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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine digitale Querverbindungsvorrichtung
(DXD) mit einer TST-Architektur
gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Weiterleiten eines Rundfunkübertragungssignals
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 5, welche insbesondere einsetzbar sind für Rundfunkübertragungs-
oder Leitungsschutz sowie Querverbindungsroutingalgorithmen, insbesondere
auch für Rundfunkübertragungsfälle.
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Die
Empfehlungen CCITT G.707 definieren die Signale des synchronen Transportmoduls (STM-1)
der ersten Stufe von SDH-Signalen. Andere definierte Stufen sind
STM-4 und STM-16. Die Empfehlung CCITT G.708 definiert die Rahmenstruktur STM-N
(in welcher N = 1, 4, 16). Der STM-1 Rahmen ermöglicht die Übermittlung von 63 Teilsystemcontainern
(z.B. TU-12, Nebeneinheit, welche ein zwei Mbit/s Signal eines normalen
30-Kanal PCM Systems beinhalten kann). Die STM-N Rahmen setzen sich
aus mehreren STM-1 Signalen zusammen, ein STM-4 Signal zum Beispiel
aus vier STM-1 Signalen.
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Digitale
Querverbindungssysteme sind für SDH
definiert; die CCITT Entwurfsempfehlungen G.sdxc-1...-3. SDH-DXC
definieren (frei gekürzt): „Eine digitale
SDH-Querverbindung
ist eine Querverbindungsvorrichtung, die zwei oder mehr Schnittstellen auf
SDH-Geschwindigkeit hat (G.707) und zumindest im Stande ist, einen Übermittlungsabschnitt
abzugrenzen und kontrollierbar, durchschaubar virtuelle Container
(VC) zwischen Schnittstellenanschlüssen zu verbinden und rückzuverbinden."
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Eine
digitale SDH-Querverbindung kann Datenverkehr zwischen verschiedenen
SDH-Stufen übermitteln
und Datenverkehr zwischen verschiedenen Signalen verbinden. Die
Benutzung der Querverbindung beinhaltet gleichfalls die Möglichkeit
der Fernbedienung von Leitung, Leitungsschutz, der Initialisierung
von Reserveleitungen, der Verbindung von einem Signal zu mehreren
Signalen (Rundfunkübertragung)
und so weiter. Die Verbindungen sind gewöhnlich beidseitig.
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Querverbindungen
können
mit einigen Architekturen implementiert werden. Bekannt sind die TS-Struktur
(Raum-Zeit) und die TST-Struktur (Zeit-Raum-Zeit), d.h. eine Zeit-Raum-Zeit
Querverbindung, die die Bedingungen von nichtblockierenden Eigenschaften
und Implementierbarkeit recht gut erfüllt. Eine TST-Querverbindung eignet
sich auch gut für
sehr große
Querverbindungen, obwohl in diesem Fall bestimmte Probleme bei der
Erweiterung des Systems auftreten.
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In
der deutschen Patentschrift
DE
27 18 317 C2 wird eine Schaltvorrichtung mit TST-Architektur beschrieben,
welche Input- und Output-Schnittstellen für ein- und abgehende Signalleitungen
sowie Zeit- und Raum-Schalter aufweist. Jedoch ist hier kein Output-Bus
vorhanden, durch den die Signale der Outputs der Raum-Schalter parallel
zu den Inputs der Zeit-Schalter der Output-Seite geführt werden.
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Die
Veröffentlichung
DE 693 29 025 T2 offenbart
ein Verfahren zur Querverbindung von SDH-Signalen durch eine digitale,
mit Zeit- und. Raumkopplern versehene Querverbindung, wobei die
durch die Querverbindung zu vermittelnden Signale serielle Hochgeschwindigkeits- Datenströme sind.
Am Ausgang von Zeit- bzw. Raumkopplers auf der Eingangsseite wird
bei diesem Verfahren jedes Byte des Hochgeschwindigkeits-Datenstroms
in parallele Abschnitte zur Übertragung
zu dem Raum- bzw. Zeitkoppler auf der Ausgangsseite unterteilt. Dabei
sind Raum- bzw. Zeitkoppler mit ebenso vielen parallelen Kopplungsmodulen
versehen, wie es Byte-Abschnitte
gibt. Die parallelen Byte-Abschnitte sind durch ihre jeweiligen
Kopplungsmodule verbunden. Auf der Ausgangsseite des Raum- bzw.
Zeitkopplers werden dann die parallelen Abschnitte jedes Bytes wieder
in ein Byte zusammengesetzt.
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In
einer T2S-Architektur schließen quadratische
T-Schalter die erste
Stufe ein und es ist bekannt, daß dies zwar nichtblockierend
aber teuer ist. Einige DXC-Hersteller
benutzen die T2S-Architektur. In der TST-Struktur treten Probleme
beim Benutzen des Leitungsschutzes des SDH-Standards (Teilnetzverbindungsschutz)
und speziell bei der Rundfunkübertragung
auf.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine digitale Querverbindungsvorrichtung
und ein Verfahren zum Weiterleiten eines Rundfunkübertragungssignals
bereitzustellen, welche die erwähnten Nachteile
der T2S- und TST-Architektur vermeiden. Insbesondere
soll eine kostengünstige
Lösung
geschaffen werden, welche nichtblockierend ist und einen zuverlässigen Leitungsschutz
gewährleistet.
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Die
Aufgabe wird durch eine Querverbindungsvorrichtung mit n(TS)T-Architektur
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Die in der Erfindung vorgeschlagene Architektur kann als eine vermittelnde
Form der T2S- und TST-Architekturen angesehen
werden. Etwas vereinfachend kann man sagen, daß in der vorgeschlagenen Architektur
eine TST- Architektur
für die Leitung
und eine parallele TS-Struktur
für die
Rundfunkübertragung
benutzt wird, wobei die TS-Stufen mittels Ein- und Ausgabe-Bus der
Basis-TS-Stufe verbunden sind. In der allgemeinen Notation n(TS)T bedeutet
der Buchstabe n eine garantierte Anzahl von Parallel-Outputs. Tatsache
ist, daß die
Architektur gemäß der vorliegenden
Erfindung die niedrigen Kosten des TST mit der Auswahlfreiheit der
Verbindungen des T2S verbindet. Die Architektur
gemäß der Erfindung
kann mit einer Architektur von einer vernünftigen Größe realisiert werden.
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Entsprechend
der vorzuziehenden Anwendungsformen der Erfindung, sind die S-Stufen
der vorgeschlagenen Architektur in Form eines vollständigen Benes
Netzwerkes erweitert, um größere digitale
Querverbindungskapazitäten
handhaben zu können.
Alternativ dazu kann die Erweiterung in Form eines reduzierten Benes
Netzwerkes erreicht werden, wodurch die Rundfunkübertragung kostengünstiger erfolgen
kann als mit einem vollständigen
Benes Netzwerk. Das reduzierte Netzwerk basiert auf der Verwendung
eines speziellen Reduktions-Bus.
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In
der Architektur gemäß der Erfindung
können
sowohl die n(TS)T-Leitung als auch die Rundfunkübertragungsleitung mit einem
einfachen Algorithmus gehandhabt werden. Für den Benutzer bietet diese
Architektur normale, nichtblockierende Leitungen durch die Querverbindung
und zusätzlich
eine nichtblockierende Rundfunkübertragung
1 – >n. Teilnetzverbindungsschutz
kann als eine spezielle Art der Rundfunkübertragung angesehen werden,
in welcher n = 2 ist. Die maximale Ausdehnung der Verzweigung der
Rundfunkübertragung
1 – >x ist durch die Anzahl
der parallelen TS-Stufen determiniert. Entsprechend kann die Auswahl
des Teilnetzverbindungsschutzes (2 – >1) auf der empfangenden Seite durch freies
Leiten des gewählten
Signales mit den S-Schaltern erreicht werden.
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Die
Struktur entsprechend der Erfindung kann mittels modular integrierter
Schaltkreise vorteilhaft implementiert werden, zum Beispiel indem
auf derselben Karte eine T-Schaltstufe ist, die 16 Zeitschalter
für STM-1
Signale und einen Raumschalter 16*16 für STM-1 Signale beinhaltet.
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Im
Folgenden wird die Erfindung durch Anwendungsbeispiele in Verbindung
mit der zugehörigen
Zeichnung detaillierter erörtert.
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Es
zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm der n(TS)T-Architektur entsprechend der Erfindung;
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2 eine
Anwendung eines Leitungsalgoritmus der n(TS)T-Architektur, welche
durch ein Diagramm untersucht wird, bei dem n = 3 ist;
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3 eine
Problemsituation in der n(TS)T-Architektur,
wenn n = 2 ist;
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4 eine
Anwendung der n(TS)T-Architektur, die in der Form 32*32 und bei
der n = 2 ist;
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5 eine
Anwendung der n(TS)T-Architektur, die eine reduzierte Erweiterung
der S-Stufe für Rundfunkübertragung
verwendet;
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6 eine
Anwendung der n(TS)T-Architektur, die eine vollständig reduzierte
Erweiterung der S-Stufe für
Rundfunkübertragung
verwendet;
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7 ein
schematisch illustrierter Leitungsalgorithmus der reduzierten n(TS)T-Architektur
in parallelen TS-Stufen für
Rundfunkübertragung
wenn n = 3; und
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8 Vergleichstabellen
der Anzahl von Chips mit verschiedenen Parameterwerten und in verschiedenen
Reduktionsfällen.
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm der n(TS)T-Architektur. Aus der
Abbildung ist zu ersehen, daß diese
Architektur auf konventionellen TST-Architekturen basiert, bei denen die
Basis-TS-Stufe 121, 131 mit parallelen TS-Stufen 12n, 13n,
die parallel verbunden sind, erweitert wird. Die Erweiterung wird
mit zwei Bussen vollzogen, wobei der Input-Bus IB zwischen der Input-Schnittstelle 11 und
der ersten T-Stufe 12 und der Output-Bus OB zwischen der
S-Stufe 13 und der letzten T-Stufe 14 ist. T-Stufe 14 ist
demnach mit der Output-Schnittstelle 15 verbunden.
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In 1 implementiert
die TST-Stufe 121, 131, 14, der obersten
Reihe, die normalen Leitungen durch den Schalter. Rundfunkübertragungen
werden durch die TS-Stufen 12n, 13n der Erweiterung
gehandhabt. Die Rundfunkübertragung
arbeitet in der Weise, daß der
Input-Bus IB die von der Input-Schnittstelle 11 kommenden
Signale zu allen TS-Stufen 12 „kopiert". Die gewünschten Rundfunkübertragungssignale
können
individuell von der TS-Stufe 122, 132; 123, 133,
... gewählt
werden, weil nur ein Signal via der TS-Stufe vom Rundfunkübertragungssignal
verbunden wird. Dies ist tatsächlich die
normale Funktionsweise des TST-Schalters.
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In
der in 1 gezeigten n(TS)T-Architektur kann die Leitung
der normalen Standverbindung und eines Rundfunksignals mit einigen
TST-Algorithmen, die per se bekannt sind, implementiert werden. Wenn
Rundfunkübertragungssignale
von der zweiten, dritten. ..., n'ten
parallelen TS-Stufe 122, 132; 123, 133;
... geleitet werden, dann wird es, aus dem TST-Algorithmus resultierend,
leere Zeitschlitze am Output-Bus OB geben. Der Rundfunkübertragungsalgorithmus
muß die
Rundfunkübertragungssignale zu
diesen leeren Zeitschlitzen auf den TS-Stufen leiten. In Anbetracht
der Leitung eines spezifischen Rundfunkübertragungssignales 1 – > x, bei dem x der Rundfunkübertragungsgrad
ist, kann dafür
eine Alternative der (n–1)TS-Stufe
angeboten werden. 2 zeigt das Beispiel n(TS)T,
bei dem n = 3 und bei dem die Verbindung der Signale vom Input-Bus
IB durch die TS-Stufen zum Output-Bus untersucht wird (die Kennzeichnungen
T und Output beziehen sich in 2 auf die
letzte T-Stufe 14 und die Output-Schnittstelle 15, die nicht
auf dieser Abbildung gezeigt sind). Bei dem Beispiel in 2 ist
die Größe der DXC
aus Illustrationsgründen
nur 4*4 und es gibt dort nur 4 Zeitschlitze. Bei diesem Beispiel
ist die Rundfunkübertragung
1 – > 3 garantiert, wenn
n = x = 3. Die Nummern in den Quadraten zeigen den gewünschten
Output-Steckanschluß 1...4
an. Mittels Basis-TS-Stufe 121, 131 sind die freien
Zeitschlitze nach dem Raumschalter 13, die auf der Abbildung mit
einer dunklen Linie eingezeichnet sind, für den Output-Bus OB angeordnet
und die von der parallelen TS-Stufe erhaltenen Signale können in
der beschriebenen Art und Weise diesen freien Zeitschlitzen angepaßt werden.
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Dennoch
läuft die
TS-Leitung in einen Widerspruch, weil derselbe Input der TS-Stufe
mehrere Rundfunkübertragungssignale
haben kann. Diese Situation ist in 3 illustriert,
bei der, der Einfachheit halber, die n(TS)T-Situation mit n = 2
untersucht wird. Die widersprüchliche
Situation ist auf der linken Seite der Abbildung dargestellt, bei
der die Rundfunkübertragungssignale
vom Input-Bus IB zur zweiten Reihe der T-Stufe gebracht werden,
also zum zweiten Input. Wenn mehr als ein Rundfunkübertragungssignal
via S-Schalter 13 in den selben Zeitschlitz zu gelangen versucht,
kommt es zu einer blockierenden Situation. Die blockierende Situation
wird durch das Wesen der TST-Leitung verursacht, weil das Ergebnis
der TST-Leitung die verfügbaren
freien Zeitschlitze auf denselben Zeitschlitz einstellen könnte. Im
ungünstigsten
Fall befinden sich alle leeren Zeitschlitze im selben Zeitschlitz.
Man muß jedoch
wissen, daß die Konfliktsituation
entsteht, wenn Signale in derselben TS-Stufe konkurrieren und nicht
durch die Konkurrenz zwischen Signalen in verschiedenen TS-Stufen. Um
die Blockierung zu vermeiden, muß der TST-Algorithmus eine
Rückkopplung
eines möglichen
Widerspruches, der durch das Ergebnis der TS-Leitung entstanden
ist, erhalten. Das bedeutet, daß die
TST- und die TS-Leitungsalgorithmen
in diesem Fall erneut ablaufen müssen,
bis eine aktzeptable Lösung gefunden
wird. Es wird somit beobachtet, daß die Weiterleitung von Rundfunksignalen
in zwei Phasen vorteilhaft durchgeführt wird, zuerst für die parallelen TS-Stufen
und dann für
das ganze TST.
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Eine
erneute Ausführung
der verschiedenen Teile der Leitung führt zu langsamer Ausführung. In diesem
Fall kann der TST-Algorithmus dahingehend entwickelt werden, die
TS-Leitungsanforderungen einzuschließen. Der endgültige n(TS)T-Algorithmus wird
dann bei einmaligem Start die Konfiguration ohne Blockierung durchführen. Eine
geeignete Rundfunkübertragungsstufe
x kann so ohne eine teure Hardwarelösung, wie es bei der T2S-Architektur
der Fall ist, gefunden werden.
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Im
Prinzip zeigt die Anzahl der parallelen Steckanschlüsse n in
der n(TS)T-Architektur die garantierte Rundfunkübertragungsstufe an. Der Algorithmus
kann dennoch so entwickelt werden, daß er eine Rundfunkübertragungsstufe,
die höher
als n ist, erreicht. Dies jedoch schließt die Wahrscheinlichkeit einer
Blockierung ein, weil mit einer Rundfunkübertragungsstufe, die die garantierte
Rundfunkübertragungsstufe
(= n) übersteigt,
eine durchgehende Leitung nicht in allen Fällen erfolgreich sein wird.
Die Leitung mit einer „over-the-limit" Rundfunkübertragungsstufe
benötigt
bedeutend mehr Ausführungszeit
als ein einfacher Leitungsalgorithmus. Eine Möglichkeit der Implementierung
der „over-the-limit"-Rundfunkübertragung
in einer nicht blockierenden Art und Weise ist, die verbleibende
Multiplikation des n-Niveaus in den TS-Rundfunkübertragungsstufen auf die Weise
durchzuführen,
daß das
Rundfunkübertragungssignal
in den Zeitschaltern kopiert wird. Dementsprechend wird die TST-Leitung
nicht gestört.
Die TS-Rundfunkübertragungsstufen
realisieren das Füllen
der Lücken
für alle „over-the-limit"-Rundfunkübertragungssignale. Die nicht
blockierende Eigenschaft wird offensichtlich, wenn ausreichend Kopierkapazität im Zeitschalter
der Rundfunkübertragungsstufen
gefunden werden kann.
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Leitungsschutz
wird an der Output-Seite implementiert, indem von dem abzusichernden
Signal zwei Kopien (W, P, working, protecting) angelegt und diese
genauso wie im Rundfunkübertragungsfall
weitergeleitet werden. Die Implementierung des Leitungsschutzes
an der empfangenden Seite wird so durchgeführt, daß beide Sicherungssignale (W,
P) zu verschiedenen TS-Stufen gebracht werden. Das gesicherte Signal
(W) wird zur ersten TS-Stufe gebracht, 121 und 123 in 1,
und das schützende Signal
(P) wird nach n auf der TS-Stufe, 12n und 13n in 1,
gebracht. Beide Signale werden im selben Zeitschlitz zum selben
Steckanschluß geleitet.
Die S-Schalter wählen
das durchzuschaltende Signal.
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Die
oben besprochene ist eine mögliche DXC
Anwendung, die zum Beispiel von 16*16 Modulen Gebrauch macht, die
heutzutage leicht auf derselben Karte oder mit einem integrierten
Schaltkreis, das heißt
einem Chip, implementiert werden können. Wenn größere Einheiten
benötigt
werden, zum Beispiel 128*128 oder 256*256, schließt dies
bei allen Architekturerweiterungen der n(TS)T ein gewöhnliches
Problem des Erweiterns der S-Stufe
ein. Die Chip-Einheit könnte
möglicherweise
erweitert werden, doch die erwähnten
großen
Größen sind
gegenwärtig
nicht so sinnvoll wie eine Einzel-Chip-Lösung, in
diesem Fall ist die einzig bleibende Alternative eine Art Netzwerklösung. Die
Benes Lösung,
die ein Minimum an Hilfsmitteln für die Erweiterung der Schaltstufe
benötigt,
ist mit den geringsten Kosten verbunden und macht dennoch eine nicht
blockierende Lösung
für die
S-Stufe möglich.
Die Anzahl der T-Stufen nimmt linear so zu, wie die DXC wächst.
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Eine
Benes Lösung
bedeutet, daß jeder S-Schalter
der n(TS)T mit einem vollständigen
Benes-Netzwerk implementiert werden muß. In diesem Fall kann jede
Rundfunkübertragungsstufe
(TS) ein Rundfunkübertragungssignal
zu jedem gewünschten Zeitschlitz
leiten. 4 zeigt das Prinzip, das der Lösung zugrunde
liegt, und als Beispiel eine auf die Größe 32*32 erweiterte Architektur
betrachtet, bei welcher n = 2 ist. Die Raumschalter 13 (S)
sind in der Form 16*16 und es gibt 8 Zeitschalter 12 (T).
In jeder Raumstufe bei jeder gegebenen Zeit gibt es eine Verbindung
von jedem Raumschalter 13S1, 13S2 zu jedem darauffolgenden Raumschalter
13S2 und entsprechend zu 13S3.
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Eine
vollständige
Implementierung des Benes-Netzwerkes ist jedoch kostspielig. Dementsprechend
wird eine Reduktion des Benes-Netzwerkes, wobei die Anzahl der Chips
verringert werden kann, als kosteneffektiver angesehen. In diesem
Fall bedeutet Reduktion, daß die
Anzahl der Rundfunkübertragungsstufen
(TS) minimiert wird und daß ein
Reduktions-Bus RB verwendet wird, um die Outputs der zentralsten
Raumschalter 13S2 der Rundfunkübertragungsstufen
parallel zu den letzten Schaltern 13S3 der Raumstufe zu verbinden.
Zwei verschiedene Arten der Reduktion können verwandt werden: die Reduktion
der Rundfunkübertragungsstufe
in 5 und die vollständige Reduktion in 6.
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Die
Reduktion bezüglich
der Rundfunkübertragung
schließt
lediglich Rundfunkübertragungsstufen
ein. Die letzte S-Stufe des vollständigen Benes Netzwerkes, S3
in 5, wird vollständig
benutzt. S3 führt
dieselbe Aktion für
alle TS-Stufen durch, wobei S3 die dafür bestimmten Signale mit ihren
Zieloutputs verbindet. Daher ist für alle Rundfunkübertragungsstufen
nur ein Set S3-Schalter nötig.
Das reduzierte Netzwerk ist nicht blockierend, da der maximale Betrag
von N Signalen für
einen gegebenen Zeitschlitz mit nur einem S3-Teilset geschaltet
werden kann. Das reduzierte Benes-Netzwerk ist vielfältig und
ein Maximum von N Signalen kann zu jedem Output des reduzierten
Benes-Netzwerkes
geleitet werden. Somit gibt es keine Blockierungen beim Leiten von
Rundfunkübertragungen,
vorausgesetzt, daß die
Stufe x der Rundfunkübertragung
kleiner oder genauso groß ist,
wie die Anzahl der verfügbaren,
parallelen TS-Stufen, n > x.
Beim selben Beispiel in 5 sind N = 32 und n = 3. Die
letzte T-Stufe ist nicht in 5 gezeigt.
Genau wie in 4 sind die Raumschalter von
der Größe 16*16.
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Wie
schon bemerkt, kann Reduktion auch im vollständigen Modus implementiert
werden. Hier können
der Output-Bus OB und die Teilmenge S3, die bei der Rundfunkübertragung üblich ist,
gelöscht
werden. Der Reduktions-Bus RB ist dann direkt zwischen der zweiten
Raumstufe S2 und der dritten Raumstufe S3 verbunden. 6 zeigt
das der vollständigen Reduktion
zugrundeliegende Prinzip, bei dem N = 32 und n = 3. Die letzte T-Stufe
ist auf der 6 nicht zu sehen.
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Das
Grundproblem der Konfiguration bleibt dasselbe: die leeren Zeitschlitze
befinden sich noch immer im selben Zeitschlitz, aber möglicherweise
auf einem anderen „Output" als in den oberen
Lösungen. Die
letzte Raumstufe (S3) des Benes-Netzwerkes des TST-Teils verbindet
einfach die Signale mit ihrem Zieloutput, das heißt sie führt die
letzte Neuordnung durch. Die leeren Zeitschlitze vor den Raumschaltern S3 – hier mag
es ein Maximum von N von diesen leeren Zeitschlitzen in demselben
Zeitschlitz geben – sind
durch eine identische Anzahl von Outputs des reduzierten Benes-Netzwerkes zugänglich.
Das vielfältige
Benes-Netzwerk macht einen Zugang der Rundfunkübertragungssignale (ein Maximum
von N im selben Zeitschlitz) durch diese Outputs des Benes-Netzwerkes
ohne Rücksicht
auf den Ursprung des Signales möglich.
Durch richtiges Positionieren der von der TS-Stufe kommenden Zeitschlitze,
ist es möglich,
die Leitungswidersprüche,
die eine Blockierung verursachen würden, komplett zu vermeiden.
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Im
Folgenden wird der Leitungsalgorithmus des Benes-Netzwerkes detaillierter erörtert. Der
in 4 präsentierte
Algorithmus für
das normale Benes-Netzwerk ist im Prinzip von der gleichen Art,
wie der schon in Verbindung mit den 2 und 3 erörterte.
Eine Erweiterung des Benes-Netzwerkes der Raumstufe führt dennoch
zu einer komplexeren Situation, da der Algorithmus dahingehend entwickelt werden
muß, die
Leitung des Netzwerkes handhaben zu können. Das Leiten ist per se
nicht schwer, doch sein Speicherbereich verlangsamt die Ausführung.
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Die
Algorithmen für
reduzierte Architekturen sind anders als für eine normale Architektur.
Der Hauptunterschied zwischen diesen drei Algorithmen der oben beschriebenen
Fä11e besteht
darin, wie stark die TST- und die TS-Leitungen oder die Leitungen
der verschiedenen TS-Stufen voneinander abhängen. Die normale Benes-Architektur
hat die lockerste Vernetzung, das heißt die TST- und TS-Leitungen
können
weitgehend unabhängig
voneinander durchgeführt
werden. Im Gegensatz dazu hat die vollständig verringerte Architektur
die dichteste Vernetzung, das heißt es gibt einen starken Zusammenhang
zwischen der TST-Leitung und den Leitungen der verschiedenen TS-Stufen.
Je dichter die von der Architektur auferlegten Beschränkungen,
desto komplexer und langsamer werden die Algorithmen. Die rundfunkübertragungsverringerte
Architektur hat die gleiche lockere Vernetzung zwischen TST- und TS-Stufen
wie die normale Benes-Architektur, der Algorithmus ist dennoch komplexer,
weil die Vernetzung zwischen den TS-Stufen dichter ist.
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Die
reduzierte Radioübertragung
unterscheidet sich von der Leitung des normalen, vollständigen Benes-Netzwerkes in Bezug
auf die Leitung durch die Raumstufe. Da das Benes Netzwerk verringert ist,
müssen
alle Rundfunkübertragungssignale
via den selben Reduktions-Bus RB geschaltet werden. Der Reduktions-Bus
RB verursacht kein Kapazitätsproblem,
da die N-Linie des Busses ein Maximum an N-Signalen fassen kann.
Die Leitung ist dennoch nicht so frei wie im normalen Benes Fall,
bei dem eine individuelle Leitung in jeder TS-Stufe erfolgen kann. Beim Benutzen eines
Reduktions-Busses
müssen
alle Rundfunkübertragungsstufen
geleitet werden, das heißt
in der selben Arbeitsphase behandelt werden. Das normale Benes-Leitungsprinzip
kann benutzt werden, doch das Problem ist beträchtlicher.
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7 zeigt
ein Beispiel des Leitens der TS-Stufen einer reduzierten Architektur
in Bezug auf Radioübertragung,
wobei N = 8 und n = 3. Im vollständig
reduzierten Fall müssen
beide, die TST- und die TS-Stufen,
zusammen betrachtet werden. Hier teilen alle Signale den Reduktions-Bus
RB. Das bedeutet, daß im
TST-Teil leere Zeitschlitze in solchen Positionen gelassen werden
müssen,
daß die TS-Stufe
Zugang zu diesem Bus hat. Die Leitung des Benes-Netzwerks der TST-Stufe
ist dennoch im Prinzip die gleiche wie in der oberen reduzierten
Rundfunkübertragungsarchitektur.
Tatsächlich
repräsentiert
das Leitungsbeispiel in 7 eine vollständig reduzierte
Architektur, wenn n = 2. Die obere Stufe zeigt eine TST-Stufe.
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Der
Output-Bus OB von der 7 kann gelöscht und durch die letzte T-Schaltstufe 14 ersetzt werden,
um eine vollkommen reduzierte Architektur zu implementieren. 7 illustriert
außerdem,
wie die Signale der S1 Schaltstufe korrekt geleitet werden müssen, um
Kollisionen am Reduktions-Bus zu vermeiden; bei diesem Beispiel
wird ein Signal, welches an den Output 2 adressiert ist gezeigt,
wie auch die richtigen und falschen Leitungsmöglichkeiten bei dem S1 Schalter.
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Ein
Weg einen „direkten
Versuch"-Algorithmus
für den
vollständig
reduzierten Fall zu realisieren, ist, die leeren Zeitschlitze vor
der Leitung zu einem spezifischen Rundfunkübertragungssignal anzumelden;
dies wird durch die stark gekennzeichneten Quadrate am Output der
S3-Stufe gezeigt. Diese Leersignale werden dann normalerweise durch
die TST-Stufe geleitet, wobei sie die Zielpositionen der Rundfunkübertragungssignale
am Reduktions-Bus ergeben. Die TS-Stufen leiten die Rundfunkübertragungssignale
zu diesen Positionen. Das Anmelden der leeren Zeitschlitze muß natürlich bei
den Widersprüchen
der TS-Leitung und der gewöhnlichen
Leitung im reduzierten Benes-Netzwerk der Rundfunkübertragungsstufen
in Betracht gezogen werden.
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Im
Folgenden wird die „over
the limit"-Rundfunkübertragung
untersucht. Der Algorithmus der „over the limit"-Rundfunkübertragungsstufe
ist schon bei der normalen Benes-Erweiterung mit Schwierigkeiten
konfrontiert. Der S-Schalter der Benes Form läßt kein freies Kopieren zu
den Outputs zu. Dies ist durch die Tatsache bedingt, daß sich zu
vervielfältigende
Signale bei dem Versuch der Benutzung derselben Netzverbindung in
einem Netzwerk von Raumschaltern überschneiden. Doch auch hier
geht es wie im schon Beschriebenen darum, wie gut die Operation
gestalten werden kann. Die bei der Optimierung zu verwendenden Variablen
sind N, n, die Datenverkehrsladung, die Benes-Implementierung und
die Rundfunkübertragungsgröße (1– > x).
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Im
Folgenden wird eine Bestimmung von Hilfsmitteln für die der
Erfindung entsprechenden Architektur untersucht. Unter den Komponenten
der Beispielstruktur für
die Architektur ist ein T-Schalter, dessen Länge 63 ist, das heißt es gibt
63 Zeitschlitze. Die Größe des Raumschalters
ist 16*16. Jeder Schalter kann mit einer Einzel-Chip-Architektur
implementiert werden, wobei die Anzahl der Chips folgendermaßen ist:
- a) Einzelner Chip: (n +
1) *N* + n*SIn der erweiterten Architekturen ist die Anzahl
der Chips folgendermaßen:
- b) Normales Benes-Netzwerk (vollständiges Benes): (n
+ 1) *N*T + n*3* (N/16) *S
- c) Reduzierte Rundfunkübertragungsstufe
(Rundfunkübertragung) (n + 1) *N*T + n*2 + 2) * (N/16) *S
- d) Vollständig
reduziert (Alles reduziert): (n + 1) *N*T + n*2
+ 1) * (N/16) *S
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Die
genannten Zahlen können
mit der T2S-Architektur (Sgr(T)S) verglichen
werden, bei der: T2S:
N2*T + N*S
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8 präsentiert
Vergleichstabellen, die die Anzahl der Chips mit verschiedenen Parameterwerten
zeigen. Man kann sehen, daß die
Anzahl der Chips der Architektur entprechend der Erfindung, verglichen
mit der T2S-Architektur, verhältnismäßig klein,
mit einer kleinen Stufe der Rundfunkübertragungsgröße (kleiner
als n), ist. In größeren Systemen,
daß heißt N ist
groß,
wird der Unterschied zugunsten der Architektur entsprechend der
Erfindung umso deutlicher.
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Die
Art und Weise in der TS-Module oder Chips sowie die Busse implementiert
werden, hat einen großen
Einfluß auf
die Durchführbarkeit.
Als Strukturen sind die Busse an und für sich einfach, obwohl die
große
Größe Probleme
verursachen könnte. Dennoch
kann der Bus im System entsprechend der Erfindung, verglichen mit
anderen Architekturen, zum Beispiel der T2S-Struktur,
wesentlich einfacher implementiert werden, wenn n klein ist.
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Die
Anzahl der Signale des TS-Leitungsteiles ist relativ klein. Höchstens
die Hälfte
der Last kann via TS-Stufe geleitet werden, wenn n = 2 und alle
Signale Rundfunkübertragungssignale
sind (x = 2). In diesem Fall bleibt die Ausführungszeit eindeutig kleiner
als die normale Ausführungszeit
eines vollständig
geladenen TST-Algorithmus.
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Die
n(TS)T-Architektur entsprechend der Erfindung ist in Bezug auf die
gewünschte
Stufe der Rundfunkübertragung
sehr modular. Dank dieser Modularität kann der Benutzer der DXC
seine DXC-Hardware nach Bedarf erweitern und/oder modifizieren.
Die Architektur erreicht die gewünschte Rundfunkübertragung
ohne Blockierung. Der Konfigurationsalgorithmus ist relativ einfach
und deshalb schnell. Die Architektur kann, wie oben erwähnt, zum Erreichen
einer günstigen
Erweiterung auf eine Größe von bis
zu 128*128, benutzt werden. Wenn diese Größe überschritten wird, zum Beispiel
infolge der Größe des Raumschalters,
genügt
ein einfaches Benes-Netzwerk nicht, sondern es muß mehr erweitert werden.
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Aus
der oberen Erörterung
kann man andererseits entnehmen, daß die Rundfunkübertragungsstufen,
mit Ausnahme der „over
the limit"-Rundfunkübertragungstufe,
nicht sehr effektiv genutzt werden. Mit der „over-the-limit"-Rundfunkübertragungsstufe wird der Algorithmus
komplex, was zu einer längeren Ausführungszeit
und/oder Blockierungsfällen
führt.
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In
der n(TS)T-Architektur entsprechend der Erfindung wird von parallelen
Rundfunkübertragungsstufen
Gebrauch gemacht, mittels derer die Bearbeitung des Rundfunkübertragungsalgorithmus mit
den niedrigsten Kosten realisiert werden kann. Die größten Vorteile
der präsentierten
Architektur erhält
man mit kleinen Rundfunkübertragungsstufen
(x ist klein), da in diesem Fall die durch die Zahl (n) der parallelen
Stufen verursachten Kosten besser für den Datenverkehrsprozeß verwertet
werden können.
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Hier
ist ein Weg, SDH-Signale zu schützen beschrieben.
Natürlich
können
andere Signale, die eine ähnliche
Struktur haben, wie zum Beispiel die PDH-Signale, denselben Schutzmodus
benutzen.