DE2229912A1

DE2229912A1 - Verfahren zur informationsuebertragung mit prioritaetsschema in einem zeitmultiplex-nachrichtenuebertragungssystem mit ringleitung

Info

Publication number: DE2229912A1
Application number: DE2229912A
Authority: DE
Inventors: Ivor Jones; Hans Rudolf Mueller; Daniel Wild; Pitro Alois Zafiropulo
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-08-13
Filing date: 1972-06-20
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3985962A; IT960713B; USB496500I5; GB1382133A; FR2149995A5; DE2229912C3; CH527547A; DE2229912B2; JPS4828102A

Description

Boeblingen, den 8. 6. 1972 ker-bue

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin:SZ 971 003

Verfahren zur Informationsuebertragung mit Prioritaetsschema in einem Zeitmultiplex-Nachrichtenuebertragungssystem mit Ringleitung

Die Erfindungjfcfetrifft ein Verfahren zur Informationsuebertragung mit Prioritaetsschema in einem Zeitmultiplex-Nachrichtenuebertragungssystem mit einer Ringleiteung, an welche mehrere Teilnehmergeraete verschiedener Prioritaetsklassen und mindestens eine Ueberwachungseinrichtung angeschlossen sind, und in welchem.System die Nachrichten in zyklisch aufeinanderfolgenden Zeitrahmen uebertragen werden, deren jeder eine Gruppe von Steuerzeichen enthält.

In Zeitmultiplex-Nachrichtenuebertragungssystefipwird ein üebertragungskanal, der durch einen Zeitrahmen (d.h. ein Zeitintervall) dargestellt rvtLrd, welcher zyklisch auf der Ringleitung umläuft,

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von der Steuereinrichtung einem Teilnehmergerät zugeteilt, z. B. nach einer Befragung aller Teilnehmergeräte über die Ringleitung oder über besondere Dienst- und Steuerleitungen.

In einem einfacheren R ingleitungs-Uebertragungs system, das weniger zentrale Steuerung erfordert, können Kanäle durch die Teilnehmergeräte selbst belegt werden. Zu diesem Zweck muss nur in jedem Zeitrahmen ein besonderes Kennzeichen vorgesehen werden, das von. "Frei" auf "Besetzt" geändert wird, wenn ein Teilnehmergerät den Kanal belegt.

Jn vielen Systemen werden Teilnehmergeräte verschiedener Geschwindigkeit und unterschiedlicher Wichtigkeit an die gleiche Ringleitung angeschlossen. Dadurch wird eine Prioritätseinteilung erforderlich, damit beim gleichzeitigen Auftreten mehrerer Zuteilungsanforderungen bestimmte Teilnehmergeräte vor anderen bedient werden, die eine geringere Priorität haben.

Ein Ringleitungs-Uebertragungssystem mit zentraler Zuteilung der Kanäle kann durch zusätzliche Speicher oder sonstige Schaltungsteile leicht auf den Betrieb mit einem solchen Prioritätsschema umgestellt werden. Das einfachere System mit Selbstbelegung der Kanäle würde jedoch durch solche zusätzlichen Einrichtungen zur zentralen Prioritätsverarbeitung wesentlich komplizierter werden. ·

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für ein Ringleitungs-Nachriehtenübertragungssystem anzugeben, das eine Kanalzuteilung auf Prioritätsbasis in sehr einfacher Weise ermöglicht mit· einem Minimum an zusätzlichen Schaltkreisen in den Teilnehmergeräten und der Steuereinrichtung. "

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Informationsübertragung mit Prioritätsschema in einem Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit Ringleitung, an welche mehrere Teilnehmergeräte verschiedener Prioritätsklassen und mindestens eine Ueberwachungseinrichtung angeschlossen sind, und in welchem System die

Nachrichten in zyklisch aufeinanderfolgenden Zeitrahmen übertragen werden, deren jeder eine Gruppe von Steuerzeichen enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in jedem Zeitrahmen die Gruppe von Steuerzeichen mindestens zwei Felder zur PrioritätsZuteilung umfasst, wobei ein Feld als Anforderungsfeld zur Eintragung von nach Klassen unterscheidbaren Kanalzuteilungsanforderungen angeschlossener Teilnehmergeräte dient, und das andere als Zuteilungsfeld zur Kennzeichnung, welche Prioritätsklasse den durch den betreffenden Zeitrahmen dargestellten Uebertragungskanal belegen darf, und wobei der Inhalt des Zuleilungsfeldes jeweils durch die Ueberwachungseinheit aufgrund des Inhalts eines zuvor über die Ringleitung übertragenen Anforderungsfeldes festgelegt wird.

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Das neue Verfahren zur Prioritätszuteilung, welches hier beschrieben wird, hat den Vorteil rascher Bedienung, ohne dass eine grössere Uebertragungsbandbreite benötigt wird. Es arbeitet in räumlicher Verteilung, und kann sowohl für zentralisierte als auch für dezentralisierte Ringleitungs-Uebertragungssysteme vorgesehen werden. Das Verfahren ist sowohl bei fester als auch bei flexibler Nachrichtenlänge (variable Zeitrahmen-Zyklus zeit) verwendbar. Mit dem neuen Verfahren ist es auch möglich, dass ein höherentwickeltes Teilnehmergerät seine Priorität selbst ändert. Eine wichtige Eigenschaft des neuen Verfahrens ist ausserdem seine Einfachheit ; dies ist ein nützlicher Faktor, wenn Teilnehmergoräte einfacher Konstruktion (z. B. Telefonapparate) an die Ringleitung angeschlossen werden. Das Verfahren ist mit einer Vielzahl verschiedener Zeit rahmen-Strukturen anwendbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Nachrichtenübertragungs-Ringleitung, an welche eine Mehrzahl von Teilnehmergeräten sowie eine Steuereinrichtung angeschlossen sind ;

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Fig. 2A die Einteilung eines Zeitrahmens in einem vollständig dezentralisierten Ring-Uebertragungssystem mit Einzelheiten des Π ahmen-Kopfteils ; ■ ■

Fig. 2B die Einteilung eines Zeitrahmens in einem Ring-Uebertragungssystem, das einen gewissen Anteil zentraler Steuerung hat, mit Einzelheiten des R ahm en-Köpfte ils.

Ein Ringleitungs-Nachrichtenübertragungssystenii in dem die vorliegende Erfindung benutzt werden kann, ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Eine Anzahl Teilnehmergeräte T, z. B. Telefonapparate, Fernschreiber, Bildschirmeinheiten oder ähnliche Einrichtungen sind über Leitungs-Anschlussgeräte LA mit der Ringleitung verbunden. Es kann auch Gruppen von Teilnehmergeräten geben, die ein gemeinsamfcs Leitungs-Anschlussgerät haben. Die Kombinationen von Teilnehmergeräten und Leitungs-Anschlussgeräten können Daten, die auf der Ringleitung vorbeikommen, überwachen und analysieren, und sie können Daten von der Ringleitung entnehmen oder an sie abgeben. Eine Steuereinrichtung ist auch über ein Leitungs-Anschluss gerät mit der Ringleitung verbunden.

Information, welche über die Ringleitung übertragen wird, wird derart in ein Format gemäss der Abbildung Fig. 2A oder2B gebracht, dass sich ein Zeitmultiplex-Betrieb ergibt. Jeder Zeitrahmen enthält

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einen Adressteil zur Identifikation des Absende- und/oder Empfangs-Teilnehmergeräts, sowie einen Datenteil für die tatsächlich zu übertragenden Daten. Diese Daten können codierte Schriftzeichen oder digitalisierte Sprach- oder Bildsignale sein. Anstelle von solchen Daten kann Signalisierinformation übertragen werden. Eine Unterscheidung dieser beiden Kategorien ist durch ein Daten/Signalisierungs-Kennzeichen möglich.

Ein Frei/Besetzt-Kennzeichen in jedem Zeitrahmen zeigt an, ob der entsprechende Uebertragungskanal für den betreffenden Zyklus bereits besetzt ist oder noch zur Verfügung steht. Dieses Frei/Besetzt-Kennzeichen kann ein Code wort aus mehreren Bits oder aber ein einzelnes Bit sein ; das letztere wird für die vorliegende Beschreibung angenommen.

Wenn der Kanal jeweils nur für einen Zyklus besetzt werden kann, stellt die Steuereinrichtung das Frei/Besetzt-Bit jedesmal auf Null zurück (falls sie nicht selbst den Kanal benutzen will) ; eine Belegung erfolgt dann durch Setzen dieses Bits auf Eins. Bei einer anderen Möglichkeit, die eine Kanalbelegung für mehr als einen Zyklus erlaubt, ändert ein Teilnehmergerät den Wert des Frei/Besetzt-Bits, wenn

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es den Kanal belegen oder behalten möchte. Ein Teilnehmergerät, das den Kanal nicht belegen will, oder das einen früher von ihm belegten Kanal freigeben will, lässt das Frei/Besetzt-Bit unverändert durchgehen. Durch Beobachtung des Frei/Besetzt-Bits in zwei aufeinanderfolgenden Zyklen kann jedes Teilnehmergerät feststellen, ob der Kanal frei ist. oder nicht. Beide Möglichkeiten der F/B-Anzeige werden in den unten beschriebenen Ausführungsbeispielen benutzt.

Grundlagen des Betriebs im Ringleitungs-Uebertragungssystem. Die zu beschreibenden Ausführungsbeispiele beruhen auf zwei etwas unterschiedlichen Arten von Ringleitungs-Uebertragungssystemen : einem, das vollständig dezentralisiert ist (genannt "Dezentralisiertes Uebertragungsringsystem¹¹), und einem, das eine gewisse zentrale Steuerung durch die Steuereinrichtung hat (genannt "Zentralisiertes Uebertragungsringsystem").

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Dezentralisiertes Uebertragungsringsystem :' Die Steuereinrichtung dient nur zur Synchronisierung und Ueberwachung des Betriebs auf der Ringleitung. Sie hat äusserst geringe Datenverarbeitungs-Fähigkeiten und übt keine (oder nur minimale) Steuerwirkung auf die Teilnehmergeräte aus, die ihre Verbindungen unabhängig aufbauen und aufrechterhalten. Zur Absendung von Daten an ein anderes Teilnehmergerät belegt ein Teilnehmergerät einen freien Zeitrahmen durch Aendern des Frei/Besetzt-Kennzeichens, und setzt danach seine Absenderadresse, die Empfängeradresse sowie die zu übertragenden Daten ein. Jedes Teilnehmergerät überwacht die Daten auf der Ringleitung, und wenn seine eigene Adresse in dem Empfängeradressfeld eines Zeitrahmens erscheint, entnimmt es die Absenderadresse und die Daten von der Ringleitung. In diesem dezentralisierten Ringleitungs-Uebertragungssystem hält ein Teilnehmergerät einen Uebertragungskanal solange besetzt, bis es seine Nachricht vollständig übertragen hat ; es benutzt also den Zeitrahmen während mehrerer aufeinanderfolgender Zyklen. Es kann jedoch eine Unterbrechung herbeigeführt werden, wenn ein anderes Teilnehmergerät gleicher oder höherer Priorität den Kanal anfordert ; dies wird später beschrieben.

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Zentralisiertes Uebertragungsringsystem :

Die Steuereinrichtung steuert den Betrieb auf der Ringleitung und hat Datenverarbeitungs-Fähigkeiten. Die Kanalbelegung wird jedoch durch die Teilnehmergeräte selbst vorgenommen. Die Steuereinrichtung unterhält eine Liste aller bestehenden Verbindungen und überträgt empfangene Daten weiter an die Empfängergeräte gemäss den Angaben der Absendergeräte. Es ist vorgesehen, dass ein Kanal, also ein Zeitrahmen, nur für einen Zyklus belegt werden kann ; das heisst, dass für jeden weiteren Zyklus eine neue Zuteilungsanforderung gemacht werden muss. Selbstverständlich könnte auch irgendein anderes Prinzip benutzt werden, so z.B. dasjenige, das für den dezentralisierten Uebertragungsring vorgesehen ist (Belegung eines Kanals für mehrere aufeinanderfolgende Zyklen mit Unterbrechungsmöglichkeit).

Die einzelne Ringleitung mit Steuereinrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, könnte Teil eines grösseren Nachrichtenübertragungssystems sein. Zum Beispiel könnte ein Vermittlungssystem als Vermittlungsmoduln eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen mit je einer angeschlossenen Ringleitung enthalten. Zum einfacheren Verständnis wurde aber eine einzelne Ringleitung als Ausführungsbeispiel zur Beschreibung der Erfindung gewählt.

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Prioritätsschema

In einem Ringleitungs-Uebertragungssystem mit Teilnehmergeräten verschiedener Prioritätsklassen (z.B. langsam und schnell arbeitende Teilnehmergeräte) muss die Möglichkeit, einen freien Kanal zu belegen, von der Priorität bestimmt werden. Die Erfindung schlägt zu diesem Zweck vor, dass der "Kopfteil" jedes Zeitrahmens zwei besondere Felder enthält : einerseits ein A nforde rungs feld oder Teilnehmerfeld, und andererseits ein Zuteilungsfeld oder Steuerfeld.

Ein Teilnehmergerät, das einen Kanal belegen möchte, setzt eine Anzeige für seine Priorität in das Anforderungsfeld ein. Wenn der Kopfteil des Zeitrahmens die Steuereinrichtung erreicht, wird ein neuer Inhalt für das Zuteilungsfeld vom Änforderungsfeld abgeleitet ; auf diese Weise werden die Prioritätsklassen, welchen der Zugriff zu dem durch diesen Zeitrahmen dargestellten Kanal erlaubt ist, durch das Zuteilungsfeld bezeichnet. Nun beobachtet jedes Teilnehmergerät, das eine Zuteilungsanforderung abgegeben hatte, die vorbeilaufenden Zuteilungsfelder und Frei/Besetzt-Kennzeichen, um einen Kanal festzustellen, den es besetzen kann. Es folgt nun eine genauere Beschreibung des Ringleitungs-Betriebs mit einem Prioritätsplan.

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Dezentralisiertes Uebertragungsringsystem :

Die benutzte Zeitrahmenstruktur ist in Fig. 2A gezeigt. Ein Teilnehmergerät besetzt einen Zeitrahmen, indem es den Wert des Frei/Besetzt-Bits ändert. Solange es nun dieses Bit in aufeinanderfolgenden Zeitrahmen-Zyklen jedesmal ändert, behält es den Kanal. Es gibt den Kanal wieder frei, wenn es das Frei/Besetzt-Bit unverändert lässt. Auf diese Weise kann jedes Teilnehmergerät feststellen, ob der Kanal frei oder besetzt ist, indem es einfach das Frei/Besetzt-Bit während zweier aufeinanderfolgender Zeitrahmen Zyklen beobachtet. Wenn die Werte der Frei/Besetzt-Bits verschieden sind, ist der Kanal besetzt ; wenn sie gleich sind, ist er frei.

Die Teilnehmergeräte sind in Prioritätsklassen eingeteilt ; der höchsten Priorität ist die Nummer 1 zugeteilt, der zweithöchsten die Nummer 2, usw. Der niedrigsten Priorität ist die Nummer η zugeteilt. Das Anforderungsfeld und das Zuteilungsfeld (Fig. 2A) enthalten je η Bitstellen. Die i-te (i = 1, 2, 3, ... n) Bitstelle in jedem dieser Felder ist der i-ten Prioritätsklasse zugeteilt.

Es sei angenommen, dass ein Teilnehmergerät, welches zur i-ten Prioritätsklasse gehört, einen Kanal (Zeitrahmen) belegen will. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird dieses Teilnehmergerät im folgenden als "Teilnehmer A" bezeichnet. Teilnehmer A beginnt damit,

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dass er den Wert des Frei/Besetzt-Bits beobachtet (d. h. speichert), und in der i-ten Bitstelle des Anforderungsfeldes eine ¹¹I" einsetzt. Jedesmal, wenn der Zeitrahmen die Steuereinrichtung erreicht, wird der gesamte Inhalt des Anforderungsfeldes in das Zuteilungsfeld verschoben, wonach alle Bits im Anforderungsfeld auf "θ" gesetzt werden. Während des nächsten Zeitrahmen-Zyklus beobachtet Teilnehmer A das Zuteilungsfeld. Wenn alle Bitstellen bis einschliesslich der (i-l)-ten den Wert "θ" enthalten, hat kein Teilnehmer höherer Priorität den Kanal angefordert. Deshalb belegt Teilnehmer A jetzt den Kanal, falls er frei ist. Falls andererseits mindestens eine der Bitstellen bis einschliesslich der (i-l)-ten eine "l" enthält, sieht Teilnehmer A davon ab, den Kanal zu belegen, so dass ein Teilnehmer höherer Priorität ihn zuerst benutzen kann.

Wenn Teilnehmer A den Kanal besetzen darf, und wenn der Kanal noch frei ist, ändert er den Wert· des vorbeikommenden Frei/Besetzt-Bits. Er gibt das i-te Bit des Anforderungsfeldes unverändert weiter. Wenn andererseits eine Belegung nicht möglich ist, wiederholt Teilnehmer A die ursprünglichen Vorgänge, d. h. er merkt sich den Wert des vorbeikommenden Frei/Besetzt-Bits und setzt eine "l" in die i-te Bitposition des Anforderungsfeldes ein. Durch das Einsetzen einer "l" in die i-te Bitposition fordert Teilnehmer A den Kanal wiederum an, so dass Teilnehmer niedrigerer Priorität ihn nicht besetzen können, bevor Teilnehmer A bedient wurde.

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Die beschriebene Arbeitsweise erlaubt es, dass Teilnehmer einer bestimmten Priorität erst ihre erforderlichen Uebertragungen erledigen, bevor Teilnehmer mit niedrigerer Priorität dies tun können. Sie erlaubt auch, dass ein Teilnehmer mit hoher Priorität, der den Kanal anfordert, die Uebertragung von Teilnehmern mit niedrigerer Priorität unterbrechen kann. Es sei z. B. angenommen, dass während der Benutzung des Kanals durch Teilnehmer A ein Teilnehmer mit höherer Priorität, z.B. Priorität (i-2), eine Benutzungsanforderung abgibt. Teilnehmer A wird dann im nächsten Zeitrahmen-Zyklus feststellen, dass der Wert des Bits (i-2) im Zuteilungsfeld gleich "l" ist ; er wird deshalb die Wiederbelegung des Zeitrahmens unterlassen.

Teilnehmer gleicher Priorität können den Kanal auf verschiedene Weise gemeinsam benutzen. Zwei Möglichkeiten sollen hier besehrieben werden. Bei der ersten und einfachsten Möglichkeit gibt ein Teilnehmer, der z.B. zur i-ten Prioritätskategorie gehört, den Kanal frei, wenn entweder ein Teilnehmer höherer Priorität den Kanal anfordert, oder wenn er seine Uebertragung vollständig durchgeführt hat. Ein wichtiges Merkmal dabei ist, dass hierbei keine Einrichtungen vorgesehen sind, um die Belegungsdauer eines einzelnen Teilnehmers zu begrenzen.

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Auch bei der z\veiten Möglichkeit gibt ein Teilnehmer den Kanal frei, wenn entweder ein Teilnehmer höherer Priorität den Kanal anfordert, oder wenn er selbst seine Uebertragung beendet hat. Ueberdies gibt er aber auch den Kanal frei, wenn ein oder mehrere ' Teilnehmer der gleichen Priorität Belegungsanforderungen abgegeben haben. Folgende Regeln ermöglichen die automatische Kanalfreigabe für Teilnehmer gleicher Priorität :

1. Ein Teilnehmer verändert nie ein Bit im Anforderungsfeld/ solange er den Kanal tatsächlich belegt hält.

2. Wenn ein den Kanal benutzender Teilnehmer der Priorität i feststellt, dass das i-te Bit im Zuteilungsfeld gleich "l" ist, beendet er die Belegung sofort; Wenn der Teilnehmer dadurch unterbrochen wurde, beginnt er wieder damit, das i-te Bit des Anforderungsfeldes auf ^lfl" zu setzen, und er wiederholt dies so lange, bis er wieder Zugriff zum Kanal erhält.

Das Ergebnis hiervon ist, dass mehrere Teilnehmer gleicher Priorität den Kanal in folgender Weise gemeinsam benutzen, wenn sie gleichzeitig überlappend den Kanal anfordern, und wenn keine Anforderungen von Teilnehmern höherer Priorität vorliegen :

Kein Teilnehmer benutzt den Kanal jeweils langer als einen Zeitrahmen-Zyklus ; jeder Teilnehmer benutzt den Kanal während gleicher Gesamt-

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Zeitdauer. Wenn dagegen nur ein einzelner Teilnehmer einer höheren Priorität den Kanal anfordert, dann kann dieser einzelne Teilnehmer den Kanal fortlaufend benutzen.

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Zentralisiertes Uebertragungsringsystem :

Wie bereits gesagt wurde, enthält der Kanal zwei Felder für die Prioritätsbearbeitung : eines ist für die Steuereinrichtung reserviert (Steuerfeld), und das andere für die Teilnehmergeräte (Teilnehmerfeld), siehe Fig. 2B. Wenn ein Teilnehmer, der zur i-ten Klasse gehört, bedient werden will und der Kanal besetzt ist, setzt er das i-te Bit im Teilnehmerfeld auf den Wert "l". Mit anderen Worten : er macht eine Zuteilungs-Anforderung in der Bitposition, die seiner eigenen Klasse entspricht. Wenn der Zeitrahmen die Steuereinrichtung wieder erreicht, analysiert die Steuereinrichtung das Teilnehmerfeld zur Feststellung von Zuteilungs-Anforderungen. Die Steuereinrichtung kann dann irgendeinen gewünschten Prioritäts algorithm us anwenden, um eine Zuteilung an eine der Teilnehmer-Klassen vorzunehmen. Dieser Algorithmus muss Daten berücksichtigen, die noch in der Steuereinrichtung auf die Weitersendung an Teilnehmergeräte warten.

Wenn die Steuereinrichtung nicht selber Daten höherer Priorität zu übertragen hat, arbeitet sie folgendermassen : ein Schlüssel (Codewort), welcher der höchsten Prioritätsklasse zugeordnet ist, die eine Zuteilung

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angefordert hat, wird in das Steuerfeld eingesetzt, um den Zeitrahmen für diese Prioritätsklasse zu reservieren. Das Frei/Besetzt-Kennzeichen wird auf FREI gesetzt. Das erste Teilnehmergerät an der Ringleitung, das eine Zuteilung benötigt und zu dieser Prioritätsklasse gehört, belegt und benutzt den Kanal. Andererseits belegt die Steuereinrichtung den Kanal, wenn sie selbst Daten höherer Priorität übermitteln muss.

Wenn das Steuerfeld einen Prioritätsschlü^sel enthält, kann ein Teilnehmergerät den Kanal nur besetzen, wenn es während des vorangegangenen Kanalyzklus eine Anforderung abgegeben hat. Alle Teilnehmergeräte, die eine solche Anforderung gemacht haben, beobachten das Steuerfeld. Nur wenn dessen Inhalt der Prioritätsklasse des betreffenden Teilnehmergerätes entspricht und der Kanal ausserdem noch frei ist, kann das Teilnehmergerät den Kanal für den laufenden Kanalyzklus besetzen un'd belegen. Wenn diese beiden Bedingungen nicht gleichzeitig erfüllt sind, wiederholt das Teilnehmergerät seine Prioritätsanfordei'ung und versucht dann, den Kanal während des nächsten Zyklus zu besetzen.

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Der Prioritätsschlüssel könnte selbstverständlich das gleiche Format haben wie das Teilnehmerfeld (Anforderungsfeld), d. h. eine 1-aus-n-Darstellung wie im weiter oben beschriebenen dezentralisierten R ingleitungs-Uebertragungs system.

Weitere Einzelheiten

Wenn ein Teilnehmergerät eine Zuteilungs-Anforde rung -machen will, braucht es nicht vorher das Teilnehmerfeld (Anforde rungs feld) zu analysieren, um festzustellen, ob bereits eine Anforderung von einem Teilnehmergerät gleicher oder'höherer Priorität gemacht wurde. Es setzt einfach das betreffende Bit auf "l", gleichgültig ob es nun den Wert ¹¹O" oder schon den Wert "l" hat. Diese Vorgehens weise ist sowohl für das Teilnehmergerät als auch für die Steuereinrichtung äusserst einfach und erlaubt es, den Aufbau der Teilnehmergeräte unkompliziert zu halten. Falls ein Prioritätsbit während der Ueber-, tragung durch einen Fehler verändert würde, wird es während des nächsten Kanalzyklus automatisch korrigiert ; deshalb ist für die Prioritätsbits im Teilnehmerfeld keine Redundanz erforderlich.

Es ist auch möglich, dass das Steuerfeld (Zuteilungsfeld) ein Codewort enthält, das "keine Priorität" bedeutet. Dies ist der Fall, wenn im vorhergehenden Kanalzyklus keine Zuteilungs-Anforderungen

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gemacht wurden, d. h. wenn die Steuereinrichtung ein Teilnehmerfeld (Anfragefeld) empfängt, das nur "O"-Bits enthält, und wenn ausserdem die Steuereinrichtung selbst nichts zu übertragen hat. In diesen Fällen braucht ein Teilnehmergerät nicht erst eine ''Anforderung abzugeben, wenn es den Kanal belegen will. Während eines solchen Zyklus wird der Kanal von dem topologisch ersten Teilnehmergerät belegt, das die Uebertragungseinrichtung benötigt.

In allen Fällen aber, in denen ein Teilnehmergerät einen besetzten Kanal vorfindet oder im Zuteilungsfeld (Steuerfeld) eine Prioritätszuteilung für irgendeine Priotitätsklasse, muss es eine Zuteilung im Anforderungsfeld beantragen, und es ergibt sich dann eine Verzögerung von einem Zyklus, bevor es versuchen kann, den Kanal zu belegen. Dies ist deshalb notwendig, weil das System wenigstens einmal während jedes Zyklus allen Teilnehmergeräten ermöglichen muss, eine Zuteilungs-Anforderung zu machen, und die "zusammengesetzte" Anfrage muss der Steuereinrichtung vorgelegt werden.

Uebersicht.

Das vorgeschlagene Verfahren kann selbstverständlich auch in einem System angewandt werden, in dem die Teilnehmergeräte sternförmig

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mit einer Steuerzentrale verbunden sind, sofern die Verbindung einer

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Gruppe von Teilnehmerleitungen mit der Zentrale eine Ringstruktur hat, an welche diese Leitungen in räumlicher Verteilung angeschlossen sind.

Die Erfindung ist für eine grosse Anzahl von Anordnungen anwendbar, sowohl in zentralisierten als auch in dezentralisierten Ringleitungs-Uebertragungssystemen (auch für Parallel-Prozessor-Anordnungen). Das vorgeschlagene Verfahren scheint das einzige interessante zu sein für die geteilte Benutzung eines gemeinsamen Kanals (dynamisches Multiplex) in einem stark dezentralisierten System mit Teilnehmergeräten unterschiedlicher Eigenschaften (wie z.B. Geschwindigkeit oder Reaktionszeit). Das Verfahren ist sowohl für bit-, zeichen-, als auch nachrichtenorganisierte Datenkanäle verwendbar. Natürlich lässt sich dieses Prioritätsschema auch für Zeitrahmenstrukturen benutzen, die noch andere Kanäle (wie z.B. Sprache oder schnelle Daten) für verschiedene Benutzer enthalten. Das Steuerfeld kann auch noch für andere Funktionen gebraucht werden wie z. B. NOCHMALS SENDEN, wenn ein Fehler auftritt, oder für Rundspruchvorgänge. Die Wiederholungsrate der Zeitrahmen muss nicht unbedingt konstant sein.

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Das besprochene Prioritätsschema ist sehr einfach zu verwirklichen und reduziert den Einfluss auf Teilnehmergeräte, die "keine Priorität" haben, auf ein Minimum. So ist es z. B. in einem integrierten System für Sprache und Daten sehr wichtig, dass die Sprachteünehmer bei Anwendung dieses Verfahrens nicht benachteiligt werden. Ein Sprach-Teilnehmergerät , das keine Priorität (d.h. die niedrigste Priorität) hat, muss nur überwachen, ob im Steuerfeld das Codewort für "keine Priorität" erscheint.

Das Verfahren ist unempfindlich gegen Fehler, da ein Fehler nach zwei Zyklen von selbst korrigiert ist ; es ist sehr flexibel, benötigt wenig Intelligenz in der Steuereinrichtung und erlaubt die Modifikation der Priorität eines Teilnehmergemts während eines Absendevorgangs .'

Das Verfahren kann auf - vielerlei verschiedene Arten implementiert werden. Zwei spezielle Ausführungsbeispiele wurden beschrieben, eines für ein mehr zentralisiertes und eines für ein vollständig dezentralisiertes Ringleitungs-Uebertragungssystem,

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PATEN TANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Informationsübertragung mit Prioritätsschema in einem Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit einer Ringleitung, an welche mehrere Teilnehmergeräte verschiedener Prioritätsklassen und mindestens eine Ueberwachungseinrichtung angeschlossen sind, und in welchem System die Nachrichten in zyklisch aufeinanderfolgenden Zeitrahmen übertragen werden, deren jeder eine Gruppe von Steuerzeichen enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Zeitrahmen die Gruppe von Steuerzeichen mindestens zwei Felder zur Prioritätszuteilüiigr.umfasst. wobei ein Feld als

Anforderungsfeld zur· Eintragung von nach Klassen unterscheidbaren Kanalzuteilungsanforderungen angeschlossener Teilnehmergeräte dient, und das andere als Zuteilungsfeld zur Kennzeichnung, welche Prioritätsklasse den durch den betreffenden Zeitrahmen dargestellten Uebertragungskanai belegen darf, und wobei der Inhalt des Zuteilungsfeldes jeweils durch die Ueberwachungseinheit aufgrund des Inhalts eines zuvor über die Ringleitung übertragenen Anforderungsfeldes festgelegt wird.

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Patentansprüche . 8. 6. 1972

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anforderungsfeld jedes Zeitrahmens eine Bitstelle pro Klasse vorgesehen ist, und dass von einem Teilnehmergerät, welches eine Kanalzuteilung anfordern will, das Bit der betreffenden Klasse auf einen bestimmten Binärwert gesetzt wird.

3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anforderungsfeld und das Zuteilungsfeld einander gleich sind, und dass die Ueberwachungseinheit den Inhalt des Anforderungsfeldes unverändert in das Zuteilungsfeld überträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die üeberwachungseinheit aus dem Inhalt eines eingetroffenen Anforderungsfeldes die Klasse mit der höchsten Priorität bestimmt _t welche eine Kanalzuteilungangefordert hat, und dass sie ein dieser Klasse zugeordnetes Codezeichen als Prioritätsschlüssel in das Zuteilungsfeld einsetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilnehmergerät, welches eine Anforderung in das Anforderungsfeld eines Zeitrahmens eingegeben hat, in die Anforderungsfeider nachfolgender Zeitrahmen immer wieder Anforderungen eingibt, so lange, bis ihm die Belegung eines Zeitrahmens möglich ist*

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ringleitung das Zuteilungsfeld eines Zeitrahmens zeitlich vor dem Anforderungsfeld erscheint.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ringleitung eine Steuerangabe über den Besetzungszustand eines Zeitrahmens in diesem zeitlich vor dem Anforderungsfeld erscheint.

Docket SZ 9-71003 _3ü98C9/1009

Patentansprüche . 8, 6. 1972

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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilnehmergerät einen freien Kanal nur belegen kann,

a) wenn es im vorhergehenden Zyklus des Kanals eine Kanalzuteilungsanforderung abgegeben hat und das Zuteilungsfeld des laufenden Zeitrahmens keine Angabe für eine Klasse enthält, deren Priorität höher als die des betreffenden Endgerätes ist; oder

b) wenn das Zuteilungsfeld des laufenden Zeitrahmens keine Prioritätsklassenangabe enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch.gekennzeichnet, dass ein Teilnehmergerät einen Kanal, nachdem esjhn belegt hat, während mehrerer aufeinanderfolgender Zyklen benutzen kann, sofern im Zuteilungsfeld dieses Kanals keine Klassenangabe höherer Priorität erscheint, dass es aber den Kanal durch •entsprechende Behandlung eines Besetztzeichenfeldes im Zeitrahmen freigibt und eine neue Anforderung in das Anforderungsfeld eingibt, sofern das Zuteilungsfeld eine Klassenangabe mit höherer Priorität als die eigene enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabe'eines benutzten Kanals und eine Neuanfcrderung zur Kanalzuteilung durch ein Teilnehmergerät auch dann erfolgt, wenn im Zuteilungsfeld des Zeitrahmens die Anfgabe für diejenige Klasse enthalten ist, der das betreffende Teilnehmergerät selbst angehört.

Docket SZ 971 003

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