DE1295668B - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leit- Informationen bezüglich Netzaufbau und Verfügweglenkung in einem aus Knoten und diese Knoten barkeit der Netzglieder vorhanden sein, an Hand untereinander auf beliebige Weise miteinander ver- deren eine Leitweglenkung ohne Blindbelegungen bindenden Verbindungsgliedern bestehenden Netz und Verbindungsversuche möglich wäre, sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung 5 Eine hierfür bekannte Lösung (deutsche Patentdieses Verfahrens. schrift 948 703) sieht in einem Fernsprechnetz in

Ein solches Netz kann beispielsweise ein Fern- jedem Durchgangsamt Einrichtungen vor, durch sprechnetz sein, das ein größeres Gebiet versorgt. welche der Zustand der Leitungen zu einem von Die Knoten sind dann Vermittlungsämter und die diesem Durchgangsamt aus erreichbaren Zielamt zu Verbindungsglieder die zwischen diesen Vermitt- _I0 allen Ämtern zurückgemeldet wird, die mit diesem lungsämtern vorhandenen Nachrichtenkanalbündel Durchgangsamt verbunden sind und möglicherweise (Leitungsbündel, Multiplexkanalbündel usw.). einen nach dem genannten Zielamt strebenden Ver-

Das Netz kann aber ebensogut jedes andere Fern- kehr über das Durchgangsamt absetzen möchten, meldenetz oder ein Verkehrsnetz sein. Zum Beispiel Wenn in einem Amt A eine Meldung vorliegt über können die Knoten Flughäfen, Bahnknotenpunkte, _Γ5 den Ausfall (oder Uberlastungsgefahr) der Leitung, Straßenkreuzungen usw. sein, wobei dann die Ver- die zwischen einem von Amt A erreichbaren Durchbindungsglieder Luftstraßen, Schienenwege, Straßen gangsamt B und einem mit diesem Durchgangsamt B usw. sind. Das heißt, die Erfindung kann auf jedes verbundenen Zielamt C vorgesehen ist, wird die Netz Anwendung finden, das einem Verkehr be- Leitwegsteuereinrichtung (Umwerter) des Amtes A stimmter Art dient und in dem eine Leitweglenkung ₂o so umgeschaltet, daß sie bei Vorliegen eines Verbinzur Umgehung von blockierten ausgefallenen oder dungswunsches für das Zielamt Ceinenvorbestimmten zerstörten Wegestücken zweckmäßig ist. Umweg angibt, der nicht über das Durchgangsamt B

Die Ursachen für den Ausfall von Teilen des führt. Damit wird eine Blindbelegung eines Weges Netzes sind nebensächlich. Im Fernsprechnetz kann zwischen dem Amt A und dem Durchgangsamt B es zu Blockierungen infolge Überlastung kommen, 25 vermieden. Die Rückmeldungen können dabei über oder es können Leitungen, z. B. zufolge Sturm- gesonderte Nachrichtenwege oder über die Fernschadens, ausfallen. Bei Funknetzen können atmo- sprechübertragungswege selbst (ohne Störung dersphärische Störungen das Netz zum Teil unbrauchbar selben) übertragen werden. Wenn aber jede Verbinmachen, im Luftverkehr kann schlechtes Wetter dungsmöglichkeit des Netzes bei der Leitweglenkung zu Komplikationen führen usw. In jedem Netz kann 30 berücksichtigt werden soll, muß jedes Amt Kenntnis gerade im Katastrophenfall ein großes Verkehrs- haben über die Verfügbarkeit jedes Verbindungsangebot vorliegen, wobei dann ein Teil des Netzes weges im ganzen Netz; hierfür müßte daher jede unter Umständen nicht mehr betriebsfähig ist. Aus- einzelne Meldung zu allen Knoten des Netzes Überfälle im Netz können stufenweise auftreten (z. B. wenn tragen werden. Es ist klar, daß dieses Verfahren bei ein Sturm das versorgte Gebiet überstreicht) oder 35 zunehmender Größe und/oder Vermaschung des schlagartig auftreten (z. B. im Kriegsfall). Netzes sehr bald praktisch undurchführbar wird,

Aus diesen Gründen ist in jedem Verkehrsnetz eine insbesondere dann, wenn ein Verbindungsweg auch Leitweglenkung zweckmäßig, um den Verkehr unter über mehrere hintereinanderliegende Durchgangsallen Bedingungen aufrechterhalten zu können. ämter verlaufen können soll.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1095 890 ist 40 Eine Verbesserung wäre dadurch denkbar, daß bereits ein Verfahren bekannt, mit dem in einem man alle Informationen bezüglich der Verbindungs-Fernsprechnetz jede freie Verbindungsmöglichkeit wege an einer einzigen Stelle zentral sammelt. Die zwischen einer rufenden und einer gerufenen Ver- Informationen wären dann nur mehr zu einem einmittlungsstelle aufgespürt werden kann. Dabei wird zigen Punkt zu übertragen, der allerdings Zugang von der rufenden Vermittlungsstelle ein Adressen- 45 zu allen Gliedern des Netzes haben müßte, informationen enthaltendes Zeichen über je eine Ein zentraler Rechner könnte die anfallenden freie Leitung in jedem der von ihr ausgehenden Daten verarbeiten und die zu jedem Zeitpunkt im Leitungsbündel ausgesandt. In jeder vom Such- Netz möglichen optimalen Wege errechnen. Dieszeichen erreichten Nachbarvermittlungsstelle wird bezügliche Informationen könnten dann im Bedarfsdas empfangene Suchzeichen ebenso über je eine 50 fall abgefragt werden.

freie Leitung aller von ihr abgehenden Leitungsbündel Diese »einfache« Lösung zeigt aber Nachteile: weitergeleitet, und dieser Vorgang wiederholt sich Der Ausfall des zentralen Rechners ließe die ganze in jeder vom Suchzeichen erreichten Vermittlungs- Leitweglenkung ausfallen. Für den Kriegsfall bietet stelle. Außerdem prüft jede Vermittlungsstelle beim gerade der zentrale Rechner ein Angriffsziel. Auch Empfang eines Suchzeichens, ob dieses eine die be- 55 eine Duplizierung des zentralen Rechners ergibt als troffene Vermittlungsstelle kennzeichnende Adressen- Resultat eine Steueranlage für die Leitweglenkung, information beinhaltet. Falls dies der Fall ist, wird die weniger verläßlich ist als das zu steuernde Netz ein Antwortzeichen zurückgesandt, mit dessen Hilfe selbst, außer die Redundanz wird so weit geführt, der Weg belegt wird, über den das Suchzeichen daß die Anzahl der zentralen Rechner ungefähr empfangen wurde. Dabei sind noch besondere Maß- 60 gleich der Anzahl der Knoten im Netz wird. Diese nahmen getroffen, um Schleifenbildungen auszu- Lösung ist zu aufwendig.

schließen. Nachteilig ist bei diesem bekannten Ver- Wenn das Netz selbst und die der Leitweglenkung fahren die große Zahl der für jeden Suchvorgang dienende Anlage die gleichen technischen Aspekte benötigten Blindbelegungen sowie der durch die bieten, könnte einfach das Netz dupliziert werden, Such- und Antwortzeichenübertragung und Aus- 65 wobei das zweite Netz aus Abtastorganen und Wertung — insbesondere bei Netzen mit großer Steuerkreisen bestünde und genau so verläßlich sein räumlicher Ausdehnung — auftretende Zeitverlust. müßte wie das ursprüngliche Netz selbst. Auch diese Um diesen Nachteil zu beseitigen, müßten jederzeit Lösung ist zu aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Leitweglenkung anzugeben, mit dem jeweils alle im Netz bestehenden Verbindungsmöglichkeiten berücksichtigt werden können, ohne Blindbelegungen und/ oder überflüssige Auswahlvorgänge zu benötigen, und das für ein beliebig gestaltetes Netz anwendbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in jedem Knoten einer Einrichtung von Abtastern ermittelte Zustandsinformationen über den zugeordneten Knoten und/oder die an diesen Knoten angeschlossenen Verbindungsglieder zugeführt werden, daß der als lokaler Rechner ausgebildeten Einrichtung jedes Knotens außerdem von den lokalen Rechnern aller benachbarten Knoten, die mit dem zugeordneten Knoten über Verbindungsglieder unmittelbar verbunden sind, durch Zustandseinschätzung gewonnene Zustandsinformationen bezüglich aller Knoten und/oder Verbindungsglieder des ganzen Netzes übermittelt werden, daß von jedem lokalen Rechner jede ihm übermittelte Zustandsinformation hinsichtlich- ihrer wahrscheinlichen Glaubwürdigkeit bewertet wird, daß in jedem lokalen Rechner jeweils aus allen auf denselben Knoten und/oder dasselbe Verbindungsglied des Netzes Bezug habenden, bewerteten Informationen eine Einschätzung über den Zustand dieses Knotens und/oder Verbindungsgliedes getroffen und von ihm als durch Einschätzung gewonnene Zustandsinformation den lokalen Rechnern aller mit dem zugeordneten Knoten über Verbindungsglieder unmittelbar verbundenen Knoten übermittelt wird.

Hiermit ist der Vorteil erreicht, daß die Leitweglenkung betriebsbereit bleibt für jeden Teil des Netzes, der z. B. eine Katastrophe »überlebt«, d. h. solange noch ein — wenn auch noch so geringer — Teil des Netzes funktionsbereit ist. Dieser Vorteil wird mit einem vertretbaren Aufwand erreicht.

Durch Verwendung von im zu steuernden Netz vorhandenen Nachrichtenkanälen zur Informationsübermittlung zwischen den lokalen Rechnern der einzelnen Knoten kann die Verläßlichkeit der Leitweglenkung weitgehend derjenigen des Netzes an- gepaßt werden. Der Ausfall von Informationskanälen oder einzelner Rechner spielt nur eine untergeordnete Rolle, da jeder Rechner die ihm übermittelten Informationen bewertet, um sie gemäß ihrer »Glaubwürdigkeit« zu berücksichtigen.

Die weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus den Patentansprüchen sowie aus den folgenden, an Hand der Figuren gegebenen Erläuterungen ersichtlich. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 ein Beispiel eines Netzes,

F i g. 2 ein Blockschaltbild der einem Knoten zugeordneten Einrichtungen,

F i g. 3 und 4 weitere Beispiele von möglichen Netzen,

F i g. 5 A, 5 B, 5 C, 5 D, 6 A und 7A die Informationsausbreitung in einem Netz,

Fig. 6B und 7B Tabellen zur Erläuterung der Vorgänge bei der Einschätzung der Zustände im Netz,

Fig. 8A und 8B ein ausführlicheres Blockschaltbild der einem Knoten zugeordneten Einrichtungen,

Fig. 9 bis 14 verschiedene Details der in den F i g. 2 und 8 dargestellten Einrichtungen.

F i g. 1 zeigt ein Netz in der Form einer quadratischen Matrix, deren Kreuzungspunkte die Knoten sind. Die zwischen den Knoten verlaufenden Linien sind die Verbindungsglieder. So sind z. B. mit 100 und 101 Verbindungsglieder, mit 11, 12 usw. Knoten bezeichnet. Die lokalen Rechner der Knoten 11 und 12 stehen miteinander über das entsprechende Verbindungsglied 11-12 in Verbindung. Das Netz ist zum Zwecke des leichteren Verständnisses so einfach ausgebildet, in der Praxis wird es eine weniger symmetrische Form haben.

Wenn das Netz ein Fernsprechnetz ist, werden darin üblicherweise bereits Abtaster oder Abfuhlorgane (überwachungseinrichtungen) vorhanden sind, die über gewisse Zustände Aufschluß geben. In diesem Fall können sie auch der Leitweglenkungsanlage dienen.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Anlage eines Knotens. Der eigentliche lokale Rechner ist mit 111 bezeichnet und umfaßt einen Verbindbarkeitsbewerter 120, einen Entfernungsbewerter 121 und einen Zustandseinschätzungsrechner 122. Der lokale Rechner 111 dieses Knotens steht über ankommende Steueradern oder -kanäle 110 und abgehende Steueradern oder -kanäle 130 mit allen lokalen Rechnern jener Knoten im Informationsaustausch, die mit dem zugeordneten Knoten über Verbindungsglieder direkt verbunden sind. Außerdem erhält er Informationen von den am zugeordneten Knoten vorhandenen Abtastern bzw. Abfühlorganen 113. Diese können beliebig ausgebildet sein, z. B. auf Spannungen, Temperaturen, Ströme, Druck usw. reagieren, d. h. Zustände erfassen, die funktionsbeeinträchtigend auf das Netz wirken.

Im Netz nach F i g. 1 erhält sowohl der Knoten 11 vom Knoten 12 als auch der Knoten 12 vom Knoten 11 unter anderem einen Bericht über den Zustand des Verbindungsgliedes 11-12. Aber der Knoten 11 berichtet dem Knoten 12 auch über den Zustand des Verbindungsgliedes 12-22, das der Knoten 12 selbst direkt überwachen kann. Dieser lokalen Beobachtung, die wahrscheinlich genauer ist, muß daher mehr Bedeutung — mehr Gewicht — beigemessen werden, da sie »glaubwürdiger« ist. Berichte über die Verbindungsglieder 100, 101 und 11-21 sendet der Knoten 11 ebenfalls zum Knoten 12. Da der Knoten 12 diese nicht selbst überwachen kann, muß er diese Berichte anders bewerten, ihnen mehr Gewicht zuordnen als dem Bericht über das Verbindungsglied 12-22.

Ganz allgemein gesagt, erhält jeder Knoten von jedem der benachbarten Knoten Berichte bezüglich aller Verbindungsglieder des Netzes. Jeder Rechner prüft alle auf das gleiche Verbindungsglied Bezug habenden Berichte und trifft eine Entscheidung, d. h., er macht eine Einschätzung bezüglich des Zustandes des betreffenden Verbindungsgliedes. Sind alle Berichte gleich, so ist die Einschätzung einfach. Anders ist es, wenn die verschiedenen Berichte bezüglich des gleichen Verbindungsgliedes verschieden sind. Der lokale Rechner bewertet jeden Bericht an Hand noch zu erläuternder Kriterien und zieht dann eine Bilanz. Dies ist dann seine Einschätzung. Diese wird für den lokalen Gebrauch gespeichert und auch an alle benachbarten Knoten weitergemeldet. Der ganze Vorgang ist dynamischer Natur, da Zustandsreporte periodisch — zu von lokalen Taktgebern bestimmten Zeitpunkten — wiederholt werden.

Die gespeicherten Zustandsinformationen werden der lokale Rechner seine Einschätzung aller Kompodaher immer auf dem neuesten Stand gehalten und nenten des Netzes zur Speicherung, Anzeige und laufend geändert, entsprechend neuen, im Netzwerk Aussendung. Die letzte Aufgabe des lokalen Rechners auftretenden Zuständen. Da gleiche Vorgänge in ist es, eine Leitweglenkung durchzuführen, allen Knoten vor sich gehen, berichtet jeder Knoten 5 Damit ist folgender Vorteil erreicht: Es kommt über bei ihm auftretende Änderungen. DieInformation jeder lokale Rechner zu einer statistischen Einschätbezüglich eines Ereignisses breitet sich durch das zung des Zustandes des ganzen Netzes. Diese Einganze Netzwerk nach Art einer Kreiswelle aus. Schätzungen und Neueinschätzungen wandern durch Jeder Ring von Knoten, der um den berichtenden das Netz hin und her wie ein wellenartiger Vorgang, Knoten gelegen ist, verarbeitet diese Berichte und io der radial von jedem einzelnen Knoten ausgeht, sendet sie wieder aus, sowohl nach auswärts als auch Ein Bericht breitet sich aus durch immer erneute inwärts, d. h. zu Knoten, die noch.»unwissend« sind, Wiederaussendung von immer größeren Kreisen von und zu Knoten, die bereits informiert sind. Knoten, bis er die Grenzen des Netzes erreicht, um

Angenommen, das Verbindungsglied 33-34 (F i g. 1) dann als eine Art stehende Welle bestehenzubleiben, fällt aus. Der lokale Rechner im Knoten 33 sendet 15 die zyklisch erneuert wird. Die Einschätzung des entsprechende Berichte aus zu den Knoten 23, 32 ganzen Netzzustandes ist damit ebenso glaubwürdig, und 43. Ebenso sendet Knoten 34 den Bericht zu wie das Netz selbst verläßlich ist. Knoten 24 und 44. Der Knoten 32 z. B. erhält vier Weiter ermöglicht die Erfindung eine Leitweg-Berichte über den Zustand des Verbindungsgliedes lenkung zur Steuerung des Netzes gemäß den er-33-34; einer besagt: »Ausgefallen« (vom Knoten 33), 20 arbeiteten Informationen.

aber drei besagen: »Intakt« (von den Knoten 22, 31 Mehr im besonderen soll eine Leitweglenkung

und 42, die noch »unwissend« sind). durchgeführt werden, wenn bei einem Knoten der

Wenn der lokale Rechner beim Knoten 32 eine Wunsch nach einer Verbindung zu einem anderen einfache Mehrheitsentscheidung träfe, würden die Knoten geäußert wird, um den kürzesten Weg zu drei nicht informierten Knoten 22, 31 und 42 den 25 finden. Dieser wird definiert durch die Identität richtig informierten Knoten 33 überstimmen. Es ist derjenigen Knoten, über die der Weg verlaufen soll, daher notwendig, die Informationen zu bewerten, Diese Funktion erfüllt der in F i g. 2 mit 125 bezeichum sie je nach »Glaubwürdigkeit« ihrer Quelle zu nete Leitwegrechner, dem Berichte vom lokalen Rechkorrigieren. Sonst kämen falsche Entscheidungen ner 111 über die Leitung 126 zugehen. Der Leitzustande. 30 wegrechner umfaßt eine Nachbildung des Netzes,

Der erste Bewertungsfaktor ist eine Funktion der in dem die beiden Endpunkte des gesuchten Weges Entfernung des berichtenden Knotens vom berich- markiert werden. Auf eine noch zu erläuternde Weise teten Ereignis. Diese Entfernung kann die physische bestimmt er den kürzesten verfügbaren Weg zwischen Länge des kürzesten Verbindungsweges sein, die diesen Knoten und meldet die Identitäten aller von errechnet wird, indem die Anzahl der betroffenen 35 diesem Weg betroffenen Knoten z. B. einer LeitKnoten zwischen dem berichtenden Knoten und dem weglenkungseinrichtung 127. Im Falle einer FernOrt des Ereignisses gezählt wird. Je größer diese sprechanlage steuert diese dann die zugeordnete Entfernung ist, um so weniger glaubwürdig ist der Vermittlungsstelle entsprechend. Bericht. Zum Beispiel kann der Entfernungsfaktor Bezüglich der Verbindbarkeitsbewertung ist zu proportional sein dem Quadrat des Reziprokwertes 4c berücksichtigen, daß sich bei Ausfall von Verbindungsder Minimalzahl von Knoten zwischen dem berich- gliedern die Verbindbarkeit der daran angeschlossenen tenden Knoten und dem Ort des Ereignisses. Der Knoten ändert. Um dies zu berücksichtigen, wird Bericht vom Knoten 33 erhält das »Gewicht« 1, die der Verbindbarkeitsbewertungsfaktor proportional Berichte von den Knoten 22,42 und 31 das »Gewicht« dem Verhältnis der Anzahl der intakten Verbindungs-

/¹A^{2 1} n;^ Wo-*„r,„ ;_m ν π „„su„ j„ -_f 45 glieder bei einem Knoten zu dem Mittelwert der

W=T- ^{Die wertun}^^{,m Knoten 32 ergabe damit} Verbindbarkeit aller Knoten im Ursprungszustand

f ^{fur dne intakte} Verbindungsmöglichkeit 33-34 ^SeBewertungsfaktoren beeinflussen die Geschwingegen 1 für eine nicht intakte. Also ist die Einschätzung digkeit, mit der ein Rechner zur richtigen Einschätzung beim Knoten 32 zugunsten des Berichtes vom Knoten 50 kommt, d. h. die Konvergenzgeschwindigkeit der 33. Daraus folgt, daß der lokale Rechner beim Knoten Anlage. Für die Entfernungsbewertung sollten die 32 die richtige Entscheidung fällt. Faktoren bei kleinen Entfernungen dem Reziprok-

Der zweite Bewertungsfaktor bezieht sich auf die wert der kürzesten Entfernung direkt proportional Verbindbarkeit des berichtenden Knotens. Der Aus- sein. Mittlere Bewertungsfaktoren sollten die Quadrate druck »Verbindbarkeit« bezieht sich auf die Anzahl 55 der schwachen sein, starke Bewertungsfaktoren die der Verbindungsglieder, die an den berichtenden 3. Potenz der schwachen Faktoren betragen. Die Knoten angeschlossen sind. In F i g. 1 z. B. ist jeder exakten Werte der Faktoren können nur experimentell Knoten an vier Verbindungsglieder angeschlossen, festgelegt werden.

in einem anderen Netz kann es anders sein. Ein an F i g. 3 zeigt einen Teil eines Netzes für eine Region viele Verbindungsglieder angeschlossener Knoten ist 60 einer Fernsprechanlage. Verkehr von und zu anderen gut informiert und wird als glaubwürdigere Quelle Regionen geht über das Zentralamt 140. Innerhalb angesehen. der Region verläuft der Verkehr über Hauptämter,

Bei jedem Knoten werden also die Zustände der wie z. B. 141, an die Ortsämter, wie z. B. 142, andort vorhandenen Elemente und Verbindungsglieder geschlossen sind. An die Ortsämter 142 können erfaßt. Zusätzlich erhält jeder lokale Rechner Berichte 65 Teilnehmeranschlüsse 144, Nebenstellenanlagen oder von den direkt benachbarten Knoten bezüglich Konzentratoren 143 angeschlossen sein. Es können anderer Verbindungsglieder und Knoten des Netzes. auch Ortsämter als Durchgangsämter zwischen Haupt-Diese Berichte werden ebenfalls erfaßt. Dann bringt ämtern liegen, z. B. 145 und 146 liegen als Durch-

gangsämter zwischen den Ämtern 147 und 148. F i g. 4 zeigt ein zu F i g. 1 ähnliches Netz mit Knoten, z. B. 150, 151, und Verbindungsgliedern, z. B. 151. Das Symbol bei 153 zeigt, daß das Verbindungsglied 153 ausgefallen ist. Normalerweise ginge eine Verbindung von Knoten 150 zu Knoten 155 über Knoten 156-159.

Wenn 153 ausgefallen ist, würde ohne die Erfindung der Weg 156-159 bis zum ausgefallenen Verbindungsglied 153 aufgebaut werden, um dann von 159 über 158 zu 157 auszulösen. Dann würde der Weg erneut über 157, 151, 161, 162 und 163 aufgebaut werden. Die versuchte Verbindung 156-159 war daher überflüssig, und der Weg 156-157 ist ein überflüssiger Umweg. Wenn erfindungsgemäß a priori bekannt ist, daß 153 ausgefallen ist, kommt der Weg sogleich über 151, 161, 162, 163, 155 zustande, d. h. über den kürzesten intakten Weg.

In F i g. 5 A berichtet der Knoten 78 den Knoten 68, 77, 88 und 79. Allgemein ausgedrückt, berichtet ein Knoten i,j in diesem Netz den Knoten ij+ 1; und Wenn i,j der Knoten 78 in F i g. 5A

ist, so sind dies die Knoten 68,77,79 und 88.

In F i g. 5 B ist das Verbindungsglied 87-88 als ausgefallen bezeichnet. Knoten 87 und 88 entdecken das direkt. Knoten 87 berichtet es den Knoten 77, 86 und 97, und Knoten 88 berichtet es den Knoten 78, 89 und 98. Diese Knoten erhalten sich widersprechende Berichte bezüglich des Verbindungsgliedes 87-88. Wie schon erklärt, kommen sie aber durch Bewertung der Berichte zu richtigen Entscheidungen.

Die Nachricht breitet sich aus wie konzentrische Kreiswellen. Die Wellenfronten sind mit 185, 186, 187 bezeichnet. Außerdem bilden sich solche Wellen ausgehend von jedem neu informierten Knoten. Komplizierter wird der Fall noch bei gleichzeitigem Ausfall zweier Verbindungsglieder, z. B. 190 und 191 in F i g. 5 C Eß entstehen dann gleichzeitig zwei Wellen im Netz.

In F i g. 5 D ist ein Netz gezeigt, das teilweise zerstört wurde. Manche Knoten fehlen zur Gänze. Knoten 192 ist mit dem Netz nur mehr über Knoten 193 verbunden, der seinerseits vollkommen vom Knoten 194 abhängt.

Die vielschichtigen, vom lokalen Rechner zu erfüllenden Aufgaben werden an Hand der F i g. 6A, 6B, 7 A und 7 B erklärt.

Es sei angenommen, im Netz der F i g. 6A ist die Verbindung zwischen den Knoten 42 und 43 ausgefallen. Das Netz umfaßt 16 Knoten und 24 doppeltgerichtete, also insgesamt 48 Verbindungsglieder. Die mittlere Verbindbarkeit ist daher 48/16 = 3.

Die Tabelle nach F i g. 6 B ist wie eine Straßenkarte aufgebaut. Ein χ ist in jene Zellen der Tabelle eingefügt, wo eine Verbindung im Netz besteht. Also das χ im Schnittpunkt der Zeile 13 mit der Spalte 14 (und umgekehrt) gibt eine Verbindung zwischen den Knoten 13 und 14 an. Rechts umfaßt die Tabelle drei Spalten. Die erste, mit d'_g ^J,_h, bezeichnet, gibt die Entfernung an zwischen dem Knoten, dem die betreffende Zeile zugeordnet ist, und dem ausgefallenen Verbindungsglied 42-43. Die Entfernung ist in der Anzahl der Knoten angegeben, die auf dem kürzesten Weg liegen, wobei Beginn- und Endknoten mitgerechnet sind. Für Knoten 11 z. B. ist das der Wert 5 (s_. die erste Eintragung in dieser Spalte).

Die zweite dieser Spalten ist mit C^p _n \ bezeichnet und gibt die relative Verbindbarkeit des Knotens im augenblicklichen Zustand ρ des Netzes. Nachdem die mittlere Verbindbarkeit = 3 war, geben die Verbindungsglieder 11-12 und 11-21 dem Knoten eine relative Verbindbarkeit von 2/3. Für Knoten 12 gilt entsprechend 3/3, die ersten beiden Eintragungen dieser Spalte lauten daher 2/3 und 1.

Die dritte und letzte dieser Spalten, mit Wfi_gthl bezeichnet, ist der die beiden vorigen Werte berücksichtigende kombinierte Bewertungsfaktor. In diesem Beispiel ist der Entfernungsbewertungsfaktor gleich dem Quadrat des Reziprokwertes der Entfernung, der Verbindbarkeitsbewertungsfaktor gleich der relativen Verbindbarkeit. Für Knoten 11 gilt daher bezüglich des ausgefallenen Verbindungsgliedes 42-43: (1/5)² · (2/3) = 2/75.

Sofort nach Ausfall von 42-43 ändern die Knoten 42 und 43 ihre diesbezüglichen Berichte von +1 auf — 1 (eine 0 würde bedeuten: Zustand unbekannt).

Die Eintragung 5 — 1 über dem χ in Zeile 11 zeigt an, daß der Knoten 11 dem Knoten 12 im 5. Zyklus nach dem Ausfall den neuen Zustand dieses Verbindungsgliedes berichtet. Die anderen Eintragungen sind entsprechend zu deuten. Die erste Berichterstattung erfolgt von den Knoten 42 und 43, als Eintragung 1 — 1 in ihren Reihen gezeigt, an alle benachbarten Knoten.

Der Knoten 41 z. B., der an zwei Verbindungsglieder angeschlossen ist, erhält vom Knoten 42 den Bericht — 1 und vom Knoten 31 den Bericht +1. Dem Bericht —1 wird das Gewicht 1, dem Bericht +1

1 8 das Gewicht -ψ beigeordnet. DieAddition ergibt — -ψ.

Er entscheidet daher auf: Ausfall des Gliedes 42_r43. Ebenso ändern die Knoten 32, 33 und 44 ihre Einschätzung der Lage.

Diese Vorgänge sind in den untersten Spalten, mit »Iteration« bezeichnet, angegeben. In Zeile 1 ist nur für Knoten 42 und 43 ein —1, für alle anderen ein +1 eingetragen. In der zweiten Zeile: —1 für 41,42, 43, 44, 32 und 33, entsprechend den im vorigen Absatz gegebenen Erläuterungen.

Im nächsten Zyklus (s. Zeile 3) nehmen bereits auch die Knoten 22, 23, 31 und 34 die neue Lage zur Kenntnis usw., bis im 5. Zyklus alle Knoten (s. Zeile 5) unterrichtet und zur richtigen Einschätzung der Lage gekommen sind.

F i g. 6A zeigt die Umrisse der Wellen, gemäß denen sich die Nachricht ausbreitet.

In Fig. 7A und 7B werden analoge Vorgänge erläutert für den Fall, daß das Netz nicht mehr ganz intakt war. Ausgefallene Verbindungsglieder sind in der Tabelle als schraffierte Rechtecke gezeigt.

Das neu ausfallende Verbindungsglied 23-33 ist das Zentrum der in Fig. 7A dargestellten Wellen. Die F i g. 7A und 7 B sind an Hand der für F i g. 6A und 6 B gegebenen Erklärungen deutlich und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

Im folgenden wird eine- mathematische Analyse der Vorgänge gegeben bezüglich der Lage gemäß F i g. 6A und 6B.

Die folgenden Bezeichnungen, Definitionen und Gleichungen beschreiben die bei der Erfindung wesentlichen mathematischen Zusammenhänge:

ρ = Netzzustand;

η = Anzahl der Knoten im Netz; k = Iteration;

909 521/96

S^p =

= Zustand des Verbindungsgliedes zwischen Knoten mit den Koordinaten X_i, y_i und χ,·, yj während des Netzzustandes p, wobei p = 0 der ursprüngliche Zustand ist; = Zustand im Knoten X_i, y,- (abgehendes Ende) oder X_i, y_} (ankommendes Ende) bei der fc-ten Iteration;
Netzzustand-Matrix im p-ten Zustand

S^p _ni

^sIj

Sf_j . . . Sf_n

i'-ter Zeilenvektor der Netzzustand-Matrix S^p;

= Lsfu Sf₂, Sfj ... sfj

S^p _j = j'-ter Spaltenvektor der Netzzustand-Matrix S^p;

'5

g', h'

20

25

30

Verbindungsgliedkoordinaten. Es gilt folgendes: Zum Zwecke einer verkürzten Lageangabe bezüglich eines Zweiges wird Bezug genommen auf den nächsten links liegenden Knoten im Falle eines horizontalen Verbindungsgliedes oder auf den nächsthöheren Knoten im Falle eines vertikalen Verbindungsgliedes. Für ein rechts neben dem Knoten xy liegendes Verbindungsglied gilt die Bezeichnung gh' = (x), (y + 0,5). Für ein unter dem Knoten gh liegendes vertikales Verbindungsglied gilt die Bezeichnung g'h = (g + 0,5),(h); Abstand eines Verbindungsgliedes gh vom Knoten i, j, angegeben in der Anzahl der dazwischenliegenden Knoten, wobei der betroffene Knoten als 1 gerechnet wird; '

4 = lff'-i| + |A'-7l + Q,5; (1)

Cft = Netzverbindbarkeit im Zustand ρ

(2)

55

i=i j=l

wobei Sy^p die im Zustand ρ intakten Verbindungsglieder sind; maximale Verbindbarkeit in einem vol I-vermaschten Netz mit « Knoten;

(2 a)

C⁰ _n = 2(n-1) für ein offenes Liniennetz in p = 0, (2 b)

wobei sich »offen« bezieht auf ein Netz in einem zweidimensionalen Raum

65

(Fläche), bei dem die vier Kanten sich nicht treffen. Ein Gitter oder eine Linie kann geschlossen sein, wenn sie eine Kugelfläche umschließt;

= 4 (n — ]fn) für ein offenes quadratisches Gitternetz; (2c)

= relative Netzverbindbarkeit im Zustandp ;

CP

C⁰

(3)

Cfy = ankommende Verbindbarkeit des Knotens χ,·, y_t im Netzzustand ρ;

(4)

j = I

C^p = mittlere Knotenverbindbarkeit des Netzes im Zustand p;

(5)

(η)(n-1) . . „. . „

= η—1 fur ein vollver-

maschtes Netz; (5 a)

2 (H -I) η

4{n-]/n)

für ein offenes Liniennetz;

(5 b)

(5 c)

MI für ein offenes quadratisches Netz;

relative abgehende Verbindbarkeit des Knotens x_h y,· im Zustand p;

C^-O ' π

ϊ=1

(6) (6 a)

w'.

^tvI II

ijg'h'

ijg'k'

W"^äl

>^vljfl'h' Bewertungsfaktor für Knoten i, j in bezug auf Verbindungsglied g'h' im Netzzustand p;

WPiⁱ · W^pc ·

(7)

Bewertungsfaktor für kleine Entfernungen für Knoten i, j in bezug auf ein Verbindungsglied g'h' im Netzzustand p;

4<V -2 '

(7 a)

normaler Entfernungs-Bewertungsfaktor für ein einfaches offenes Gitter;

(7b)

Wfj¹ (d'J,,)² '

normaler Bewertungsfaktor für Verbindbarkeit;

(CS)'; (7c)

w,

pci

Bewertungsfaktor für große Verbindbarkeit;

= (c^)²; (7d)

e^kj(g'h') = beim Knoten x_ß y_} vom Knoten x_h y,. bei der /c-ten Iteration erhaltene Einschätzung bezüglich des Zustandes eines fernen Verbindungsgliedes g'h'; j-ter Spaltenvektor der Einschätzungen — bei der /c-ten Iteration — im Knoten x_p y_} von allen betroffenen und meldenden Knoten x_h ν,·

eh (g'h')

\E^k(g'h')\

s^k(g'h')

S (g'h')

(g'h')

Matrix aller Einschätzungen — bei der /c-ten Iteration —, die bei allen Knoten von allen betroffenen Knoten geliefert sind in bezug auf das Verbindungsglied

(g'h') ι

J = I

JZe^k _j (g'h');

(8 a)

30

Zeilenvektor der Bewertungsfaktoren für einen meldenden Knoten X_i, y_t in bezug auf das Verbindungsglied g'h' im p-ten Zustand;

35

(9)

Zustandseinschätzung von g'h' durch das ganze Netz in der /c-ten Iteration;

[W] ■ lE^k(g'h')-]

= Cwf₁

WfJ

eii ek l2	cIJ '	• el,
ek,	ek-	ek
ek,	ek-	ek
η		η

(10)

Twf₁ ]T e^k _n ... Wf_j jj 4 · · ■ ^wf*JZ ^; L i=i 1=1 i=i J

45

50

Endeinschätzung des Zustandes von (g'h') im p-ten Zustand des Netzes. (IOa)

Bemerkung: \ S^k(g'h')\ und \ S(g'h')\ sind Produkte eines Zeilenvektors (Matrix der Ordnung 1 ■ n) mit einer Matrix der Ordnung nn, und sie sind daher Matrizen der Ordnung 1 · n, d. h. Zeilenvektoren.

60

Die Rechnung ist ein iterativer Prozeß, der unter Bezugnahme auf das in den Fig. 6A und 6B dargestellte Beispiel leichter verständlich ist.

1. Das Netz dieses Beispiels ist das quadratische offene Gitter mit 16 Knoten gemäß F i g. 6A. Die Verbindbarkeit im Ausgangszustand (p = 0) ist in der Matrix der F i g. 6 B durch kleine χ in

den Zellen angegeben, welche den vorhandenen Verbindungsgliedern entsprechen.
2. Im Zustand ρ = 1 ist Verbindungsglied (g) (h) = (4) (2,3) unterbrochen (wie mit * in F i g. 6 A angegeben). Für alle Knoten i, j ist d_g[ durch Gleichung(I) zu berechnen und der Spaltenvektor D ^tJ_h anzuschreiben.

^L'gh —

dii

^agh

Für jeden Wert von d'J,_h, ist der Entfernungs-Bewertungsfaktor

^yijg'hi

zu berechnen und der Zeilenvektor W¹J² anzuschreiben.

W_iJ² =

^vijg>h'

W,

ingfhf

3. Die mittlere Knotenverbindbarkeit C⁰ _n ist für den Ausgangszustand mittels Gleichungen (5) und (5 c) für η = 16 in einem offenen quadratischen Netz

3 .

Es sind die relative Verbindbarkeit und damit die normalen Verbindbarkeitsbewertungsfaktoren Wfj¹ = (CH-)¹ für jeden Knoten i, j im Zustand p=l zu berechnen und der Zeilenvektor C«; = ^i^pcl anzuschreiben.

4. Es ist die Bewertungsmatrix IW₁J_fcI für p = l durch die Rechenoperation! W_i ^pJ=-I W_i ¹J²I⁷-IW_i ^pclI gegeben, wobei | Wj_fc ²I^r durch Vertauschen von Zeilen und Spalten aus | W¹ _gh ²1 hervorgeht (transponierte Matrix).

Dies ist ein Zeilenvektor, gebildet aus den inneren Produkten

\ Wf_gih,] =JZ(w\f_g ²) (wf/¹).

i = l

5. Der Satz von Iterationen ist wie folgt zu beginnen: Bei der ersten Iteration k = 1 für ρ = 1 sind die e^kj(g'h') Eintragungen in allen Zellen der Matrix nach Fig. 6 B gleich +1 mit Ausnahme der Zellen 43-42 und 42-43, die ein für beide Richtungen ausgefallenes Verbindungsglied angeben. Der Vektor S¹ (43-42), errechnet durch Gleichung(IO) und unter Berücksichtigung der Werte, die in F i g. 6 B eingetragen sind, ist

W₁Jle¹ _ll = (1/16)(1) +(1/16)(1) >0

(=1

(d. h. Einschätzung +1) für Knoten 11;

(1/3)(1) + 0/6)0) + (1)(-1) <0 '
(d. h. Einschätzung -1) für Knoten 42 usw.

13 14

Bei dieser Iteration werden Signale bezüglich fernungsbewerter 121 geführt werden. Alle Systeme des Resultats S¹ (43-42) =+1, +1...-1, —1, mit geschlossener Schleife und Rückkopplung sind + 1, von den Knoten 42 und 43 zu den benach- gewissen Abweichungen unterworfen, wie z. B. Schwinbarten Knoten übertragen. Diese revidierte Nach- gen, Uberdämpfung und Unfähigkeit, binnen einer rieht wird als revidierte e\_} (g'h') in die Reihen 5 vertretbaren Anzahl von Iterationen auf eine Einder Knoten 42 und 43 eingetragen. Schätzung zu konvergieren. Diese Abweichungen

6. Der Vorgang gemäß Absatz 5 wird für jede der können durch entsprechend sorgfältige Wahl der folgenden Iterationen 2, 3 usw. wiederholt. Die Bewertungsfaktoren vermieden werden. Umrisse der Fortpflanzung in Abhängigkeit Die ursprünglichen Bewertungsfaktoren werden vom Rang des Zyklus bzw. der Iteration sind io durch die Informationsrückkopplung verändert. Der in F i g. 6 A dargestellt. Die Resultate sind in Entfernungsbewertungsfaktor ist natürlich durch die der Iterationstabelle im unteren Teil der F i g. 6 B Struktur des Netzes gegeben. Wenn Teile des Netzes angegeben. Bei der fünften Iteration haben alle ausfallen, verlaufen die Wege über Umwege, und die Knoten ihre Einschätzung des Zustandes des Entfernung zwischen zwei Knoten kann sich dabei ausgefallenen Verbindungsgliedes revidiert, und 15 ändern. Wenn dies der Fall ist, ändert sich der Entdie Kenntnis des Zustandes hat einen stationären fernungsbewertungsfaktor. üblicherweise werden AnZustand erreicht und bleibt stabil. lagen, die üblicherweise wenig Ausfälle aufweisen,

bei Ausfällen von großem Maßstab versagen, wenn

Unter verschiedenen Netzverbindbarkeitszuständen diese Form der Adaptionsfähigkeit oder »Lernfähigkonvergiert die Anlage in wenigen Zyklen gegen die 20 keit« nicht vorgesehen ist.

richtige Einschätzung, und mittlere Bewertungs- Der Verbindbarkeitsbewertungsfaktor muß auch

faktoren sind angemessen für einen hohen Grad an korrigiert werden, wenn Zustandsänderungen auftre-

Ausfällen im Netz. Allerdings sollte eine Anlage ten. Der Verbindbarkeitsfaktor für einen bestimmten

dieser Art entworfen sein auf Basis eines beliebig Knoten ändert sich mit der Anzahl der Knoten, die wählbaren Auflösungsvermögens. Wenn die Anlage 25 mit ihm im Informationsaustausch stehen. Für wenige

ständig in weltweitem Maßstab arbeitet (z. B. die zu erwartende Ausfälle kann der Verbindbarkeits-

Zustandsberichte sind auf die Zustände der Fern- bewertungsfaktor auf den Wert für den Zustand ρ = O

ämter 140 [F i g. 3] beschränkt), wird sie wahr- fixiert sein. Für in größerem Ausmaß auftretende

scheinlich mit dem gröbsten Auflösungspegel Ausfälle im Netz muß er bei jedem solchen größeren arbeiten. 30 Ausfall neu berechnet werden.

Wenn aber eine Information auf ein einziges Ver- Für eine spitzfindigere Leitweglenkung wird der

bindungsglied zurückgeführt ist, sollte ein zweiter Geschwindigkeit der Änderung des Zustandes in

Auflösungspegel erreichbar sein durch Abfragen auf Abhängigkeit vom Verkehr Rechnung getragen wer-

einem untergeordneten Pegel. So eine Pegelrang- den. Unter Verwertung von Verkehrsdichteangaben Ordnung entspricht derr Interessen des Benutzers. 35 wird der Auflösungspegel eingestellt entsprechend

Die Rolle des Bewertungsfaktors Wl_gh ist kritisch. der noch vorhandenen Verbindungsgliedkapazität.

Dieser ist ein Äquivalent für'eine Bewertung von Der Zustand eines Verbindungsgliedes kann dann

Informanten in Abhängigkeit von der Nähe ihres nicht nur bloß als »ja« (+1), »unbekannt« (O) und

Standortes zu dem Ereignis, über das berichtet wird »nein« (—1) angegeben werden, sondern auch ent-

und in Abhängigkeit von ihrer Zugangsmöglichkeit 4c sprechend einer Wahrscheinlichkeitsskala basierend

zu Informationsquellen. Wenn diese Entfernungs- auf z. B. »10, 25, 50, 75% Belastung« für jedes intakte

und Verbindbarkeitsfaktoren zu schwach sind, wird Verbindungsglied.

quasi der Rat von schlecht unterrichteten Informanten Die Anlage kann mit einer Auflösungsskala von

akzeptiert. Die einzelnen Knoten kommen dann zu einer beliebigen Anzahl γ Pegeln arbeiten, wenn ² Jog γ

verschiedenen Einschätzungen, von denen einige 45 Informations-Bits für jedes Verbindungsglied und

richtig, andere falsch sind. Potentiell kulminiert diese für jeden Knoten vorgesehen werden. Wenn nur die

Lage in einem unentwirrbaren Durcheinander. Wenn Aussagen »intakt« (+1) und »nicht intakt« (—1)

diese Bewertungsfaktoren zu stark sind, dominieren übertragen werden, gilt: y = 2. Die Kosten der Anlage

die Quellen, die nahe sind und stark verbunden sind. wachsen etwa mit dem Logarithmus der Anzahl der

Da auch diese Quellen trotz ihrer Nähe und ihrem 50 Pegel. Eine Anlage mit 4 Bits pro Information

guten Zugang zu Informationsquellen falsch unter- (16 Pegel) kostet also etwa das Doppelte wie eine

richtet sein können, könnte es dazu kommen, daß Anlage mit 2 Bits (4 Pegel). Da auch die Unüber-

einem irrenden Knoten eine Reihe an diesen Irrtum sichtlichkeit der Anlage uhd die Ubertragungsge-

glaubender Knoten folgen. Um solche Folgen zu schwindigkeit mit jedem weiteren Pegel anwachsen,

vermeiden, kann es unter Umständen notwendig sein, 55 wird damit auch die Verläßlichkeit der -Anlage

die optimalen Bewertungsfaktoren mittels Rechen- schlechter.

anlagen unter Zugrundelegung einer Nachbildung Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu bestimmen. _ benötigt einen Steuerdraht oder -kanal (hier ein Ein aufschlußreicher Einblick in den Bewertungs- Zeitmultiplexkanal) in jedem Verbindungsglied des Vorgang kann gewonnen werden, wenn man ihn 60 Netzes für die übertragung der Zustandsinformaals einen für einen Regelkreis mit geschlossener tionen. Die übertragungsgeschwindigkeit ist beliebig. Schleife und Rückkopplung betrachtet. Die geschlos- Sie sollte aber schnell genug sein, um eine Zustandssene Schleifenstruktur ist aus F i g. 2 erkennbar, änderung im Intervall zwischen einer vorgehenden in der über die Adern 114 empfangene Signale vom Änderung und der Durchführung eines Verbindungs-Rechner 122 benutzt werden, um Entscheidungen 65 befeh'ls unwahrscheinlich zu machen. Andererseits zu treffen, die dann über Adern 130 in das Netz sollte sie so niedrig sein, daß die Anlage auf unzurückgeführt, über Adern 200 zum Verbindbarkeits- bedeutende und vorübergehende Störungen nicht bewerter 120 und über Adern 126 und 201 zum Ent- ' anspricht.

In grober Annäherung kann gesagt werden, daß in einem Fernmeldenetz bei einem Verkehrsangebot J und bei einer mittleren Belegungsdauer t die Wahrscheinlichkeit, daß eine Zustandsänderung innerhalb einer Zeitspanne τ auftritt, gleich

ist. Wenn τ die Zeitspanne ist, innerhalb der neue Zustandsänderungen nicht registriert werden (z. B. die Zeitspanne, die von einem Abtastzeitpunkt bis zum folgenden Abtastzeitpunkt verstreicht), so ist wünschenswert, daß

J » (l -e"^T) < 1 .

Wenn J = 0,9 und 7=3 Minuten ist, dann gilt, wenn man berücksichtigt, daß für kleine Werte von χ gemäß einer McLaurin-Reihenentwicklung e^-xs 1-x,

.1 »[ι-(ι -^e_T)] < ¹

τ <ε (1 - J)7=(l -0,9)(180)Sekunden = 18 Sekunden.

25

Daher wäre für den oben angegebenen Fall τ < 3 Sekunden ein geeigneter Wert.

Es werden folgende Annahmen getroffen: Die Anzahl der unter Beobachtung stehenden Verbindungsglieder ist m, die Anzahl der Bits pro Verbindungsglied ist b, und die Anzahl der Zyklen pro Zustandseinschätzung ist c. Dann muß die übertragungsgeschwindigkeit B sein:

β — JIl — k — ^tL gits ρ_ΓΟ Sekunde .

Bei 50 Verbindungsgliedern, 2 Bits pro Glied und maximal IOZyklen gilt:

B = ⁵⁰ ' ² ' ¹⁰ = 300 bps (Bits pro Sekunde).

45

Im allgemeinen benötigt man für die übertragung der Zustandsinformationen einen Kanal mittlerer Kapazität zwischen den einzelnen Knoten. Für kleine Netze genügt ein Fernschreibkanal mit 50 bis 150 bps. Für Netze mittlerer Größe wird ein Datenkanal mit 150 bis 600 bps angemessen sein. Für sehr große Netze wird unter Umständen ein Datenkanal mit einer Kapazität von 300 bis 1200 bps benötigt.

Für ein besseres Verständnis des lokalen Rechners, wie er in jedem Knoten vorhanden ist, wird auf die Fig. 8 bis 12 verwiesen. F i g. 8 zeigt ein Blockschaltbild des lokalen Rechners 111 und des Leitwegrechners 125 (s. auch F i g. 2). Die Symbole 210 und 212 deuten die übertragung von und zu anderen Knoten an. Die Steueradern 113 der F i g. 2 erscheinen als 213, 214, 215 und 216 in F i g. 8A. Die abgehenden Steueradern 130 der F i g. 2 entsprechen den Steueradern 217,218,219,220 in F i g. 8 A. Die nach Norden, Süden, Westen und Osten verlaufenden Verbindungsglieder sind mit 221, 222, und 223 und 224 bezeichnet. Alle anderen Blöcke in F i g. 8 gehören zum Rechner.

Links von der strichpunktierten Linie in F i g. 8A sind vier Verbindungsglieder gezeigt, die vom gezeigten Knoten in die vier Himmelsrichtungen führen. Der lokale Rechner ist rechts von der strichpunktierten Linie in F i g. 8 A und 8 B gezeigt, die rechts neben F i g. 8 A zu legen ist.

Da alle Verbindungsglieder gleichartig abgeschlossen sind, werden nur die zum Verbindungsglied 221 gehörenden Einrichtungen näher erläutert. Der der ankommenden Richtung dienende Teil davon umfaßt einen Pufferspeicher 230, einen Fehlererkenner 231 und einen Multiplexdemodulator 232. Der der abgehenden Richtung dienende Teil umfaßt einen Multiplexmodulator 233 und einen Fehlercodierer 234. Die Einrichtungen 230 und 231 werden nur benötigt, wenn wenig Informationsübertragung zu erwarten ist.

Alle Abtaster (Abfühlorgane) des zugeordneten Knotens melden dem Rechner die Zustände im Knoten in bezug auf abgehenden Verkehr. Also über Steuerader 235 kommen Informationen über den Zustand der Einrichtungen für abgehenden Verkehr Richtung Norden. Auf ähnliche Weise erhält der lokale Rechner über die Steueradern 236, 237 und 238 die Zustände der Einrichtungen für abgehenden Verkehr in die anderen Richtungen. Die Art der Abtaster bzw. Abfühlorgane spielt keine Rolle. Sie können im Knoten eingebaut werden, oder es können darin bereits vorhandene Verwendung finden.

Die Abtaster sind den Ubertragungseinrichtungen zugeordnet, also z. B. Modulatoren, Speisegliedern, Verstärkern usw. Die Einschätzung des Zustandes des ganzen Netzes wird einer Zeitvielfacheinrichtung, wie z. B. Multiplexmodulator 233, zugeführt. Dieser steht in Verbindung mit dem Fehlercodierer. Schließlich wird die Nachricht in Form von Zeitmultipiexsignalen ausgesandt über die Steueradern zu den benachbarten Knoten. So werden die Nachrichten vom Multiplexmodulator 233 über die Steueradern 217, 218, 219 und 220 ausgesandt.

Der Fehlercodierer 234 codiert die Signale so, daß Ubertragungsfehler leicht erkennbar werden. Die Fehlercodierer und -erkenner sind gleichartig mit Schieberegistern ausgerüstet. Außer bei geringem Nachrichtenfluß ist die Fehlererkennung nicht unbedingt erforderlich, da der lokale Rechner ein statistisch arbeitendes und Entscheidungen treffendes Gerät ist, das sich nicht auf Nachrichten von einer einzigen Quelle verläßt. Da der Rechner seine Entscheidung auch laufend verändert, werden Fehler meistens bald korrigiert.

Ein Verbindungsglied, z. B. 221, kann jedes beliebige Ubertragungsmedium umfassen: Trägertechnik, Funkstrecke, Zeitmultiplexeinrichtungen usw. Dadurch kann der lokale Rechner mit jeder beliebigen Anlage zusammenwirken.

Empfangene Zustandsnachrichten werden in den Pufferspeicher, z. B. 230, eingeschrieben. Sie werden dann — unter Umständen von einem Taktgeber gesteuert — dem Fehlererkenner 231 zugeführt. Dann werden sie demoduliert und decodiert in Einzelsignale für jedes Netzglied dem Rechner 122 über die Verbindungen 240, 241, 242, 243 zugeführt.

Der lokale Rechner 111 umfaßt den Verbindbarkeitsbewerter 120, den Entfernungsbewerter 121 und den Zustandseinschätzungsrechner 122. Nach der Demodulation in 232 werden die Signale dem Verbindbarkeitsbewerter zugeführt. Hier werden die Nachrichtensignale geändert entsprechend der Anzahl Informationsquellen, die dem berichterstattenden

909 521 /96

Knoten zugänglich sind. Dann werden sie dem Entfernungsbewerter zugeführt, wo sie neuerlich geändert werden, entsprechend dem Abstand (in Anzahl von Knoten) zwischen dem berichterstattenden Knoten und dem Verbindungsglied, über das berichtet wird. Dabei wird das Quadrat des Reziprokwertes dieser Entfernung berechnet und damit die Signale beeinflußt. Die Bewerter 120 und 121 liefern also dem Zustandseinschatzungsrechner bewertete Signale für jeden der über die Steueradern 221, 222, 223 und 224 empfangenen Berichte. Diese Bewertungen — auch Gewichte genannt — sind in den Spalten 1 und 2 in der F i g. 6 B eingetragen.

Jedem Verbindungsglied des Netzes ist eine bestimmte Zeitlage im Zyklus der Anlage zugeordnet. Der Zustandseinschätzungsrechner 122 erhält also koinzidente Nachrichtensignale bezüglich eines Verbindungsgliedes aus allen Richtungen (221 bis 224). Auf ähnliche Weise erhält der Zustandseinschätzungs- Der Leitwegrechner 125 bestimmt den optimalen Weg vom zugeordneten Knoten zu jedem anderen Knoten des Netzes an Hand der ihm vom Zustandseinschätzungsrechner gelieferten Informationen und gibt seine Informationen an die Matrix 250 weiter. Die Anzeige in 112fr ist optisch und dazu bestimmt, eine Leitweglenkung, z. B. Verkehrsregelung, durch menschliches Eingreifen zu bewirken. Automatisch, z. B. in einem Fernsprechnetz, kann die Leitweglenkung durch den Leitweglenker 127 geschehen. Die F i g. 9 bis 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel für die in Fig. 8A und 8B angegebenen Kreise, die selbstverständlich auch anders ausgeführt sein können.

F i g. 9 zeigt das Zusammenwirken des Multiplexdemodulators 232 mit den Bewertern. Gezeigt sind: eine ankommende Leitung 260, ein Taktgeber 263, ein Verbindbarkeitsbewerter 120 und einige Empfangsgätter 270, 271, 272. Jedes Gatter entspricht einem

rechner 122 Berichte über die Zustände der vom ₂o Verbindungsglied des Netzes; z. B. ist Gatter 270

zugeordneten Knoten abgehenden Verbindungsglieder. Er integriert alle Berichte und gibt einen Bericht ab, der seine Einschätzung über alles, was ihm mitgeteilt wurde, darstellt.

mit i,j — i,k bezeichnet, um anzugeben, daß es dem Verbindungsglied zwischen den Knoten i,j und i,k zugeordnet ist. Uber die Leitung 260 treffen die Signale z. B. vom

Beispielsweise können die ankommenden und ab- 25 Fehlererkenner 231 (F i g. 8 A) ein und gelangen zu

gehenden Datenkanäle über 221, 222, 223 und 224 mit einer Geschwindigkeit zwischen 75 und 1200 Bits pro Sekunde arbeiten. Diese Geschwindigkeit ist über Fernsprechleitungen erreichbar, wenn man das einer Synchronisiereinrichtung 262.

Der ganz oben in F i g. 9 gezeigte Impulszug zeigt die ankommenden Signale. Der Impuls 262 ist ein Synchronisierimpuls. Der nächste Impuls berichtet

Frequenzumtastverfahren verwendet. Bei der vor- 30 über den Zustand eines Verbindungsgliedes, der

liegenden Anlage werden dreiwertige Signale be-• nötigt: +1, —1 und 0. Also muß eine Frequenzumtastung mit drei Frequenzen verwendet werden. Für 300 bis 600 bps können Frequenzen von 1800,

1200 und 600 Hz verwendet werden. Für 1200 bps 35 bewerter 120, in dem der Nachrichtenstrom von wären die Frequenzen 2400, 1800, 1200 geeignet. einem bestimmten Knoten entsprechend der zuletzt Diese Zahlen sind nur als Beispiele angegeben. Die festgestellten Verbindbarkeit dieses Knotens bewertet Ausgabe des Zustandseinschätzungsrechners 122 er- wird. Vereinfacht dargestellt wird entsprechend dieser scheint an den Ausgängen 245, 246 und 247 und Verbindbarkeit des berichtenden Knotens der verkann bei 112a und 112f> zur Anzeige gebracht werden. 40 änderbare Widerstand 285 eingestellt. Die so be-Sie kann auch die Parameter des Verbindbarkeits- werteten Impulse gelangen über die Leitung 268 zu bewerters 120 ändern. Außerdem wird sie über die den Gattern 270, 271, 272, deren Anzahl gleich der Steueradern 217 bis 220 den abgehenden Verbin- Anzahl der im Netz vorhandenen Verbindungsglieder dungsgliedern 221 bis 224 zugeführt. Schließlich wird ist. Die einzelnen Gatter werden vom Taktgeber 263 die Ausgabe dem Leitwegrechner 125 zugeführt, der 45 gesteuert, wie dies für Gatter 270 ausführlicher gezeigt jeweils den optimalen Wegzwischendemzugeordneten ist. Uber die Leitung 273 steuert der Taktgeber 263 Knoten und jedem der anderen Knoten angibt. durch einen Impuls an die Primärwicklung 274 eines Zum Beispiel in einer Fernsprechanlage wählt der Transformators in jenen Zeitlagen das Gatter 270 an, am Knoten 13 (F ig. 1) angeschlossene Teilnehmer die dem Verbindungsglied/,/ — i,k zugeordnet sind, die Nummer eines Teilnehmers beim Knoten 34, 50 Dabei tritt ein Impuls an der Sekundärwicklung 275 dann wird der Leitwegrechner einen Weg angeben, auf, der die Dioden 277 und 278 leitend steuert und der das ausgefallene Verbindungsglied 33-34 umgeht. Das kann über die Knoten 13, 23, 24, 34 geschehen. Diese Information wird dann der Matrix 250 zugeführt, die sie entsprechend dem Netznummernplan 55 umwertet. Die Adressen der betroffenen Knoten werden dann der Vermittlung 251 des zugeordneten Knotens übermittelt. Die von der Matrix 250 abgegebene Information wird im Leitweglenker 127 gespeichert. Die Leitweginformation steht dann dem 60 Steuersatz 252 der Vermittlung zur Verfügung.

In erster Linie ist der Zustandseinschätzungsrechner 122 ein Addierwerk für verschiedene Impulse. Jeder Impuls stellt eine bewertete Zustandseinschätzung bezüglich eines Verbindungsgliedes von einem der benachbarten Knoten dar. Die Summe der bewerteten Impulse gibt die Einschätzung des Zustandes des Knotens, über den gerade berichtet wird.

folgende über den Zustand eines weiteren Verbindungsgliedes usw. Der Synchronisierimpuls 262 steuert den Taktgeber 263. Die Ausgangssignale der Synchronisiereinrichtung 261 gelangen zum Verbindbarkeits-

damit den Durchgang eines auf der Leitung 268 gerade auftretenden Signals zu einem Speicherkondensator 279 gestattet.

Auf ähnliche Weise steuert der Taktgeber das Gatter 271 in der Zeitlage des Verbindungsgliedes k,l — k,m usw.

Die Zeitmultiplexzyklusrate F ist definiert durch:

F =

Dabei ist

B__

mb + ρ

B die übertragungsgeschwindigkeit in bps, m die Anzahl der überwachten Verbindungsglieder,

b die Anzahl der Bits pro Verbindungsglied, ρ die Anzahl der Bits, die zur Synchronisierung und Fehlererkennung benötigt werden.

Wenn B = 300 bps ist, m = 32, b = 2, ρ = 8, dann ist 300 300

F =

32-2 +

= 4 pro Sekunde.

Aufgabe des BeWerters ist es, den in Gleichung (9) definierten Vektor zu berechnen:

I Wghl = [Wil. W_i2 . . . W_ij . . . W_iJ

= K²Y ■ W^c1]

= wV^d2. wPf¹

1 g/i 1 · · · '^yIjgh ^vvIJ · ■ ■ ^tvIngh ^,vm

Es sei angenommen, daß der Knoten /J bezüglich eines ausgefallenen Verbindungsgliedes g,h—g,g informiert wird, und zwar von allen vier im benachbarten Knoten (/J-1), (/-1J), (ij+l) und (i' + lj). Die Bewerter 120 und 121 berechnen das Produkt aus relativer Verbindbarkeit und dem Quadrat des Reziprokwertes der Entfernung des berichtenden Knotens vom Ereignis. Diese Bewertungen entsprechen bestimmten Spannungen, die sich mit den Bewertungen (Gewichten) ändern.

Einrichtungen zur Erzeugung solcher Spannungen sind in F i g. 10a gezeigt. Die Widerstände 280 und 281 bilden einen Spannungsteiler, der aus der Spannung E 1 eine der Verbindbarkeit entsprechende Spannung £2 erzeugt. Auf gleiche Weise bilden die Widerstände 282 und 283 einen Spannungsteiler, der die Spannung El in eine von der Entfernung abhängige Spannung £3 umwandelt.

In einem einfachen Bewerter können die Widerstände 280 bis 283 einfache Widerstände sein. In einem etwas besseren Bewerter werden ein oder mehrere dieser Widerstände als Varistoren ausgebildet sein, die entsprechend den im Netz auftretenden Änderungen gesteuert werden. Solche Varistoren sind in Fig. IOB bei 285 und 286 gezeigt. Die Steuerströme Ic und Id für die Varistoren werden vom lokalen Rechner selbst bzw. vom Leitwegrechner geliefert. Die Spannung £3 ist also ein Maß für die Glaubwürdigkeit eines Berichtes.

In den F i g. IOA und IOB sind die beiden Spannungsteiler hintereinandergeschaltet. Da aber die Entfernungsbewertung für jedes auf ein bestimmtes Verbindungsglied Bezug habende Signal durchgeführt werden muß, während die Verbindbarkeitsbewertung für den ganzen von einem benachbarten Knoten kommenden Bericht gilt, wird in der Praxis jeder ankommenden Steuerader bzw. -kanal ein einziger Verbindbarkeitsbewerter und eine der Anzahl der Verbindungsglieder des Netzes entsprechende Anzahl von Entfernungsbewertern zugeordnet sein. Zwischen die beiden Spannungsteiler kann auch ein Verstärker eingeführt werden. In diesem Fall gilt:

,.P^d? u,P^cl

233 sind in F i g. 11 näher gezeigt. Jedem Verbindungsglied ist ein Teil des Zustandseinschätzungsrechners 122 zugeordnet. Ein solcher Teil ist dem Verbindungsglied ZJ—i,k zugeordnet und ausführlicher dargestellt. Zwei weitere, für die Verbindungsglieder k,l—k,m und m,n—m,o sind angedeutet.

Die Leitung 300 ist an den Ausgang des Gatters 270 (F i g. 9) angeschlossen. Die darauf empfangenen Signale stammen also vom Hordlich benachbarten Knoten, haben Bezug auf das Verbindungsglied /J—i,k und sind entsprechend der Verbindbarkeit dieses benachbarten Knotens bewertet. Die Leitung 300 ist in F i g. 11 an ein Gatter 301 angeschlossen, das dem Gatter 270 (F i g. 9) entspricht und das in der entsprechenden Zeitlage vom Taktgeber 302 gesteuert wird. Der Taktgeber 302 wird in einem Sendezyklus von einer Synchronisiereinrichtung 303 gesteuert. Das Rechteck 121 entspricht dem in F i g. 10 gezeigten Entferriungsbewerter, der also die über das Gatter 301 ankommenden Signale bewertet.

Jedes der vom nördlich benachbarten Knoten einlangenden Signale (über Leitung 260, F i g. 9) entspricht dessen Einschätzung über den Zustand der Verbindungsglieder /J—i,k; k,l—k,m;m,n—m,o usw. und kann der Spannung £1 in F i g. 10 gleichgesetzt werden. Vom Verbindbarkeitsbewerter 120 (F i g. 9) wurde jedesmal die Spannung £1 in eine Spannung £2 umgewandelt. Diese Spannung £2 gelangt an den Entfernungsbewerter 121 (Fig. 11), der eine Spannung £3 abgibt, die über Leitung 305 einem Speicherkondensator 306 zugeführt wird. Diese Spannung ist die lokale Einschätzung des empfangenen Berichtes. In den durch die Rechtecke 122a, 122& angedeuteten Zustandseinschätzungsrechnerteilen laufen koinzident analoge Vorgänge ab bezüglich des gleichen Verbindungsgliedes /J—i,k, entsprechend Signalen, die von den östlichen bzw. südlich benachbarten Knoten geliefert werden. Es werden dem Speicherkondensator 306 also drei verschiedene Spannungen zugeführt und darin gespeichert.

Das an der Leitung 305 auftretende summierte Signal wird über Multiplexmodulator 233, der das dem Verbindungsglied f J—i,k zugeordnete Gatter 307 umfaßt, zur Aussendung auf eine abgehende Steuerleitung bzw. -kanal gebracht. Durch entsprechende Wahl der Taktgeberzyklen ist die Wahrscheinlichkeit der Gleichzeitigkeit von Empfang und Aussendung eines Zustandssignals vermieden.

Im oben beschriebenen Beispiel treten £ = 4 Zyklen pro Sekunde auf. Die Dauer jedes Zyklus ist daher 0,25 Sekunden. Bei 32 Verbindungsgliedern ist die

0 25

Dauer jedes Signals -^r

55

W^pt² =

■2d

<2d

wenn R_lj » R_2i und

■2 c

R_lc +R_2c

R -2C
R_lc

60

wenn R_ic » R_2c

65

Der Zustandseinschätzungsrechner 122, der Entfernungsbewerter 121 und der Multiplexmodulator 8 msek. Um die genannte

Gleichzeitigkeit nur mit einer Wahrscheinlichkeit von IO^-3 auftreten zu lassen, sollen die Gatter für weniger als 5 msek leitend gesteuert werden.

Der als Speicher 306 dienende Kondensator wird auf eine Spannung aufgeladen, die als positiv, negativ oder unbestimmt gilt.

An die Leitungen 309, 310, die den anderen Verbindungsgliedern zugeordnet sind, sind entsprechende Speicher angeschlossen. Die im Speicher 306 gesammelte Spannung wird über Leitung 311 dem Leitwegrechner 125, über Leitung 312 dem Verbindbarkeitsbewerter 120 und über Leitung 313 der Anzeigeeinrichtung über hochohmige Verstärker zugeleitet. Diese Ausgangssignale entsprechen der getroffenen Einschätzung des Zustandes des betroffenen

Verbindungsgliedes zum gegebenen Zeitpunkt. Da analog Signale für jedes Verbindungsglied entstehen, liegt die Einschätzung des Zustandes des ganzen Netzes vor. Die Einschätzung wird in jedem Zyklus Polarität aufweist, wie das ständig dem Knoten 331 zugeführte Potential. Die Kennzeichnung des Knotens 340 erscheint bei 350 im binären Code: 0,1,1. Die Schalter 353 und 354 werden sofort leitend, aber

neu getroffen und ausgesendet an alle benachbarten 5 das Potential auf Spalte 352 wird durch die Verzöge-

Knoten. Fehler werden daher rasch korrigiert.

In F i g. 12 ist ein zentraler Teil des Verbindbarkeitsbewerters näher gezeigt. Dieser umfaßt eine Matrixanordnung 320, in der die Zeilen den anrungsleitungen 355, 356 nur verzögert weitergeleitet zu den Knoten j,k und 362, um dann die dort angeschlossenen Schalter leitend zu steuern usw.. Der Schalter 334 ist gesperrt und kann daher durch im

kommenden Steueradern bzw. -kanälen, d. h. den 10 Knoten i,k wirksam werdendes Potential nicht leitend

benachbarten Knoten, entsprechen und die Spalten den an diese Knoten angeschlossenen Verbindungsgliedern. Jede Spalte ist mit einer der Leitungen 305, 309, 310 (F i g. 11) verbunden. Jede Zeile ist an einen Stromsummierer 322 angeschlossen. Diese liefern einen Strom, der der Anzahl der dem jeweils berichtenden Knoten zugänglichen Verbindungsglieder multipliziert mit dem Reziprokwert der ursprünglichen mittleren Verbindbarkeit des Netzes proportional ist. Manche der Zeilen, z. B. 321, sind über Dioden, z. B. D322, D323, D324, mit Spalten verbunden. Daher sendet der Stromsummierer 322 über Leitung. 325 ein Signal aus, das eine Verbindbarkeit von 3 angibt. Diese Leitung 325 führt zum Eingang des gesteuert werden. Ein Pfad durch das Nachbildungsnetz zwischen den markierten Knoten 331 und 340 wird als erster durchgeschaltet, in diesem fließt ein Strom, der die betroffenen Schalter leitend hält, während die nicht stromdurchfiossenen Schalter anderer Pfade wieder sperren. Da die verschiedenen Schaltelemente nicht vollkommen gleiche Eigenschaften aufweisen, ist es in hohem Maße unwahrscheinlich, daß zwei Pfade gleichzeitig durchschalten.

Es sei angenommen, daß der Pfad vom Knoten 340 über die Knoten 362, 363 zum Knoten 331 verläuft. Damit ist der kürzeste intakte Weg zwischen den beiden Knoten des Netzes gefunden. Nun wird der Matrix 250 ein Abfrageimpuls zu-

Verbindbarkeitsbewerters 120 in F i g. 9 und steuert 25 geführt, der durch ein kurzzeitiges Leitendwerden

dessen variablen Widerstand 285 (F i g. 9).

F i g. 13 zeigt die der eigentlichen Leitweglenkung dienenden Einrichtungen: Leitwegrechner 125, Matrix 250 und Wählkreis 330.

Der Leitwegrechner 125 umfaßt eine Matrix, die 30
eine Nachbildung des Netzes darstellt. Der dem
Leitwegrechner zugeordnete Knoten 331 mit den
Koordinaten i,j ist über Leitung 332 dauernd markiert. In dieser Matrix sind die den Knoten entsprechenden Kreuzungspunkte über den Verbindungs- 35 geordneten Spalte 376 der Matrix 250 und bewirkt gliedern entsprechende Verzögerungsleitungen, z. B. über die Dioden 377 und 378 Ausgangssignale auf 333, in Reihe mit einem Schalter, z. B. 334, verbunden. den Zeilen 379 und 375. Nach Ablauf der durch die Als Schalter können steuerbare Siliziumdioden (SCR- Verzögerungsleitung 380 bewirkten Verzögerung wird Dioden) verwendet werden. *auf analoge Weise der Knoten 363 und danach der

Es sei angenommen, daß die Verzögerungsleitung 40 Knoten 331 gekennzeichnet. 333 und der Schalter 334 das ausgefallene Verbin- Diese Ausgangsimpulse werden von nicht dardungsglied i,j—i,k darstellen. Da das Verbindungs- gestellten, am Ausgang 350 angeschlossenen Einglied ausgefallen ist, ist die Spannung am Speicherkondensator 306 in Fig. 11 negativ. Daher führt
die Leitung 311 (s. F i g. 11 und 13) negatives Poten- 45
tial und sperrt den Schalter 334.

Die Matrix 250 umfaßt Zeilen, z. B. 336, und Spalten, z. B. 337, die zum Teil über Dioden miteinander verbunden sind. Sie gibt daher binär-codierte des Schalters 370 bewirkt wird und der kürzer ist als die Verzögerungszeit einer der Verzögerungsleitungen. Der Haltestrom für die Schalter im Leitwegrechner 125 wird danach über den Widerstand 371 geliefert.

Der Abfragepuls durchläuft die Spalte 352 und bewirkt über die Dioden 372 und 373 zwei Ausgangsimpulse auf den Zeilen 374 und 375. Nach der durch die Verzögerungsleitung 355 bewirkten Verzögerung erscheint der Impuls auf der dem Knoten 362 zu-

richtungen aufgenommen, decodiert und als Leitweglenkungssignale weiterverwendet.

In F i g. 14 ist ein zentraler Teil des Entfernungsbewerters 121 gezeigt. Dieser umfaßt eine Matrix wie die des Leitwegrechners (Fig. 13) (es kann die gleiche oder ein Duplikat sein) und dient zur Berechnung der Entfernung zwischen einem berichtenden

Signale ab, die einen Knoten bezeichnen. Da z. B. 50 Knoten und einem anderen Knoten. Die Entfernung

Diode 338 die Zeile 336 mit der Spalte 337 verbindet, wird bei Markierung der Spalte 337 der Zeile 336 eine Spannung zugeführt, und daher der mit der Spalte 337 verbundene Knoten am Ausgang 350 mit dem Code 1,0,0 gekennzeichnet.

Der Wählkreis 330 kann eine beliebige Einrichtung sein, die, einem Befehl der Vermittlungssteuerung des betreffenden Knotens folgend, auf eine bestimmte wird in Anzahl der dazwischenliegenden Knoten angegeben. Diese Matrix ist über Leitung 389 und Dioden an jede Spalte der Matrix 250 (s. auch F i g. 13) angeschlossen.

Uber diese Leitung erscheinen für das oben erläuterte Beispiel einer Verbindung von Knoten 340 zu Knoten 331 — wie ohne weitere Erläuterung klar sein dürfte — nacheinander vier Impulse, und zwar

Spalte der Matrix 250 einstellbar ist. der erste beim kurzzeitigen Schließen des Schalters Es sei angenommen, daß ein Teilnehmer beim 60 370, die weiteren jeweils nach den durch die Verzö-Knoten331 die Nummer eines Teilnehmers beim gerungsleituhgen 355, 380 und 391 (Fig. 13) beKnoten 340 wählt und daß der Schalter 334 gesperrt wirkten Verzögerungszeiten. Der Leitung 389 werden sei zufolge eines Ausfalls des/ Verbindungsgliedes sie über die Dioden 392, 394, 395 und 396 zugeführt. /J— i,k. Entsprechend der Wählinformation wird Der Wählkreis 397 (auch 330, F i g. 13) wird auf den der Wählkreis 330 auf die in F i g. 13 gezeigte Stellung 65 berichtenden Knoten, der Wählkreis 398 auf einen gebracht. Damit wird über die Spalte 352 dem Knoten, an den das Verbindungsglied angeschlossen Kreuzungspunkt, der dem Knoten 340 entspricht, ist, über das eben ein Bericht einläuft, eingestellt, ein Potential zugeführt, das die entgegengesetzte Die auf der Leitung 389 eintreffenden Impulse

Claims (17)

23 24 werden gezählt, und ihre Anzahl gibt die Anzahl der Knoten zwischen zwei bestimmten Knoten an. Diese Information wird verarbeitet, um dann den Widerstand 286 über Wählkreis 399 und über Leitung 400 (Fig. lOB) entsprechend zu steuern. Die Wählkreise werden vom Taktgeber 302 gesteuert. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Leitweglenkung in einem aus Knoten (z. B. Vermittlungsämter, Bahnknotenpunkte, Straßenkreuzungen usw.) und diese untereinander auf beliebige Weise verbindenden Verbindungsgliedern (Nachrichtenkanäle, Schienenwege, Straßen usw.) bestehenden Netz, bei dem bei der Ermittlung eines verfügbaren Weges zwischen zwei Knoten alle im Netz bestehenden Verbindungsmöglichkeiten berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in jedem Knoten (z. B. 11, F i g. 1) einer Einrichtung von Abtastern (113) ermittelte Zustandsinformationen über den zugeordneten Knoten und/oder die an diesen Knoten angeschlossenen Verbindungsglieder zugeführt werden, daß der als lokaler Rechner (111; F i g. 2) ausgebildeten Einrichtungjedes Knotens (z. B. 11; Fig. 1) außerdem von den lokalen Rechnern aller benachbarten Knoten (z. B. 12, 21; Fig. 1), die mit dem zugeordneten Knoten (11) über Verbindungsglieder unmittelbar verbunden sind, durch Zustandseinschätzung gewonnene Zustandsinformationen bezüglich aller Knoten und/oder Verbindungsglieder des ganzen Netzes übermittelt werden, daß von jedem lokalen Rechner (111) jede ihm übermittelte Zustandsinformation hinsichtlich ihrer wahrscheinlichen Glaubwürdigkeit bewertet wird, daß in jedem lokalen Rechner jeweils- aus allen auf denselben Knoten und/oder dasselbe Verbindungsglied des Netzes Bezug habenden, bewerteten Informationen eine Ein-Schätzung über den Zustand dieses Knotens und/oder Verbindungsgliedes getroffen und von ihm als durch Einschätzung gewonnene Zustandsinformation den lokalen Rechnern aller mit dem zugeordneten Knoten (11; Fig. 1) über Verbindungsglieder unmittelbar verbundenen Knoten (12, 21; F i g. 1) übermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der lokalen Rechner (111) jede ihm übermittelte Information gemäß ihrer wahrscheinlichen Glaubwürdigkeit bewertet und seine Einschätzung bezüglich des Zustandes eines Knotens oder Verbindungsgliedes des Netzes durch Zusammenfassung (Speicher306; Fig. 11) aller auf den Zustand dieses Netzelementes Bezug habenden bewerteten Informationen trifft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung einer empfangenen Information in Abhängigkeit von der Entfernung geschieht, die zwischen dem die Information aussendenden Knoten und dem Ort des Knotens oder Verbindungsgliedes liegt, auf den bzw. das die Information Bezug hat (Entfernungsbewertung).

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertung einer Information in Abhängigkeit von der Anzahl der an den die Information aussendenden Knoten angeschlossenen intakten Verbindungsglieder geschieht (Verbindbarkeitsbewertung).

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschätzung über die Zustände im Netz von jedem der lokalen Rechner(Ill) jeweils einem demselben Knoten zugeordneten Leitwegrechner (125; F i g. 2) übermittelt werden, der jeweils den kürzesten im Netz möglichen, zwischen zwei bestimmten Knoten verfügbaren Weg ermittelt, zur Anzeige bringt und/oder einer Leitweglenkungseinrichtung (127 F i g. 2) des zugeordneten Knotens mitteilt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung zwischen den lokalen Rechnern (111) im Zeitmultiplexbetrieb vorgenommen wird, wobei jedem Verbindungsglied des Netzes eine Zeitlage im Zeitmultiplexzyklus fest zugeordnet wird.

7. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein lokaler Rechner (111; F i g. 1) für jeden von einem benachbarten Knoten ankommenden Informationskanal (213 bis 216; F i g. 8 A) eine gesonderte Empfangseinrichtung umfaßt, in der die ankommenden Signale an einen entsprechend der Verbindbarkeit des betreffenden benachbarten Knotens eingestellten Verbindbarkeitsbewerter (120, F i g. 9) geführt sind, dessen Ausgang (268, F i g. 9) an den einzelnen Verbindungsgliedern des Netzes individuell zugeordnete Gatter (270, 271, 272; Fi g. 9) angeschlossen ist, die von einem Taktgeber (263; F i g. 9) jeweils in der Zeitlage des zugeordneten Verbindungsgliedes leitend steuerbar sind und deren Ausgänge an Verbindungsglied-individuelle Entfernungsbewerter (121; Fig. 11) angeschlossen sind, und daß die Ausgänge der den gleichen Verbindungsgliedern zugeordneten, zu den verschiedenen Empfangseinrichtungen (F i g. 8 A) des lokalen Rechners (111) gehörenden Entfernungsbewerter (121, 121a, 121 b; Fig. 11) gemeinsam auf einen Speicher (306; F i g. 11) geführt sind, der dem betreffenden Verbindungsglied zugeordnet ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (306; F i g. 11) als Kondensator ausgebildet ist, dessen Ladungszustand die Verfügbarkeit (+1), die Nicht- · Verfügbarkeit (—1) oder die Unkenntnis über die Verfügbarkeit (0) des zugeordneten Verbindungsgliedes angibt.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Rechner (III; Fig. 2) für jeden zu einem benachbarten Knoten führenden Informationskanal (217 bis 220; F i g. 8A) eine Sendeeinrichtung umfaßt, in der jeder der Verbindungsglied-individuellen Speicher (306; F i g. 11) des lokalen Rechners (111; F i g. 2) an ein jeweils dem gleichen Verbindungsglied zugeordnetes, durch einen Taktgeber in dessen Zeitlagen leitend gesteuertes Gatter (307; Fig. 11) angeschlossen ist, das Zugang zu dem der betreffenden Sendeeinrichtung zugeordneten abgehenden Informationskanal gibt.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindbarkeitsbewerter bzw. die Entfernungsbewerter als aus zum Teil veränderbaren Widerständen (280, 285

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bzw. 282, 286; F i g. IOB) bestehende Spannungsteiler ausgebildet sind und daß die veränderbaren Widerstände (285, 286) entsprechend der aktuellen Verbindbarkeit des berichtenden Knotens bzw. entsprechend der Entfernung des berichtenden Knotens vom Verbindungsglied, über das berichtet wird, einstellbar sind.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem lokalen Rechner zusammenwirkende Leit- _]0 wegrechner-(125; Fi g. 2 oder 13) eine Nachbildung des Netzes enthält, in der jedes Verbindungsglied des Netzes durch die Reihenschaltung einer Verzögerungsleitung (z.B. 333; Fig. 13) und eines elektronischen Schalters (z.B. 334; F i g. 13) nachgebildet ist, und daß jeder der elektronischen Schalter (z.B. 334; Fig. 13) so vom demselben Verbindungsglied zugeordneten Speicher (306; Fig. 11) des lokalen Rechners (111; Fig. 2) abhängig ist, daß er bei Nicht-Verfügbarkeit (—1) des Verbindungsgliedes durch ein angelegtes Markierpotential nichtleitend steuerbar ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anlegen von Markierpotentialen unterschiedlicher Polarität an zwei verschiedene Knoten (z. B. 331 und 340; F i g. 13) der Nachbildung des Netzes, ausgehend von einem der Knoten (340; F i g. 13), schrittweise — entsprechend den durch die Verzögerungsleitungen (z. B. 354; F i g. 13) festgelegten Verzögerungen — die nicht gesperrten Schalter (z.B. 353, 363 usw.; Fig. 13) der Nachbildung leitend werden und daß bei Durchschaltung eines ersten Pfades zwischen den zwei markierten Knoten ein Stromfluß zustande kommt, der die von diesem Weg betroffenen Schalter leitend hält.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Knoten der Nachbildung mit einer Spalte (z. B. 337; F i g. 13) einer Codiermatrix (250; F i g. 13) verbunden ist, daß nach Durchschaltung eines Pfades zufolge

eines an einen der markierten Knoten (z. B. 340) angelegten Abfrageimpulses nacheinander — jeweils im durch eine Verzögerungsleitung gegebenen Abstand — je ein Impuls auf jeder der mit den von diesem Pfad betroffenen Knoten (z. B. 340, 362, 363, 331; F i g. 13) verbundenen Spalten der Codiermatrix (250; Fig. 13) erscheint und daß die Codiermatrix (250; F i g. 13) an eine an ihre Reihen (z.B. 336; Fig. 13) angeschlossene Ausgabeeinrichtung (350; Fig. 13) nacheinander die Kennzeichnungen dieser Knoten in Form eines Parallel-Impuls-Codes abgibt.

14. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des lokalen Rechners und/ oder des Leitwegrechners einer Anzeigeeinrichtung zuführbar sind.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Codiermatrix (250; F i g. 13) einer Leitweglenkungseinrichtung (127; Fig. 8B) zuführbar sind.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsbewerter (121; F i g. 2) die auf den Spalten der Codiermatrix (250; F i g. 13) des Leitwegrechners (125; F i g. 2) insgesamt auftretenden Impulse zählt und die Summe als Entfernungsaufgabe zwischen zwei Knoten verwendet.

17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindbarkeitsbewerter (120; F i g. 2) für jeden mit dem zugeordneten Knoten verbundenen j Knoten eine Summiereinrichtung (322; Fig. 12) ! enthält, von denen jede so mit den Empfangseinrichtungen des lokalen Rechners (111; F i g. 2) für den von dem betreffenden benachbarten Knoten ankommenden Informationskanal verbunden ist, daß die positiven Aussagen bezüglich der mit I diesem benachbarten Knoten verbundenen Verbindungsglieder in jedem Zyklus summiert werden können.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen