DE19612670C2 - ATM-Vermittlungssystem mit modifizierter Struktur - Google Patents

Description

Der Anmeldungsgegenstand betrifft ein Vermittlungssystem zur Durchschaltung von im Zuge von virtuellen Verbindungen nach einem asynchronen Übertragungsverfahren weitergeleiteten Nachrichtenzellen zwischen Teilnehmerendstellen bei dem mehrere dezentrale Systemeinheiten mit einer sämtlichen dezentralen Systemeinheiten gemeinsamen zentralen Systemein­ heit verbunden sind.

Aus der DE 37 33 116 C2 ist ein Netzwerk-System bekannt, dem die Merkmale des eingangs umrissenen Gegenstandes gemein sind. Die zentrale Systemeinheit dieses Netzwerk-Systems ist mit einem Schaltglied ausgestattet, das auf jeweilige Anforderung einer dezentralen Systemeinheit den Aufbau mehrerer gleich­ zeitiger Verbindungen zwischen Paaren dezentraler Systemein­ heiten gestattet, womit in der zentralen Systemeinheit eine Vermittlungsfunktion gegeben ist.

Aus der DE 42 18 053 A1 ist eine Vermittlungseinrichtung, die Nachrichtenzellen konstanter Länge nach einem asynchronen Verfahren im Zuge von wählvermittelten Verbindungen oder Festverbindungen, sogenannten Cross Connects, durchzuschalten vermag, bekannt.

Ein herkömmliches Vermittlungssystem zur Durchschaltung von im Zuge von virtuellen Verbindungen nach einem asynchronen Übertragungsverfahren, beispielsweise nach dem ATM(Asynchronous Transfer Mode), weitergeleiteten Nachrich­ tenzellen ist mit einem einzelnen zentralen Koppelfeld gebil­ det. Die Nachrichtenzellen sind von konstanter Länge und wei­ sen einen dem Nutzdatenteil vorangestellten Kopf auf. Die im Kopf mitgeführte Zielinformation VPI/VCI (Virtual Path Iden­ tifier/Virtual Channel Identifier) bezeichnet eine Nachrichtenzelle als einer bestimmten virtuellen Verbindung zuge­ hörig.

Das genannte zentrale Koppelfeld ist über interne, herstel­ lereigene Verbindungsleitungen, die in Fachkreisen auch als Links bezeichnet werden, mit peripheren Baugruppen verbunden, die in hohem Maße voneinander abweichende Datenraten zu unterstützen vermögen. Das zentrale Koppelfeld und die über interne Links verbundenen peripheren Baugruppen bilden ein zentrales Amt. Das zentrale Amt kann um abgesetzte Einheiten ergänzt sein. Diese abgesetzten Einheiten haben Vermittlungs­ funktion und werden von der Software des zentralen Amts mit­ gesteuert. Die Anbindung der abgesetzten Einheiten an das übergeordnete Amt mit dem zentralen Koppelfeld erfolgt mit standardisierten Verbindungsleitungen und von daher mit stan­ dardisierten Datenraten. Bei einem Vermittlungssystem, das an einem Bürostandort mit mehreren Gebäuden und einer Vielzahl von Geschossen die Arbeitsplatzsysteme miteinander verbindet, würde die Aufstellung sämtlicher Komponenten in einem einzi­ gen Raum zu außerordentlich hohen Kosten für die Verbindungs­ technik führen. Aus diesen Gründen ist eine dezentrale Anord­ nung der abgesetzten Einheiten, z. B. für jedes Geschoß eine abgesetzte Einheit, erforderlich.

Für die herstellereigenen internen Links steht nur eine Datenrate und Stückelung der Datenrate, in Fachkreisen auch Granularität genannt, zur Verfügung. Wird sie zu hoch gewählt, können niederbitratige Dienste nicht effizient ange­ schlossen werden, wird sie dagegen zu niedrig gewählt, können die Koppelfelder nicht effizient realisiert werden. Die tat­ sächlich gewählte Datenrate bzw. Granularität ist deshalb im­ mer ein Kompromiß, dessen Bestand nicht einmal für die Pro­ duktlebensdauer eines ATM-Systems gesichert ist. Die physika­ lische Datenrate der internen Links ist wegen der Hinzufügung von den Nachrichtenzellen vorangestellten zusätzlichen inter­ nen Daten, die in Fachkreisen auch als interner Header bezeichnet werden, immer etwas höher als standardisierte Datenraten (z. B. 207 Mbit/s statt 155 Mbit/s). In Vermitt­ lungssystemen, bei denen das zentrale Amt mehrere Gestell­ schränke umfaßt, ist für die gestellwechselnden Verbindungen der Einsatz von herstellereigenen internen Links erforder­ lich, da der Einsatz von standardisierten handelsüblichen Links aufgrund einer Überschreitung der standardisierten Datenrate nicht in Frage kommt.

Eine Änderung des Datenformats auf den herstellereigenen internen Links, beispielsweise wegen einer. Änderung des internen Headers, erfordert eine gleichzeitige Überarbeitung der herstellereigenen Bausteine, in Fachkreisen auch ASIC- Chips genannt, in sämtlichen durch die herstellereigenen internen Links verbundenen Komponenten des zentralen Amtes. ASIC-Chips unterschiedlicher Entwicklungsgenerationen können nicht mehr zusammenarbeiten. Mit zunehmender Komplexität des zentralen Amtes werden an sich wünschenswerte Änderungen, die alle Komponenten betreffen, immer schwieriger oder gar unmög­ lich.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, das ein­ gangs umrissene Vermittlungssystem derart weiterzubilden, daß Änderungen in einer Systemeinheit nicht gleichzeitig auch Änderungen in sämtlichen anderen Systemeinheiten erfordern.

Das Problem wird bei dem eingangs umrissenen Vermittlungssys­ tem dadurch gelöst, daß die dezentralen Systemeinheiten mit der zentralen Systemeinheit über standardisierte Verbindungs­ leitungen verbunden sind und die dezentralen Systemeinheiten Vermittlungsfunktion aufweisen sowie die zentrale Systemein­ heit eine Durchschaltefunktion für Festverbindungen aufweist.

Jede ATM-Systemeinheit ist allein für sich genommen (Stand- Alone-Product) einsetzbar und kann beliebig mit Fremdproduk­ ten kombiniert werden. Jedes der Systemeinheiten kann für sich allein entwickelt werden, für jede Systemeinheit kann die optimale Architektur und Granularität gewählt werden. Die räumliche Trennung von zentralem Koppelfeld und Peripherie entfällt, dezentrale Koppelfelder befinden sich direkt in der Peripherie. Die Zahl der Verbindungen wird dadurch minimiert.

Der Anmeldungsgegenstand wird nun als Ausführungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand einer Figur näher beschrieben.

Dabei zeigt Fig. 1:

Eine prinzipielle Darstellung eines ATM-Vermittlungssystems in Sternstruktur, dessen Einzelkomponenten räumlich getrennt angeordnet sind.

Das in Fig. 1 dargestellte ATM-Vermittlungssystem ist mit drei unterschiedlichen Einzelkomponenten aufgebaut.

Ein mit A bezeichnetes kleines System mit Vermittlungsfunktion, das niederbitratige Dienste mit Datenraten im Bereich von 64 kBit/s . . . 2 Mbit/s unterstützt und über eine STM-1- Schnittstelle verfügt. Ohne STM-1-Schnittstelle ist es auch als ein für sich allein funktionsfähiges Gerät, als ein soge­ nanntes Stand-Alone System z. B. für PC(Personal Computer)- Vernetzung einsetzbar. Die Stückelung der internen Datenrate, in Fachkreisen auch als Granularität bezeichnet, ist optimal wählbar im Bereich von 2 . . 30 Mbit/s. In einem Bürogebäude mag in jedem Geschoß ein kleines System A in Baugruppengröße angeordnet sein.

Das kleine System steht über eine standardisierte STM-1- Schnittstelle mit einem mit B bezeichneten mittleren System in Verbindung.

Das mittlere System weist Vermittlungsfunktion auf. Es unter­ stützt mehrere STM-1-Schnittstellen und verfügt über eine STM-16-Schnittstelle. Ohne STM-16-Schnittstellen ist es als mittleres Stand-Alone-Koppelfeld in öffentlichen Netzen ein­ setzbar. Die interne Granularität ist mit 207 Mbit/s festge­ legt. An einem Bürostandort mag in jedem Gebäude ein mittle­ res System angeordnet sein.

Das mittlere System steht über eine standardisierte STM-16- Schnittstelle mit einem mit C bezeichneten großen System in Verbindung.

Das große System bildet einen permanente Verbindungen durch­ schaltenden Netzknoten, der in Fachkreisen auch als Crosscon­ nect bezeichnet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das große System eine ausschließliche Funktion für die Durchschaltung von permanenten Verbindungen, die auch als Festverbindungen bezeichnet werden, auf. Das große System un­ terstützt STM-16-Schnittstellen. Die interne Granularität ist mit 3,3 Gbit/s festgelegt. An einem Bürostandort mag ein gro­ ßes System, das sämtlichen Gebäuden gemeinsam ist, zentral angeordnet sein.

Die standardisierten Schnittstellen zwischen den Systemen führen die Funktionen einer Überwachung der Datenrate für je­ de eingerichtete virtuelle Verbindung (policing) und einer Umwertung der im Kopf der Nachrichtenzellen mitgeführten Zie­ linformationen VPI/VCI (Headerumwertung) aus.

Ein kleines System A, ein mittleres System B und ein großes System C weisen in ihrem Zusammenwirken die Funktionalität eines einzelnen zentralen Vermittlungssystems auf.

Im folgenden Beispiel wird ein herkömmliches zentrales Amt mit 80-Gbit/s einem sternförmigem Amt mit 80-Gbit/s gemäß dem Anmeldungsgegenstand gegenübergestellt.

Bei einem herkömmlichen zentralen Amt werden 1024 Kabel für interne Links benötigt, um den Abstand zwischen zentralem Koppelfeld und Peripherie zu überbrücken. Die Länge beträgt zwischen 5 und 15 m. Dazu kommen noch die zahlreichen koppel­ feldinternen Verbindungen, die mit einer für das Koppelfeld ungünstigen Granularität von STM-1 (Synchronous Transport Mo­ dul: Grundeinheit mit einer Datenrate von 155 Mbit/s der Syn­ chronen Digitalen Hierarchie) realisiert werden.

Bei einem sternförmigen Amt gemäß dem Anmeldungsgegenstand werden dagegen lediglich 32 STM-16-Links (bidirektional) be­ nötigt. Die koppelfeldinternen Verbindungen profitieren da­ von, daß für den großen Crossconnect die Granularität opti­ miert werden kann. Der große Crossconnect kann auf einer Bau­ gruppe realisiert werden.

Claims (4)

1. Vermittlungssystem zur Durchschaltung von im Zuge von virtuellen Verbindungen nach einem asynchronen Übertragungsverfahren weitergeleiteten Nachrichtenzellen zwischen Teil­ nehmerendstellen bei dem
mehrere dezentrale Systemeinheiten (B) mit einer sämtlichen dezentralen Systemeinheiten gemeinsamen zentralen Systemeinheit (C) verbunden sind,
die dezentralen Systemeinheiten mit der zentralen Systemeinheit über standardisierte Verbindungsleitungen verbunden sind,
die dezentralen Systemeinheiten Vermittlungsfunktion aufweisen,
eine dezentrale Systemeinheit durch eine mittlere Systemeinheit, die mittlere Datenraten unterstützt, gegeben ist,
eine mittlere Systemeinheit mit einer kleinen Systemeinheit (A), die kleine Datenraten unterstützt, verbunden ist und
die zentrale Systemeinheit eine Durchschaltefunktion für Festverbindungen aufweist.

2. Vermittlungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Systemeinheit eine ausschließliche Durchschaltefunktion für Festverbindungen aufweist.

3. Vermittlungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine dezentrale Systemeinheit mit der zentralen Systemeinheit über eine STM-16-Schnittstelle verbunden ist.

4. Vermittlungssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Systemeinheit mit der mittleren Systemeinheit über eine STM-1-Schnittstelle verbunden ist.