communicatiebus 22. De inrichting 10 omvat verder een middel 24 welke samenwerkt met minstens één microcomputer 26.
In een voorkeursuitvoering omvat het middel 12 dat met een aantal uitwendige terminalen samenwerkt, een aantal seriële poorten 28 die elk omvatten : serie-naar-parallel ingangsomvormers en parallel-naar-serie uitgangsomvormers 30 en tussenbuffers 32 om de data-overdracht naar en van de inwendige bus 22 te synchroniseren.
Een specifieke uitvoering, getoond in Fig. 2, bevat zeven seriële poorten 28 die eerste en tweede
<Desc/Clms Page number 6>
volduplex poorten, resp. 34 en 36, omvatten welke kunnen werken met CCITT standaard pulscodemodulatiesignalen en als asynchroon t. o. v. elkaar beschouwd kunnen worden. De eerste en tweede volduplex poorten, resp. 34 en 36, zijn aanwezig om aan het communicatiesysteem overvloedigheid te verschaffen. Verder is elk van de poorten, 34 en 36, voorzien van zijn eigen synchronisatieklokingang, aangeduid met CLKA en CLKB, waarvan één klok gekozen is als ingang naar het regelmiddel 20 voor de informatie-overdracht. Bovendien omvatten de eerste en tweede volduplex poorten, resp. 34 en 36, een aantal bidirectionele communicatiekanalen.
Bijvoorbeeld kunnen er 32 kanalen per poort aanwezig zijn, waarbij elk kanaal in staat is om op een bitsnelheid groter dan 4 MHz te werken.
De inrichting 10 omvat verder derde en vierde volduplex poorten, resp. 38 en 40, en een vijfde simplex seriële poort 42. De derde en vierde duplex poorten, resp. 38 en 40, en de vijfde simplex poort 42 werken rechtstreeks samen met de abonneeterminalen, zoals telefoonposten, computerterminalen of dergelijke, en kunnen elk met een verscheidenheid van bitsnelheden werken. De derde en vierde duplex poorten, resp. 38 en 40, en de vijfde simplex poort 42 hebben ook een aantal onafhankelijke kanalen. Deze poorten 38, 40 en 42, kunnen ingericht worden om met een verscheidenheid van bitsnelheden te werken, zodanig dat de inrichting 10 in staat is om met nagenoeg met alle vandaag beschikbare data-inrichtingen zowel als met verwachte inrichtingen samen te werken.
Bovendien zijn zesde en zevende duplex poorten, resp. 44 en 46, aanwezig die elk één kanaal per datafreem hebben, zodat de verscheidenheid van commerciële inrichtingen die met de inrichting 10 verbonden kan worden is uitgebreid, zonder rekening te houden met
<Desc/Clms Page number 7>
woordgrenzen, bijvoorbeeld, een snelheid van 64K baud of 128 baud. Deze bijzondere poorten zijn dus in staat om daarover data over te dragen, hetgeen effectief op continu wijze gebeurt vergeleken met de daarmee verbonden betrekkelijk tragere perifere inrichtingen, d. w. z. op ofwel 8 of 16 bits voor elk freem van 125 microseconden.
De seriële poorten 28 zijn verbonden met een inwendige bus 22, die werkt met tijdsverdelingsmultiplex (TDM) en de overdracht van data trafiek over de inrichting 10 mogelijk maakt. De TDM data bus 22 is bij voorkeur voorzien van tijdssleuven gelijk aan de ingangsklokperiode (d. w. z. CLKA of CLKB) met 512 tijdssleuven per freem. Elk freem is verdeeld in 32 kanalen, die elk 16 tijdssleuven bevatten. Een aantal tijdssleuven per kanaal, b. v. vijf, worden in een bepaalde uitvoering gebruikt voor commando-en besturingssignalen. Elke tijdssleuf kan 16 bits per informatie omvatten. Eem commando-en besturingsschema voor de opstelling van paden is beschreven en besproken in de VSA oktrooiaanvraag nr. 628030 met als titel "Switch Controller". De laatstgenoemde aanvraag wordt beschouwd als zijnde hierin bevat als referentie.
Op deze wijze is de inrichting 10 voorzien van een "in-kanaal"signalering voor de opstelling van een aantal communicatiepaden, zonder dat hiertoe een afzonderlijke of toegewijde besturingsverbinding met sommige uitwendige middelen aanwezig is.
Bovendien is een parallel tussenketenpoort 24 verbonden met de TDM bus 22, waarbij deze poort 24 ingericht is om met een 8-bit of een 16-bit microcomputer 26 samen te werken.
Het middel 24 voor samenwerking met een microcomputer 26 omvat, in de voorkeursuitvoering, een eerst-in-eerst-uit geheugeninrichting 48 en/of een geheugentransfertinrichting met rechtstreekse toegang 50.
<Desc/Clms Page number 8>
Een dergelijke tussenketen 24 is in detail beschreven in de VSA oktrooiaanvragen nrs. 682034 en 682035 met respektievelijk als titel"Interface for Direct Data Transfer"en"Adaptive Interface for Use With a Microcomputer". Deze beide aanvragen worden verondersteld als zijnde hierbij ingesloten als referentie.
In een voorkeursuitvoering omvat de tussenketen 24 zowel de eerst-in-eerst-uit geheugeninrichting 48, of buffer, als de geheugentransfertinrichting met rechtstreekse toegang 50 en middelen 51 voor de keuze van de werkingswijze. Een voordeel van de aanwezigheid van deze tusseninrichtingen, 48 en 50, is voor het gemak van de abonnees. Duidelijker, in vele gevallen waar de kosten een rol spelen zou een minder dure microcomputer gekozen kunnen worden. Over het algemeen kan een dergelijke minder dure microcomputer niet voorzien worden van de noodzakelijke busbesturings-, interruptie-en kanaalbesturingssignalen die noodzakelijk zijn voor de toepassing van de geheugentransfertinrichting met rechtstreekse toegang 50. In dergelijk geval zou de eerst-in-eerst-uit geheugeninrichting 48 geactiveerd worden door een voorafbepaald besturingssignaal.
In elk geval omvat de microcomputer 26 een microprocessor deel 57 met een lokale bus 59, en een daarmee verbonden RAM geheugen 61 en ROM geheugen 63.
In de voorkeursuitvoering omvat het middel 14 voor de opstelling van een aantal communicatiepaden een tijdelijk geheugen 52 en een middel 54 voor de besturing van dit geheugen 52.
In een uitvoering omvat het tijdelijk geheugen 52 een door een bestemmingsinhoud adresseerbaar geheugen 56 (CAM), een RAM geheugen 58 waarin de over te dragen data worden opgeslagen, alsook een door een broninhoud adresseerbaar geheugen 60 (CAM). Het middel 54 voor de
<Desc/Clms Page number 9>
besturing van een dergelijk CAM/RAM/CAM geheugen 52 omvat een aantal commandoregisters die in staat zijn te antwoorden op commandosignalen welke via het aantal poorten 28 of de poort 24 alle informatie voorafgaan.
Als resultaat kan elk kanaal van elke poort welke een juist commando-vraagsignaal verschaft, een commandobron worden en daarna in staat zijn van ofwel data te halen uit of toe te voeren aan het CAM/RAM/CAM tijdelijk geheugen 52 en de verscheidene daaraan toegevoegde registers. Een bijzondere uitvoering van het schakelaargedeelte 16 van het padopstellingsmiddel 14 is in meer detail besproken in de VSA oktrooiaanvragen nrs. 682033 en 682030 met als titel respektievelijk "Apparatus and Method for Providing Dynamically Assigned Switch Paths"en"Switch Controllers". Deze oktrooiaanvragen worden beschouwd als zijnde hierin gelast als referentie.
Volgens een specifieke werkwijze wordt bij de ontvangst van een commando of een aanvraag om een commandobron te worden, het bepaald kanaal van de bepaalde poort die deze aanvraag doet een commandobron, en door instructies hiervan geschiedt de overdracht van data via het RAM gedeelte van de CAM/RAM/CAM. De overdracht gebeurt tussen een poort waarvan het adres opgeslagen is in de bron CAM naar een poort waarvan het adres in de bestemmings CAM is opgeslagen. Er dient opgemerkt dat elk kanaal, eens dat het een commandobron wordt, een pad kan opstellen, waarbij dit pad niet noodzakelijk zichzelf bevat. Bovendien, eens dat het een commandobron geworden is, kan het bepaald kanaal de overdracht van data over de schakelaar 16 afbreken of besturen.
Een dergelijk mechanisme is bijzonder nuttig als een slechte werking vastgesteld wordt bij een poort of bij een kanaal verschillend van waar de slechte werking optreedt, waarna de detecterende periferie of
<Desc/Clms Page number 10>
terminaal de commandostatus kan innemen en de traffiek een andere weg kan geven tot het slecht werkend kanaal of poort is hersteld.
Het middel 20 voor het regelen van de overdracht van informatie over de TDM bus 22 omvat een hoofdklok voor de bit per bit overdracht van freems over de TDM bus 22 en synchroniseert deze overdracht tussen de schakelaarbestuurder 18 en de schakelaar 16.
In een bepaalde uitvoering, zoals getoond in Fig.
3, heeft een communicatiesysteem 62, een aantal daarmee verbonden verbindingswegen 64 waarmee een aantal inrichtingen 10 verbonden zijn. Bovendien is elke inrichting 10 met een aantal perifere inrichtingen 66 verbonden. Bijvoorbeeld, een aantal telefonieketens 66A, een privé centrale 668, of een aantal dataterminalen 66C.
In de getoonde inrichting zijn de eerste en tweede poorten, respektievelijk 34 en 36, elk verbonden met één van de verbindingswegen 64 en de rest van de seriële poorten (niet getoond in Fig. 3) zijn met de abonnee periferie-uitrusting verbonden. Volgens een schema wordt, om botsingsfouten te vermijden, aan elke inrichting 10 slechts zekere voorafbepaalde kanalen, toegevoegd aan elke verbindingsweg 64 toegewezen. Verder zou één van de verbindingswegen 64 gebruikt kunnen worden voor het zenden van berichten en, bijvoorbeeld, enkel met eerste poorten 34 verbonden kunnen worden en zou de andere verbindingsweg gebruikt kunnen worden voor de ontvangst van berichten en verbonden kunnen worden met tweede poorten 36. Bovendien kan de inrichting verder het gebruik omvatten, zowel van een microcomputer 26 als van andere daarmee verbonden inrichtingen.
Bovendien kan volgens een alternatief schema, een busbetwisting-of arbitreringsalgoritme aanwezig zijn om botsingsfouten te vermijden.
Er wordt nu verwezen naar Fig. 4. Daarin is een
<Desc/Clms Page number 11>
communicatiesysteem 68 getoond, welke in deze uitvoering een numerieke centrale met verdeelde besturing is, die een numeriek schakelnetwerk 40 en een aantal daarmee verbonden terminaal-besturingselementen 72 omvat. Elk terminaal-besturingselement 72 omvat, bijvoorbeeld, een volledige 32-kanaal PCM verbindingsweg 74. Bovendien, in het geval waar het numeriek schakelnetwerk 70 bijvoorbeeld een ITT System 12 numerieke centrale is, verschaft het terminaal-besturingselement zowel de klokals de freemsynchronisatiesignalen aan elke inrichting 10, waarna de overdracht van data bestuurd wordt door het terminaal-besturingselement 72 dat de netwerkpaden volgens zijn eigen commando-en besturingsstruktuur opstelt.
Een hoofdvoordeel van de inrichting 10 in een dergelijk communicatiesysteem 68 is dat de terminaal-besturingselementen 72 voorzien kunnen worden van een bijkomende bescherming tegen abonnee ongemakken.
Zo kan elke abonnee die met het System 12 via de inrichting 10 gekoppeld ist effektief met twee terminaal-besturingselementen 72 verbonden worden. Zoals getoond in Fig. 4 is in elke inrichting 10 de eerste poort 34 daarvan verbonden met zijn respektief terminaal-besturingselement 72 en de tweede poort 36 daarvan is met een ander terminaal-besturingselement 72 verbonden. Bijgevolg, indien een willekeurig terminaal-besturingselement 72 uit dienst genomen zou worden, bijvoorbeeld voor software opdatering, zouden de abonnees met het schakelnetwerk 70 via het ander terminaal-besturingselement 72 communiceren. Bijgevolg is voor elke abonnee volledige besturingselement overvloedigheid aanwezig.
Een ander in Fig. 5 getoond communicatiesysteem 76 omvat een eerste hoofdinrichting 78 die met een communicatieverbindingsweg 80 verbonden is. Zoals
<Desc/Clms Page number 12>
getoond omvat een typische communicatieverbindingsweg 80 lijndrijvers 81 en verscheidene trunks 83. De eerste poort 82, d. w. z. een multikanaal PCM poort, heeft een aantal slaafinrichtingen 84 die daarmee via de overeenkomstige volduplex multikanaal eerste poorten 88 daarvan verbonden zijn. Verder kan een tweede hoofdinrichting 88 ook met de communicatieverbindingsweg 80 verbonden zijn. De eerste poort 90 daarvan, d. w. z. een volduplex multikanaal PCM verbindingsweg, heeft een tweede aantal inrichtingen 92 die daarmee via de overeenkomstige eerste poorten 94 daarvan verbonden zijn.
Om de noodzaak van botsingsdetectie of busarbitrering te vermijden, is aan elke eerste poort, 86 of 94, één enkel kanaal van de respektieve hoofd eerste poort, respektievelijk 82 of 90, toegewezen. Bijgevolg kan volgens het hierboven gegeven schema het aantal slaafinrichtingen, 84 of 92, die aan een gegeven hoofdinrichting, respektievelijk 78 of 88, toegevoegd zijn het aantal kanalen van de eerste poorten, respektievelijk 82 of 90, daarvan niet overschrijden.
Bovendien, om volledige overvloedigheid te verschaffen zijn de volduplex multikanaal tweede poorten, 96 en 98, van de slaafinrichting, respektievelijk 84 en 92, bij voorkeur met de eerste poorten, 90 en 82, van de andere hoofdinrichting, respektievelijk 88 en 78, verbonden. De tweede poorten, respektievelijk 100 en 102, van elke hoofdinrichting, respektievelijk 78 en 88, kunnen met de andere slaafinrichting, of centrales, of dergelijke verbonden worden.
De communicatie-verbindingsweg 80 kan verder een derde en vierde hoofdinrichting, respektievelijk 104 en 106, omvatten die zoals getoond verbonden zijn met de lokale centrales, respektievelijk 108 en 110, welke elk een aantal abonnees bedienen.
Hoewel de principes van de uitvinding hierboven
<Desc/Clms Page number 13>
zijn beschreven aan de hand van bepaalde uitvoeringsvormen en wijzigingen daarvan, is het duidelijk dat de beschrijving slechts bij wijze van voorbeeld is gegeven en de uitvinding niet daartoe is beperkt.