DE2503111A1

DE2503111A1 - Vermittlungs-verfahren zur multiplexen uebertragung von informationen und schaltungsanordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2503111A1
Application number: DE19752503111
Authority: DE
Inventors: Karl A Dr Kuemmerle; Erich Dr Port; Pitro A Dr Zafiropulo
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-01-25
Publication date: 1975-11-20
Also published as: SE424251B; FR2271719A1; DE2503111C3; GB1486105A; CH577253A5; DK219475A; FR2271719B1; IT1034376B; DE2503111B2; JPS50151414A; US3988545A; NL7504730A; CA1038091A; SE7504748L

Description

Aktenzeichen der Anmelderin: SZ9-74-OO1

Vermittlungs-Verfahren zur multiplexen üebertragung von Informationen und Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Vermittlungs-Verfahren zur multiplexen Üebertragung von Informationen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens,

Zur üebertragung von digitalen Informationen gibt es zwei verschiedene Arten der Vermittlung: die Durchschaltvermittlung und die Speichervermittlung, Bei der Durchschaltvermittlung wird vor der üebertragung zwischen zwei Endstellen durch Signalisierung und Informationsaustausch eine Verbindung hergestellt, die dann zur ausschliesslichen Benutzung zur Verfügung steht und einen "transparenten" Kanal darstellt. Für fortlaufenden oder synchronen Verkehr sind solche Verbindungen vorteilhaft, nicht aber für

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intermittierenden oder interaktiven Verkehr. Bei der Speichervermittlung dagegen wird keine feste Verbindung hergestellt. Daten werden in Blöcken oder "Paketen" formatiert und in einem Netzwerk von Knoten zu Knoten übertragen und jedesmal in einem Puffer zwischengespeichert. Zusätzliche Daten, wie Angaben über Ziel und Quelle, müssen zu den Paketen hinzugefügt und mit ihnen übertragen und gespeichert werden, Vorteile dieser Uebertragungsart sind eine bessere Leitungsausnutzung und kurze Antwortzeiten, Dafür müssen aber die übertragenen Daten bestimmten Bedingungen genügen (keine Transparenz), und man muss variable Wartezeiten in Kauf nehmen,

Im Nachrichtenübertragungssystemen für unterschiedliche Informationsarten, in denen das Verkehrsaufkommen starken Schwankungen unterliegt _f ist eine Integration von Durchschaltvermittlung und Speichervermittlung bzw, von synchroner und asynchroner üebertragung erwünscht, Prinzipiell wäre es möglich, im ganzen System parallele Einrichtungen für beide Uebertragungsarten vorzusehen. Das ist jedoch sehr aufwendig und führt bei ungleichmassigem Verkehrsaufkommen auch nicht zu optimaler Ausnutzung,

Es sind schon Zeitmultiplex-Systeme bekannt geworden, bei denen über eine Leitung sowohl synchrone Daten für Durchschaltverkehr als auch asynchrone, unregelmässig anfallende Daten übertragen werden können. Dabei sind in jedem Zeitrahmen fest vorgegebene Zeitschlitze vorgesehen, die zum Teil dem synchronen, zum ande-

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ren Teil dem asynchronen Verkehr fest zugeordnet sind. Hierbei ergeben sich aber immer noch zahlreiche Situationen, in denen wegen der starren Zuordnung Uebertragungskapazitäten unausgenützt bleiben. Siehe dazu die SZ-PS 514 268.

Bei einem anderen vorgeschlagenen Zeitmultiplexsystem ist zwischen Eingangsleitungen und Ausgangsleitungen ein Matrixschaltwerk vorgesehen, dessen einzelne Schalter gemäss gespeicherten Vermittlungsdaten gesteuert werden. Hierbei können Verbindungen für verschiedene Bandbreiten hergestellt werden, so dass verschiedene Arten von Verkehr verarbeitet werden können, Es muss aber jede einzelne Verbindung _f auch wenn sie kurzfristig 1st, besonders gesteuert und hierfür freie Kapazität gesucht werden» Ausserdem betrifft das vorgeschlagene System eine Vermittlung; das Problem der optimalen Ausnutzung eines üebertragungskanals wird damit noch nicht gelöst. Siehe hierzu SZ-PS 537 678.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, verschiedene Verkehrsarten bei der Uebertragung zu integrieren und dabei eine optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Uebertragungsbandbreite zu erreichen, Dieses Ziel soll auch erreicht werden, wenn das Verkehrsaufkommen der unterschiedlichen Verkehrsarten stark schwankt. Dabei sollen Durchschaltverbindungen mit unterschiedlichen Bandbreiten je nach Erfordernis ohne Verschlechterung der Ausnutzung hergestellt werden können.

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Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ermöglicht bei der Integration von synchronem und asynchronem Verkehr eine grosse Flexibilität trotz optimaler Ausnutzung, weil sich die beiden Verkehrsarten in der Kombination automatisch voll ergänzen können, und weil eine freie Auswahl von Bitstellen im Zeitrahmen für jeden Zeitschlitz möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen;

Fig. 1 schematisch eine Konfiguration in einem Nachrichtennetz, für welche die Erfindung geeignet ist;

Fig, 2 schematisch den Vorgang der Integration von

synchronem und asynchronem (bzw. durchschaltvermitteltem und speichervermitteltem) Verkehr gemäss der Erfindung;

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Fig* 3 ein Diagramm, das die variable Zuordnung der

Gesamtübertragungsbandbreite zu den beiden Verkehrsarten veranschaulicht;

Fig. 4 eine erfindungsgemässe Multiplex-Schaltungsan-

ordnung als Blockschaltbild;

Fig. 5 schematisch den Vorgang der Unterbringung eines

neuen Zeitschlitzes zwischen beliebigen, bereits im Zeitrahmenzyklus festgelegten anderen Zeitschlitzen für Durchschaltübertragung»

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Vorfahren

Fig. 1 zeigt schematisch eine Situation, für welche die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist. Zwischen zwei Ye nnittlungsstellen 1 und Il besteht eine Duplex-Uebertragungsverbindung mit den beiden Kanälen A und B für die Uebertragung in je einer der beiden Richtungen. An jeder der beiden Vermittlungsstellen sind einerseits kontinuierlich sendende bzw. empfangende Quellen (C) angeschlossen, und anderex-seits solche (D), die nur gelegentlich oder aber mit geringer Geschwindigkeit Daten abgeben bzw. empfangen.

Bei den Quellen kann es sich um direkt angeschlossene Geräte handeln, oder aber um Leitungen, auf welchen Daten von anderen Vermittlungsstellen oder Zentralen eintreffen. Im ersteren Falle entspräche die Fig. 1 einem System mit nur zwei Vermittlungsstellen, über die Teilnehm ei' an zwei verschiedenen Orten verbunden sind. Im andern Fall entspräche die Fig. einem Ausschnitt aus einem g roe sere η Netzwerk,' wobei die Vermittlungsstellen I und II nur zwei Knoten aus einer Anzahl solcher Knoten sind.

Für die Quellen der Gruppe C ist eine Uebertragung mit durchgehender Verbindung (Durchschaltvermittiung) am besten, für die Quellen der Gruppe D ist eine Uebertragung in Blöcken oder "Paketen" mit Zwischenspeicherung (Speichervermittlung) am geeignetsten, wie dies schon in der Einleitung erläutert wurde.

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Es wird nun vorgeschlagen, die Daten aus den verschiedenen Quellen für die Uebertragung so zu mischen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die Uebertragung erfolgt in Zeitrahmen, die zyklisch aufeinander folgen und durch Synchronisierzeichen voneinander getrennt sind, λυϊο dies im. normalen Zeitinultiplexverkehr der Fall ist. Für den durchgehenden Verkehr· (C), der im folgenden auch als "synchror;er Verkehr" bezeichnet ist, werden jeweils Zeitschlitze (schräg gestrichelt) im Rahmen belegt, die dann periodisch zur Uebertragung benutzt werden. Die ZeitscMitze müssen nicht gleich breit sein, sondern ihre Breite richtet sich nach der für den betreffenden "Kanal" benötigten Bandbreite ; auch müssen die Zeitschlitze nicht aneinanderstossen, d.h. nicht unmittelbar aufeinander folgen. Wie die Belegung durchgeführt und gespeichert wird, ist weiter unten erläutert.

Die Daten der zweiten Verkehrsart (D), die im folgenden auch als "asynchroner Verkehr " bezeichnet ist, werden in eine Sequenz gebracht und als Warteschlange aufeinander folgender Datenpakete in einen Schiebe-.Pufferspeicher eingegeben. Dabei müssen natürlich Steuer- und Identifikation-sinformationen hinzugefügt werden (Köpfe), um die aus verschiedenen Quellen stammenden Daten später (am Empfangsort) wieder richtig auseinandernehmen und verteilen zu können, sowie gegebenenfalls Prüfzeichen (P) und Füllzeichen. Der Inhalt des Pufferspeichers \vird fortlaufend abgerufen, um die Lücken (gerade gestrichelt) vollständig aufzufüllen, die zwischen den Synchronverkehr-Zeitschlitze η (schräg gestrichelt) geblieben sind. Auf diese Weise kann die gesamte Kapazität eines Uebertragungskanais flexibel, aber doch optimal, d. h. vollständig, ausgenutzt werden.

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Die Mischung der Daten geschieht in einem Multiplexer, der weiter unten noch genauer beschrieben ist.

Fig. 3 zeigt ein wichtiges Prinzip der vorgeschlagenen Lösung. Die Länge des Balkens stellt die gesamte verfügbare Kanalkapazität dar (Zeile a). Hiervon wird ein Teil als Mindestkapa^ität M für den Asynchronverkeht reserviert (Zeile b linker Teil), während der andere Teil II je nach Bedarf teilweise oder ganz für den durehgeschalfcstcn (synchronen) Verkehr zur Verfügung steht (Zeile b rechter Teil). Der Inhalt des Balkens in Fig. 3 stellt die tatsächlichen Verhältnisse dar ; für den direkten (durchgeschaJteten) Verkehr wird soviel Kapazität wie erfordert belegt (schräg gestrichelt, recht.-Für den asynchronen λ⁷ er kehr (zwischengespeicherte Datenpakete) stellt dann der gesamte Rest zur Verfügung, d. h. zunächst der für den asynchronen Verkehr fest reservierte Anteil (kreuzgestrichelt) und zusätzlich der vom Direktverkehr momentan nicht benötigte Anteil (weiss).

Daraus ergibt sich eine bewegliche Grenze zwischen den beiden Verkehrsarten, die je nach Bedarf und Verkehrsanfall verschoben wird.

Die Mindestkapazität für den Asynchronverkehr (Speichervermittlung) wird eingehalten, damit dieser nie ganz unterbunden wird. Andererseits hat der Direktverkehr- (Durchsehaltvermittlung) bei der Belegung des gesaraten übrigen Teils H der Kanalkapazität das Vorrecht.

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Das Bild der Fig. 3 ist jedoch mn eine schematisehe Darstellung. Tatsächlich wird die Zykluszeit nicht in zwei Teile unterteilt, sondern ganz nach Bedarf in Zeitschlitze mit Lücken dazwischen, wie ck in

Multiplexer

Fig. 4 zeigt Einzelheiten einer zur Durchführung des erfindungsgemdissen Verfahrens geeigneten Multiplexer nriehtung, die dem Block MPXA in Fig. entspricht. Ein Assoziativspeicher 10 dient zur Speicherung, von Zeri-schi iU·.- und Zuordnungsinformation. Der Inhalt jeder Zeile entspricht einem Zeitschlitz. Im linken Feld steht die Nummer der ersten Bitpositioii des betreffenden Zeitschlitzes innerhalb jedes Rahmens. Im mittleren Feld steht die Zeitschlitzbreite als Bitanzahl. Im Beispiel entspricht der Inhalt der mittleren Zeile einem Zeitschlitz, der die Bitpositionen 140 bis 169 umfasst. Das dritte, rechte Feld enthält schliesslich die Adresse (oder die Nummer) des Eingangskanals, dem der betreffende Zeitschlitz zugeteilt ist. Das Bitpaar ganz rechts in jeder Zeile dient zur Kennzeichnung", ob die Zeile aktiv (11) oder passiv (00) ist, sowie zur Maskierung von Uebertragungszuständen (Erklärung weiter hinten).

Zur Aufnahme der Daten aus verschiedenen Quellen, die über eine gemeinsame Leitung übertragen werden sollen, dienen die Register 12, 14, IG und der Pufferspeicher 18. Mit den Eingängen der Register 12 bis 16 sind die Leitungen 22, 24, 26 verbunden, auf denen Daten eintreffen, für die

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eine synchrone Durchschaltverbindung hergestellt ist. Mit dem Eingang des Pufferspeichers 18 ist eine Aufbereitungseinrichtung 30 verbunden, deren Eingänge mit Leitungen 28, 30, 32 vcrbunden-sind, auf denen die unregelmässig anfallenden (Speichervermittlung) Daten eintreffen. Die Aufbereitungseinrichtung 20 bringt die auf den Leitungen 28 bis 32 eintreffende·, Daten in eine fortlaufende Reihenfolge von Dalenpaketeu unter llinzufügung von Identifikations- oder Steuerinformation. Sie gibt einen fortlaufenden Bitstrom an den Puffer 18 ab. Falls zeitweise keine Daten eintreffen., werden Leerbits eingesetzt, um den Bitstrom aufrecht zu erhalten.

Die Ausgänge der Register 12 bis IG und des Puffers 18 sind mit einer ODER-Schaltung 34 verbunden, welche auf einer einzigen Ausgangsleistung einen Datenstrom an eine Leitungsanschlussschaltung 36 abgibt, die ihrerseits mit der Uebertragungsleitung 38 verbunden ist. Zur Synchronisierung ist ein Bittaktgeber 40 vorgesehen, der seinerseits durch ein zentrales Taktsignal synchronisiert werden kann. Die Register 12 bis 1 6 und der Puffer 18 haben .Ausgangstore, die über zugeordnete Steuerleitungen 42, 44, 46, 48 angesteuert und zur Abgabe von Daten veranlasst werden können.

Zur Erzeugung der Steuersignale auf diesen Leitungen aufgrund der im Speicher 10 vorhandenen Steuerdaten dienen Steuerschaltungen, die im folgenden beschrieben sind.

Zum Assoziativspeicher 10 gehört ein Eingabe/Ausgabe-Register 10a. Ein in das linke Feld eingegebener Wert (z. B, 140} wird mit dem Inhalt aller entsprechenden Felder im Assoziativspeicher'10 verglichen. Im

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Falle einer Uebereinstimmung wird ein Selektor gesetzt, Λν eiche ν der <■". betreffenden Zeile zugeordnet ist. Daraufhin wird tier Inhalt des zweiten und dritten Feldes (030 und N) der betreffenden Spei ober zeile in das Eingabe/Ausgabe-Register 10a übertragen und der zugehörige Ausgabemerke χ- gesetzt.

Ein erster Zähler 50 ist mit dem Bittaktgeber 40 verbunden., so dass er zu jeder Bittaktzeit um eine Einheit weitergesehaltet wird. Ueber eine Torschaltung 51 ist der Ausgang des Zahlers 50 so mit dem ersten Feld des E/A-Registers 10a verbunden, dass beim Aktivzustand eines Steuersignals.D auf der Leitung 52 der momentane Zählwert ins E/A -Register übertragen wird. Leitung 52 ist mit einem der beiden komplementäre)] Ausgänge eines Steuerflipflops 54 verbunden. Am andern Ausgang ist eine Leitung 56 angeschlossen. Das Steuerflipflop hat ausserdem einen Setzeingang mit einer Leitung 58 und einen Rückstelleingang mit einer -Leitung 60. Leitung 58 ist mit dem Ausgang des Ausgabemerke rs des E/A-Registers 10a verbunden.

Ein zweiter Zähler 62 erhält Eingangsimpulse von einer Torschaltung 64 über eine Steuerleitung 66. Die Torschaltung 64 ist mit dem Bittaktgeber und der Ausgangsleitung 56 des Steuerflipflops 54 verbunden. Sie gibt Bittaktimpulse auf die Steuerleitung 66, wenn das Steuerflipflop gesetzt, also das Steuersignal C aktiv ist.

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Ein Vergleicher 68 ist mit dein AM*> >gang«des zweiten'Zählers und mit dem mittleren Feld des E/A-Registers verbunden!. Er gibt ein Rückstellsignal über Leitung 60 an den zweiten Zähler 62 und das Steuerflipflop 54, wenn der Zählwert mit dem Inhalt des Mittelfeldes übereinstimmt.

Ein Decodierer 70 ist mit dem rechten Feld des E/A-Registers 10a verbunden und übernimmt automatisch dessen Inhalt. Es wird jeweils höchstens eine der zu den Torschaltungen 72, 74, 76, 80 und 90 führenden Steuerleitungen erregt, so dass auf die entsprechende Torschaltungs-Ausgangsleitung 42, 44, 46, 82 oder 98 das Bittaktsignal von der Leitung 66 weitergegeben wird, um im Bittakt den Ausgang des angeschlossenen Registers (bzw. das Tor 92) zur Abgabe je eines Datenbits freizugeben.

Das Schieberegister 84 enthält das Synchronisationskennzeichen, welches am Anfang jedes Rahmens übertragen wird. Sein Ausgang ist mit der ODER-Schaltung 34 verbunden, und ausserdem an den Eingang zurückgekoppelt, so dass das Synchronisationskennzeichnen nach jedem Auslesen sofort wieder zur Verfügung steht.

Das Flipflop 86 mit der Eingangsleitung 88 dient zur Festlegung eines besonderen Zustands (Erläuterung weiter hinten), der als Anzeigebit über Leitung 96, Torschaltung 92 und Leitung 94 an die ODER-Schaltung 34 und damit auf die Leitung 38 gelangt.

Eine Torsciialtung 78 ist mit dem Bittaktgeber 40 und mit dem einen Ausgang; (Leitung 52) des Steuerflipflops 54 verbunden. Ihr Ausgang gibt das Bittaktsignal über Leitung 48 z^m Ausgang des Puffers 18, wenn das D-Signal

aktiv ist (Sceuerflipflup rückgef/tellt).
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Arbeitsweise y-v

Für jeden Zeitschlitz, der zur Synchronüberti-agung einem Eingangskanal zugeteilt ist, enthält der Assoziativspeicher in einer Zeile die Nummer der Anfangsbitstelle, die Zeitschlitzbreite als Bittuizahl sowie die zugeordnete Kanalnummer bzw. Registernumnier (Adresse).

Weiterhin ist für das Synclironisierkeunzeiclien ein Zeitsclilitz vorgesehen, dem die vorletzte Speicherzeile entspricht. Hierbei ist die Anfangsbitstelle 001(zweites Bit des Rahmens), und die Länge χ entspricht der Anzahl Bits im Schieberegister 84.

Ausserdem ist für ein Anzeigebit, das den Anfang jedes Zeitrahmens bildet, ein besonderer Zeitsclilitz vorgesehen, · der nur eine Bitposition umfasst. Dem entspricht die letzte Speicherzeile mit der Anfangsbitstellen-Angabe sowie der Längenangabe 001. Die Bedeutung des Anzeigebits, das dem Synchronisier-Kennzeichen vorausgeht, wird weiter hinten erklärt.

Der Inhalt des ersten Zählers 50 wird durch das Bittaktsignal laufend erhöht. Sein jeweiliger Wert gibt die Bitstelle im Zeitrahmen an, welche gerade zur Absendung kommt. Seine Kapazität entspricht der Bitanzahl je Rahmenzyklus. wodurch er automatisch am Rahmenanfang auf Null zurückkehrt.

Es sei nun angenommen, dass der Zähleriiihalt den Wert, i erreicht hat, und dass die i-te Bitstelle in eine Lücke fällt.

Deshalb ist das Steuerflip flop 54 zurückgestellt (Signal D aktiv) und es werden Daten aus dem Puffer 18 abgegeben und in der Lücke übertragen.

Dabei wird der Inhalt des ersten Zählers 50 weiter laufend erhöht, und gleichzeitig erfolg^h ein Assoziativsuchvorgang, weil Signal D aktiv ist.

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Sobald eine Uebereinstimmung festgestellt wird also wenn der nächste einem Eingangskanal zugeteilte Ze its chi it/, beginnt, wird der InIn)Ji der betreffenden Zeile ins E/A-Register übertragen und das Sterne rfiipflop gesetzt. Dadurch wird Signal ü inaktiv und damit cU>r Suc.livorgang unterbrochen. Signal C wird aktiv, und dadurch die dem botroffenen Kanal zugeordnete Torschaltung 72 oder 74 oder 76 im Bittakt geöffnet. Dadurch werden, ' solange der Zeitschlitz dauert, Datenbits aus dem richtigen Register an die Ausgangsschaltungen 34, 36, 38 abgegeben. Gleich-zeitig werden die Bittaktsignale von der Leitung 66 im zweiten Zähler G2 gezählt und dessen Inhalt mit dem Breitenwert verglichen, der im JVl itt el feld des E/A-Registers steht.

Wenn das Ende des Zeitschlitzes erreicht ist, gibt der Vergleiche!· G8 einen Impuls ab, wodurch Zähler 62 und Steuerflipflop 54 zurückgestellt werden. Damit wird Signal C wieder inaktiv, Signal D wird aktiv. Der Suchvorgang mit dem laufend sich ändernden Inhalt des ersten Zählers beginnt wieder, während die Torschaltungen 72, 74, 76 (sowie 80 und 90) gesperrt bleiben. Dagegen ist die Torschaltung 78 geöffnet, so dass aus dein Puffer 18 im Bittakt Datenbits an die Ausgangssehaltungen 34, 36, abgegeben werden.

Dieser Wechsel zwischen der Ausgabe von Datenbits aus einem ausgewählten der Register 12 bis Ü f> einerseits oder dem Puffer 18 andererseits wiederholt sich nun mehrfach bis zum Ende des Zeitrahmenzyklus und beginnt dann von vorn.

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Am Anfang jedes Zeitrahmens werden die letzte und die vorletzte Zeile des Assoziatrvspeichers ausgelesen, dadurch die Tore 90 bzw. 80 geöffnet und der Zustand des Flipflops 86 (in die JUtstellc. 000) bzw. das Synchronisierkennzeichnen aus dem Register 84 (in die Bitstellen 001 bis χ des Rahmens) abgegeben.

Das Signal D ist jeweils aktiv, wenn kein zugeteilter Zeitschlitz vorliegt, also wenn asynchrone Daten abgegeben werden, und das Signal C ist während der Zeiten aktiv, die den für die Synchronübertragung zugeteilten Zeitschlitzen entsprechen (dazu gehören auch die beiden Rahmenanfangs--Zeitschlitze für das Anzeigebit, und das Synchronisierkennzeichen).

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Auf eier Empfangsseite des Uebertragungsmedlums ist ein Demultiplexer · (wie . DJMPXA in Fig. 1) vorzusehen, der dem eben- beschriebenen !Multiplexer analog ist. Der Assoziativspeicher hai den gleichen Inhalt, und die eintreffenden Datenbits werden entsprechend auf Kanal-Register (durchgeschalteter Synchronverkehr) oder in einen Ausgangspuffer ('/.wischengespeicherter Asynchronverkehr) verteilt. Der Demultiplexer enthält ausserdem eine der Aufbereitungseinrichtung 20 entsprechende Verteileinrichtung, welche den Bitstrom aus dem Ausgangspuffer entsprechend den Steueroder Identifikationskennzeichen, welche die Aufbereitungseinrichtung hinzugefügt hatte, auf ihre Ausgangsleitungen verteilt, deren Anzahl gleich ist wie die Anzahl der Eingangsleitungen 28 bis. 32.

Zuteilung von Zeitschlitzen (Fig. 5)

Die jeweils an Eingangskanäle zugeteilten Zeitschlitze sind durch Eintragung von Anfangs bit s teile und Bitanzahl (Breite) im Assoziativspeicher gekennzeichnet. Entsprechende Eintragungen enthält eine erste Liste in einem hierfür vorgesehenen Speichel* des Gesamtsystems.

Die noch verfügbaren Lücken im Zeitrahmen zwischen den Zeitschlitzen, welche jeweils zur Uebertragung von asynchron anfallenden und gepufferten Datenpaketei! verwendet werden, sind in ähnlicher Weise durch Angabe von

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C it Ci *"' i. "'. ifi^pi"i

Anfangsbit und Breite in einer zweiten .Liste eingetragen, die auch in dem Speicher des Gesamtsystems enthalten ist. Des weiteren ist an einem ersten bestimmten Speicherplatz die Mindestbandbreite M (Anzahl von Bits, siehe Fig. 3) angegeben, welche immer für den asynchronen Verkehr verfügbar bleiben muss, sowie an einem zweiten bestimmten Speicherplatz die Summe L aller "Lücken", d. h. die gesamte für den asynchronen Verkehr zur Verfügung stellende Bandbreite. An einem dritten Speicherplatz steht eine Angabe über die Breite Sl (Bitanzahl)

der jeweils grössten "Lücke" (siehe Fig. 5).

Wenn nun eine Anforderung auf Zuteilung eines Zeitschlitzes für synchrone Uebcrtragung (Durehschaltverrnittlung) der Bandbreite W vorliegt, so wird nach einem Verfahren vorgegangen, das in Fig. 5'dargestellt ist. Zeile a zeigt die gegenwärtige Aufteilung-des Zeitrahmens, wobei die Zeitschlitze, welche bereits für Synchronverkehr zugeteilt sind, schraffiert sind.

Zuerst wird festgestellt, ob nach der Zuteilung des angeforderten Zeit- . Schlitzes der. Breite W noch die Mindestbandbreite M für den Asynchronverkehr vorhanden sein wird, d.h. ob L-W-M. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Anforderung zurückgewiesen.

Dann wird festgestellt, ob die angeforderte Bandbreite kleiner als die grösste vorhandene Lücke ist, d.h. ob W ~ Sl. Wenn dies der Fall ist, wird die

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Breite W mit allen Lückenbreiten Si verglichen, und es erfolgt dort eine Zuteilung, wo die kleinste positive Differenz vorliegt. Die Werte des neuen Zeitschlitzes (d. h. Anfangsbitposition und Breite) werden in dei¹ Liste und im Assoziativspeicher mitsamt der zugeordneten Ka naL-adi-esse eingetragen.. Die Liste der Lücken und der Wert für die Summe L der Lücken werden entsprechend angepasst. Dies entspricht der Zeile b) in Figur 5.

Wenn dagegen keine der Lücken für die angeforderte Zeitschlitzbreite ausreicht, d.h. wenn W>- Sl, dann wird eine Aufteilung vorgenommen, indem der \^rerkehr des anfordernden Kanals auf zwei (oder mehr) Zeitschlitze aufgeteilt wird, siehe Zeile c) in Figur 5. Der erste Zeitschlitz wird gleich der breitesten Lücke (Sl) gemacht, und die Listen sowie die Parameterwerte angepasst. Für die restliche erforderliche Bandbreite R wird dann wie bei einer normalen neuen Anforderung vorgegangen gemäss Zeile b)> cxk-i· gegebenenfalls gemäss Zeile c). Es ergibt sich schliesslich, dass für den

einen Kanal zwei (bzw. mehrere) Zeitschlitze benutzt werden und demnach ' zwei (bzw. mehrere) Einträge in den Speichern vorhanden sind, wobei jedoch die Kanalnummer (Kanaladresse) in allen zusammengehörenden Eintragungen gleich ist.

Solche Fälle werden von dem Multiplexer uer Fig. 4 ohne Schwierigkeiten verarbeitet.

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Bei Freigabe des Zeitschlitzes (bzw. der Zeltschkize), die einem Synchronverkehrs-Kanal zugeteilt sind, wird die Eintragung im Assoziativ- . speicher gelöscht und die Listen bzw. Parameterwerte entsprechend angepasst. Die entstehende I_.ücke" steht dann für den asynchronen Verkehr wieder zur Verfügung. ■

Da es sich, bei Kenntnis der oben beschriebenen Grundlagen, um Standardvorgänge handelt, erübrigt sich hier eine weitere Beschreibung von liinzelheiten.

Vorgänge bei Zuteilungs änderung . '

Bei einer Aeudei-ung der Bandbreiten- bzw. Zeitschlitzzuteilung müssen die Inhalte der Assoziativspeicher auf beiden Seiten des Uebertragungsmediums, also sowohl im Multiplexer als auch irn Demultiplexer, in gleicher Weise geändert werden. Wenn bei der Signalisierung eine "Verzögerung eintritt, kann es vorkommen, dass ein neuer Assozi&tivspeieher-Zeileninhalt im Demultiplexer erst einige Rahmenzyklen später zur Verfügung steht als im Multiplexer. Das führt selbstverständlich zu Fehlern, indem beispielsweise Daten aus einem Synchronkanal, die in einein neu zugeordneten Zeitschlitz übertragen werden, auf der Empfangsseite als asynchrone (speicher vermittelte) Daten interpretiert werden und dadurch in den Pufferspeicher für Datenpakete gelangen.

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Zur Lösung dieses Problems dient,das im'fclgendbn beschriebene · Verfahren. Einige erforderliche Schaltungsergänzungen sind in Fig. 4 gezeigt und werden zur Erklärung herangezogen.

Es werden für die Assoziativspeicher-Zeilen vier Zustände definiert und diese durch je zwei zusätzliche Bits (die Uebergangsmaske) gekenn-, zeichnet : "aktiv" = 11, "passiv" = 00, "Uebergang von aktiv" (nach passiv) = 01, und "Uebergang von passiv" (nach aktiv) = 10.

Beim Erstellen eines neuen Zeitschlitzes für den Synchronverkehr werden die Assoziativspeicherzeilen auf folgende Art geladen und aktiviert : Erst wird der neue Zeileninhalt (3 Felder.= Anfangsbitstelle, Bitanzahl, Kanalnummer) zum Demulti.plexer geschickt und dort, zusammen mit der Uebergangsmaske 10, in eine freie (passive) Speicherzeile geladen. Diese Daten werden wegen der Maske 10 noch ignoriert. Eine Rückmeldung geht an den Multiplexer. Dort wird nach Empfang der Rückmeldung der gleiche Zeileninhalt mit der gleichen Maske 10 in eine freie (passive) Speicherzeile geladen und gleichzeitig ein Merker gesetzt ( 8G in Fig. 4). Das Ausgangssignal des Merkers bewirkt beim Beginn des nächsten Rahmenzyklus a) das Einsetzen eines Anzeigebits in die erste Bitstelle des Rahmens, zwecks Benachrichtigung des Demultiplexers, und b) einen Suchvorgang nach der Uebergangsmaske "lO" und deren anschliessende Umwandlung in "11". Damit wird der neue Zaileninhalt im Multiplexer wirksam.

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Si

Im gleichen Rahmenzyklus empfängt der Demultiplexer zuerst das Anzeigebit, durch welches ein Merker gesetzt wird ; dessen Ausgangssignal bewirkt auch einen Suchvorgang nach der Ucbergangsmaske "lü" und deren anschliessende Umwandlung in "11". Da^Miit is: dann auch im Demultiplexer der neue Zeileninhalt aktiv, und die empfangenen Daten werden richtig interpretiert;

Wenn ein ZeitscliLitz eliminiert wird, müssen die betreffenden Assozialivspeicherinhalte nicht gelöscht, sondern nur "passüviert" werden. Die Vorgänge hierfür entsprechen den eben beschriebenen, mit dem einzigen Unterschied, dass keine Feldinhalte (AnfangsbitsielIe usw. ) übertragen und geladen werden, und dass die benutzten Masken zunächst "Öl" (Zeileninhalt noch gültig) und am Schluss "00" (Zeile passiv) sind.

Die benötigten Sdialtungsergänzungen für den Multiplexer sind in Fig. 4 gezeigt (für den Demultiplexer sind alle Schäütungsteile analog und brauchen deshalb nicht gezeigt werden). Die beiden Bitstellen für die Uebergangsmaske sind im Assoziativspeicher 10 und im E/A-Register 10a rechts zu sehen'. Der Merker (Flipflop) 86 wird gesetzt, wenn die Maske 01 mit neuem Zeilcninhalt bzw. die Maske 10 geladen werden, und zwar durch ein Signal T (Uebergang) auf Leitung 88. Zum Einsetzen des Anzeigebits in die erste Stelle des nächsten Rahmens dienen die Torschaltungen 90 und 9ä, diu

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Leitung 94 und der Inhalt der untersten Zeile des Assoziativspeicher*;. Beim ersten Bit des Rahmens (000) wird die Kanaladresse Q ausgelesen, um Torschaltung 90 über Decoder 70 zu öffnen. Da auch Torschaltung 92 geöffnet ist, weil Leitung 96 aktiv, gelangt das Signal von Leitung 66 auf Leitung 94 und bewirkt somit die Abgabe des A ir/.eigcbits an Leitung Der Impuls auf Leitung 94 stellt dann auch den Merker 86 zurück, und leitet ausserdem den Such- und Aenderungsvoi-gang für die Uebergangsmasken ein.

Anschliessend wird, nach Auslesen der vorletzten Zeile des Assoziativspeichers, das Synchronisierkennzeichen aus Register 84 auf die Leitung gegeben, wie schon weiter oben beschrieben. Während dieser Zeit kann der Such- und Aenderungsvorgang für die Uebergangsmasken ablaufen, um dadurch die betroffene Speicherzeile bereits für den laufenden Zyklus zu aktivieren (bzw. zu passivieren).

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Claims

PATENTANSPRÜCHE -

Π J Vermittlungs-Verfahren zur Uebertragung von Informationen aus verschiedenen Quellen über eine gemeinsame Uebertragungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen aus einer ersten Untermenge der Quellen als durchgeschalteter Verkehr in periodischen Zeitschlitzen aufeinanderfolgender Zeitrahmen übertragen werden, welche Zeitschlitze jeweils zeitweise den Quellen zuordnet sind und jeweils bei der Zuordnung bezüglich Umfang und Lage innerhalb des Rahmenzyklus festgelegt sind,

dass jedoch die Informationen aus einer zweiten Untermenge der Quellen als speichervermittelter Verkehr in einer Pufferspeicheranordnung zwischengespeichert und dann sequentiell entnommen und in Form eines intermittierenden Informationsstroms in den Lücken übertragen werden, die im Zeitrahmen zwischen den Zeitschlitzen des durchschaltvermittelten Verkehrs verblieben sind, wobei ein neuer Zeitschlitz einer der Quellen der ersten Untermenge nur dann zugeordnet wird, wenn nach dieser Zuordnung die dem speichervermittelten Verkehr zur Verfügung stehende Kanalkapazität, welche den verbliebenen Lücken entspricht _r nicht kleiner als ein festgelegter Minimalwert ist.

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2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeieh-neM ' ' ' dass Steuerdaten über Umfang und Lage der Zeitschlitze und deren Zuordnung zu Quellen auf beiden Seiten der Uebertragungs-Schaltungsanordnung gespeichert werden, und dass der auf der Empfangsseite eintreffende Informationsstrom auf Ausgabekanäle aufgeteilt wird, die den den Zeitschlitzen zugeordneten Quellen entsprechen.

3, Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifikation eines Zeitschlitzes jeweils die Nummer seiner ersten Bitstelle mit Bezug auf den Zeitrahmenanfang sowie die Gesamtzahl der zum Zeitschlitz gehörenden Bitstellen gespeichert wird,

4, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Zuordnung eines neuen Zeitschlitzes geforderter Breite zu einer Quelle dieser Zeitschlitz entweder

a) in der kleinstmöglichen der noch bestehenden Lücken geschaffen wird oder

b) wenn die geforderte Zeitschlitzbreite grosser als die grösste bestehende Lücke ist, der Quelle zunächst ein erster Zeitschlitz zugeordnet wird, welcher der breitesten Lücke entspricht, und dass dann ein zweiter Zeitschlitz und gegebenenfalls weitere Zeitschlitze gemäss a) oder b) geschaffen werden zwecks Zuordnung zur betreffenden Quelle, bis die im ganzen benötigte Breite zugeordnet ist.

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5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf beiden Seiten der Uebertragungseinrichtung erforderliche gleiche Aenderung der Steuerdaten zunächst auf beiden Seiten vorbereitet wird; dass dann in einer besonderen Bitposition eines Rahmens ein Aenderungsanzeigebit von der Sendeseite an die Empfangseite übertragen wird, und dass im gleichen Rahmenzyklus auf beiden Seiten die vorbereiteten Aenderungen wirksam gemacht werden.

6. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Vermittlungs-Verfahrens gemäss Anspruch 1 _f gekennzeichnet durch

a) eine Mehrzahl von den Quellen (22,24,26) der ersten Untermenge zugeordneten Quellen-Registeranordnungen . (12, 14,16);

b) eine Pufferspeicheranordnung (18) zur Speicherung und sequentiellen Abgabe von Informationen zugeordneter Quellen (28, 30, 32) der zweiten Untermenge;

c) eine Kombinationseinrichtung (34) zur Weitergabe von Informationen aus den Quellen-Registeranordnungen und der Pufferspeicheranordnung an eine Eingangsschaltung (36) der Uebertragungseinrichtung (38);

d) erste Auswahlschaltungen (10a, 42,,.46, 50,,.,76) zur selektiven Aktivierung der Quellen-Registeranordnungen zwecks Abgabe von Informationselementen an die Kombinationseinrichtung aufgrund von Steuerdaten in einem mit den Auswahlschaltungen verbundenen Steuerspeicher (10);

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e) zweite Auswahlschaltungen (52, 54, 48, 78) zur Aktivierung der Pufferspeicheranordnung zwecks Abgabe von Informationselementen an die Kombinationseinrichtung, wenn keine Informationselemente aus den Quellen-Registeranordnungen und keine Synchronisier- und Raliiaensteuerzeichen abgegeben werden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufbereitungseinrichtung (20) vorgesehen ist, welche die von den verschiedenen Quellen der zweiten Untermenge an ihren Eingängen erhaltenen Informationen unter Beigabe von Steuer- und Identifikationszeichen in einen sequentiellen Bitstrorn umwandelt und diesen an den Eingang des Pufferspeichers (18) abgibt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerspeicher ein Assoziativspeicher (10) vorgesehen ist, der je Speicherzeile mindestens drei Felder für eine Anfangsbitpositions-Kennzeichnung, eine Zeitschlitzbreitenangabe und eine Kanalregisternunimer aufweist.

9, Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Auswahlschaltungen eine erste Zähleinrichtung (50), eine zweite Zähleinrichtung (62), eine Vergleichereinrichtung (68) und eine Decodiereinrichtung (70) enthalten, die derart mit einem Eingabe/Ausgabe-Register (10a)

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des Assoziativspeichers (10) zusammenwirken, dass entweder mit dem Inhalt der ersten Zähleinrichtung als Suchargument ein SuchVorgang mit den ersten Feldern des Assoziativspeichers bewirkt wird oder dass ein Vergleich "eines aus einem zweiten Feld des Assoziativspeichers ausgelesenen Wertes mit dem Inhalt der zweiten Zähleinrichtung bewirkt wird, wobei gleichzeitig die Decodiereinrichtung (70) infolge Decodierung eines aus einem dritten Feld des Assoziativspeichers ausgelesenen Wertes auf einer ihrer Ausgangsleitungen ein Steuersignal abgibt, das eine Torschaltung (72, 74, 76) zur Weitergabe' von Bittaktsignalen an eine zugeordnete Quellen-Registeranordnung (12, 14, 16) öffnet.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Speicherzeile des Assoziativspeichers zwei zusätzliche Bitpositionen für ein Maskenkennzeichen vorgesehen sind, und dass ein bistabiles Kippglied (86) sowie zusätzliche Steuersignalelemente (90, 92) in Verbindung mit den ersten Auswahlschaltungen (10a, 42... 46, 50...76) und der Kombinationseinrichtung (34) vorgesehen sind, um jeweils in der ersten Bitstelle eines Zeitrahmens einen bestimmten Bitwert an die Üebertragungseinrichtung abzugeben, wenn das bistabile Kippglied gesetzt ist, und gleichzeitig auf einer besonderen Steuersignalleitung (94) ein Maskenänderungssignal abzugeben, mit dem ausserdem das bistabile Kippglied zurückgestellt wird.

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