DE3344140C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachrichtenüber­ tragungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Nachrichtenanlagen nehmen die Stations- oder Anschlußzugriffsschaltungen in typischer Weise Informationen auf, die von einer gemeinsamen Anlagen­ ausrüstung verarbeitet werden müssen. In bestimmten Fällen müssen diese Daten zu einem Peripheriegerät hoher Geschwindigkeit, beispielsweise einem Plattenspeicher, und in anderen Fällen zu einer anderen Anschlußzugriffs­ schaltung übertragen werden. Für Sprachdaten stellt eine Zeitmultiplex-Sammelleitung, auf der Zeitlagen für die Dauer einer Gesprächsverbindung zugeordnet werden, ein wirksames Übertragungsmedium dar. Für stoßweise Daten oder Daten hoher Geshwindigkeit ist eine Paketvermitt­ lungs-Sammelleitung ein wirksames Übertragungsmedium. Demgemäß stellt der Versuch, eine Schnittstelle zwischen den Zugriffsschaltungen und einer Sammelleitung des einen oder anderen Typs herzustellen einen Kompromiß hinsicht­ lich des Wirkungsgrades mit einer entsprechenden Ver­ ringerung der Anlagenkapazität dar.

Eine Lösung dieses Problems wäre die Verwen­ dung einer Sprachschnittstellenschaltung zwischen Sprach­ stationen und einer Zeitmultiplex-Sammelleitung sowie die Verwendung einer Datenschnittstellenschaltung zwi­ schen Datenanschlüssen und einer Paketvermittlungs- Sammelleitung. Eine solche Anordnung löst das prinzipiel­ le Problem, führt aber andere unerwünschte Einschränkungen ein. Beispielsweise sieht eine typische Anordnung für die Verwendung von Teilnehmerleitungsschaltungen das Einstecken der Schaltungen in die Rückwandverdrahtung eines Kartenträgers vor. Folgt man dann dem oben er­ läuterten Vorschlag, so wäre es erforderlich, bestimmte Kartenstellen im Träger für jeden Sammelleitungstyp ge­ sondert zuzuordnen und nur jeweils die richtige Teil­ nehmerleitungskarte zur Schnittstellenbildung mit jeder Sammelleitung zu verwenden. Eine solche Anordnung er­ fordert eine getrennte Lagerhaltung von Teilnehmerlei­ tungskarten und eine spezielle Kenntnis, an welcher Stelle jeder Leitungskartentyp verwendet werden kann.

Eine weitere Schwierigkeit bei einer solchen Anordnung ergibt sich daraus, daß eine Vorausplanung erforderlich ist, derart, daß genügend Positionen für jeden Kartentyp zur Verfügung stehen. Anlagen, die in erster Linie für eine Sprachübertragung ausgelegt sind, würden dann eine große Zahl von Zeitmultiplex-Positionen als von Paketvermittlungs-Positionen zur Verfügung haben. Wenn in einem solchen Fall die Anlage sich in Richtung auf Datenanschlüsse entwickelt, kann es erforderlich sein, die konstruktive Auslegung zu ändern, um die er­ forderlichen Schnittstellenschaltungen aufnehmen zu können. Eine solche Änderung ist aufwendig und ineffizient.

Auch bei einer weiterhin bekannten Nachrichten­ übertragungsanlage ("Text- und Datenkommunikation", Siemens AG, 1979, S. 32 bis 38, 57), von der der Ober­ begriff des Anspruchs 1 ausgeht, sind die Nachrichten­ ausrüstungen über Schnittstellenschaltungen nur entweder an eine Zeitmultiplex-Sammelleitung oder eine Paket­ sammelleitung anschaltbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nachrichtenübertragungsanlage zu schaffen, bei der auf einfache Weise die Übertragungsanforderungen der Aus­ rüstungen über die jeweiligen Sammelleitungen ohne un­ nötige Ausstattungen und Vorausplanungen flexibel er­ füllbar sind.

Die Lösung der Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Auf diese Weise kann eine Nachrichtenaus­ rüstung beispielsweise mit einer anderen Ausrüstung während einer Zeitlage zwecks Austausch von Sprachdaten und entweder gleichzeitig oder zwischen Zeitlagen mit einem Peripheriegerät (einem Sprache-Plattenspeicher) über die Paketsammelleitung in Verbindung treten.

Die beschriebene Anordnung löst nicht nur das Problem hinsichtlich der physikalischen Auslegung, sondern gibt auch die Möglichkeit, daß die Anlage auf eine früher nicht in Betracht gezogene Weise betrieben werden kann. Beispielsweise ist es in bestimmten Fällen notwendig, einen Protokoll-Austausch zwischen miteinander in Nachrichten­ verbindung stehenden Stationen vorzusehen. Dies ist mög­ lich, indem eine gemeinsam benutzte Protokollumwandlungs­ schaltung verwendet wird und jeder Schnittstellenschaltung die Möglichkeit gegeben wird, mit der gemeinsamen Umwand­ lungsschaltung jederzeit über die Paketvermittlungs- Sammelleitung in Verbindung zu treten. Von der Station kommende Signale durchlaufen dann die Schnittstellenschal­ tung und gelangen über die Paketvermittlungs-Sammelleitung zur gemeinsamen Umwandlungsschaltung. Die umgewandelten Signale werden dann zur Schnittstellenschaltung zurückge­ geben und gelangen über die Zeitmultiplex-Sammelleitung in der zugeordneten Zeitlage zur anderen Station. Eine solche Anordnung wäre auch für viele solche Merkmale arbeitsfähig, bei denen eine gemeinsame Schaltung eine Anzahl von Schnittstellenschaltungen gleichzeitig bedie­ nen kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Schal­ tungskarten, die keinen Zugriff zu einer bestimmten Sammel­ leitung erfordern, nicht für einen solchen Zugriff ausge­ rüstet sein müssen, wodurch die Kosten der Schaltungskarten verringert werden, und zwar im Gegensatz zu beispielsweise einer Anordnung nach der US-PS 42 51 880, bei der alle Schaltungskarten gleichzeitig Zugriff zu beiden Sammellei­ tungen haben müssen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Aus­ führungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Gesamtanlage mit parallel laufenden, doppelten Sammel­ leitungen,

Fig. 2 Einzelheiten der Zeitmultiplex-Sammellei­ tungsschnittstelle,

Fig. 3 Einzelheiten der Paketsammelleitungs- Schnittstelle,

Fig. 4 und 5 Beispiele für die Benutzung gemein­ samer Ausrüstungen über die beiden Sammel­ leitungen der Anlage,

Fig. 6 Einzelheiten einer Doppelschnittstelle für sowohl kontinuierliche, als auch stoßweise Daten.

Fig. 1 zeigt eine Nachrichtenübertragungsanlage, die sowohl eine Zeitmultiplex-(TDM)-Sammelleitung 101 als auch eine Paketsammelleitung 102 sowie eine Taktsammellei­ tung 103 aufweist. Die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 enthält Vermittlungszeitlagen und den Steuerkanal (für den Gesprächsaufbau usw.). Einige der Schaltungspakete (beispielsweise die Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnitt­ stelle 20) greifen nur auf die Zeitmultiplex-Sammelleitung zu. Andere (beispielsweise die Paketsammelleitungsschnitt­ stelle 30) benutzen die Paketsammelleitung für eine Nach­ richtenübertragung und die Zeitmultiplex-Sammelleitung für Steuerinformationen. Wieder andere Schaltungspakete (beispielsweise die Zeitmultiplex- und Paketschnittstelle 60) verwenden sowohl die Zeitmultiplex- als auch die Paket­ sammelleitung für Nachrichtenübertragungszwecke. Jede die­ ser Sammelleitungen kann beispielsweise aus einer Gruppe von Koaxialkabeln aufgebaut sein, wobei je ein Kabel für jeden Übertragungsweg der Sammelleitung vorgesehen ist. Jeder Kabelweg ist dann an die gleiche Stiftposition jeder Einsteckverbindung aller Kartenträger angeschlossen. Demge­ mäß kann jeder Kartentyp in jede Kartenposition eingesteckt werden und hat Zugriff zu beiden Sammelleitungen.

Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle

Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten für die Zeit­ multiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20. Diese Schnitt­ stelle ist ähnlich wie die Schnittstelle aufgebaut, die in der CH-PS 6 36 488 (DE-OS 32 14 152) beschrieben ist. Der Sammelleitungspuffer 203 und der Sammelleitungsaufbau sind in der US-Patentanmeldung 44 75 191 beschrieben. Ein Netzwerk-Prozessorbauteil 202 stellt die Zeitlagen-Wechsel­ funktionen sowie die Verstärkung, Steuerung und Konferenz­ bildung bereit. Diese Funktionen sind in der vorgenannten CH-PS 6 36 488 sowie in der weiteren CH-PS 6 36 487 (DE-OS 32 14 189) beschrieben. Die anschlußspezifische Schaltung 201 enthält die üblichen Schaltungen, die zur Versorgung verschiedener Typen von Fernsprech- und Nachrichtengeräten erforderlich sind.

Paketsammelleitungsschnittstelle

Fig. 3 zeigt eine genauere Ansicht einer Paket­ sammelleitungsschnittstelle 30. Diese Schaltung führt einen Zugriff zur Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 nur für Steuer­ informationen durch, während alle Datenübertragungen über die Paketsammelleitung 102 erfolgen. Eine Steuerschnitt­ stelle 310 und ein Mikroprozessor 309 verarbeiten die Steuerinformationen genau auf die gleiche Weise wie bei der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20.

Die Paketsammelleitung besteht aus einem Parallel­ datenweg, einer Konkurrenzsammelleitung und Steueradern. Jedes übliche Konkurrenzprotokoll kann bei dieser Sammel­ leitung benutzt werden, beispielsweise entsprechend A.S. Tanenbaum "Computer Networks", Prentice-Hall 1981, Kapitel 7, und W.R. Franta und I. Chlamtac "Local Networks", Lexington Books, 1981, Kapitel 3. Die spezielle Verwirkli­ chung kann eine Abwandlung einer Paketvermittlungs-Sammel­ leitung sein, die bekannt ist als Datakit und beschrieben wird in A.G. Fraser, "Datakit - A Modular Network for Synchronous and Asynchronous Traffic", Pro. ICC. Juni 1979, Boston, Mass., Seiten 20.1.1 bis 20.1.3. In der Senderich­ tung arbeitet die Schaltung wie folgt:

Ein Umsetz-RAM 302 nimmt Datenpakete von einer anwendungs­ abhängigen Schnittstelle 301 auf und fügt die richtige Bestimmungsadresse ein. Ein CRC-Generator 303 fügt eine Fehlerprüf-Prüfsumme an das Ende des Pakets an, das dann im FIFO-Speicher 304 abgelegt wird. Wenn die Konkurrenz­ steuerschaltung 305 anzeigt, daß sie die Steuerung der Datensammelleitung erlangt hat, dann sendet der FIFO- Speicher 304 das Paket aus. Bei einer Verwirklichung wer­ den zwei 9-Bit-Hüllkurven parallel übertragen, bis das Paket vollständig ausgesendet ist.

In der Empfangsrichtung überwacht eine Adressen­ erkennungsschaltung 306 alle Pakete auf der Datensammel­ leitung. Wenn die Schaltung 306 ihre eigene Adresse fest­ stellt, wird ein Signal an den FIFO-Speicher 307 abgegeben, damit dieser das ankommende Paket speichert, das dann an die anwendungsabhängige Schnittstelle 301 weitergegeben wird.

Bei diesem Beispiel ist die Schnittstelle 301 eine DMA-Schnittstelle zum Prozessor 70. In anderen Fällen kann die Schnittstelle 301 eine Verbindung zu einer Glas­ faser-Datenleitung, einem Endstellen-Multiplexer oder ande­ ren Geräten sein.

Gemäß Fig. 1 gibt die Zeitmultiplex- und Paket­ schnittstelle 60 beispielsweise dem Fernsprechteilnehmer S 1 die Möglichkeit, die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 für kontinuierlich erzeugte Sprachabtastwerte zu benutzen, während der Anschluß T 1 die Paketsammelleitung 102 für stoßartige Datenübertragungen verwendet.

Fig. 6 zeigt eine genauere Darstellung einer kom­ binierten Zeitmultiplex- und Paketschnittstelle 60.

Die Schaltung ähnelt einer Kombination aus der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 und der Paket­ sammelleitungsschnittstelle 30 mit der Ausnahme, daß nur eine Gruppe von Sammelleitungspuffern 611 und nur ein Steuerkomplex, bestehend aus dem Mikroprozessor 609 und der Steuerschnittstelle 610 für Verbindungen sowohl auf der Zeitmultiplex- als auch auf der Paketsammelleitung erforderlich sind.

Der Zeitmultiplexteil der Schnittstellenschaltung ähnelt der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20. Er enthält eine NPE-Einheit 608 zur Steuerung der tatsäch­ lichen Vermittlungsvorgänge. Die Fernsprechschnittstelle 607 ist eine spezielle Ausführung der anschlußspezifischen Schaltung 201.

Der Paketschnittstellenteil der Schaltung ist beinahe identisch mit der Paketsammelleitungsschnittstelle 30 mit der Ausnahme, daß die anwendungsbezogene Schnitt­ stelle 301 durch eine Datenanschluß-Schnittstelle 601 er­ setzt worden ist. Diese führt die für einen Zugriff zu einer Paketvermittlungsanlage erforderlichen Paket- Assembler/Disassembler-(PAD)-Funktionen aus.

Umwandlungsausrüstungen

Es lassen sich zahlreiche Beispiele für Umwand­ lungsausrüstungen angeben. Zwei Beispiele sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt, um die Vorteile eines gleichzeitigen Zu­ griffs zur Zeitmultiplex- und zur Paketsammelleitung dar­ zustellen. Der Fernsprechapparat S 2 erzeugt in Verbindung mit der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 einen kontinuierlichen PCM-Bitstrom mit 64 Kb/S, der in einer besonders zugeordneten Zeitlage auf der Zeitmultiplex- Sammelleitung 101 übertragen wird. Ein Sprachspeicher- Prozessor (VSP) 401 nimmt diesen PCM-Bitstrom von der Sam­ melleitung 101 auf und codiert ihn unter Verwendung eines wirksameren Algorithmus, beispielsweise einer Codierung oder Sub-Band-Codierung mit linearer Voraussage (entspre­ chend der Erläuterung in L.R. Rabiner und R.W. Schäfer "Digital Processor of Speech Signals", Prentice-Hall, 1978), um die Bitrate zu verringern. Diese codierte Sprache kann zeitweilig gespeichert oder assembliert werden, und dann können Pakete komprimierter Sprache über die Paketsammel­ leitung 102 zur Plattensteuerung 401 zwecks Aufnahme im Plattenspeicher 403 ausgesendet werden.

Zur Wiedergabe einer gespeicherten Nachricht über­ trägt der Sprachspeicher-Prozessor 401 eine Nachricht über die Paketsammelleitung 102 zur Plattensteuerung 401, um codierte Sprachpakete von dem Plattenspeicher 403 über die Paketsammelleitung zu holen. Der Sprachspeicher-Prozes­ sor 401 wandelt die codierten Sprachpakete zurück in PCM- Daten und gibt sie auf die Zeitmultiplex-Sammelleitung 101 in einer durch die Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnitt­ stelle 20 zugeordneten Zeitlage. Die Schnittstelle 20 nimmt dann das PCM-Signal auf und gibt es an den Fernsprech­ apparat S 2.

Man vermutet, daß die Plattensteuerung 402 direkt mit der Zeitmultiplex-Sammelleitungsschnittstelle 20 über die Zeitmultiplex-Sammelleitung in Verbindung treten könn­ te. Dies ist jedoch nicht zweckmäßig, da es im Hinblick auf eine wirtschaftliche Speicherung und aus anderen Grün­ den wünschenswert ist, die PCM-Signale in eine kompaktere Form zu bringen. Unter Verwendung der dargestellten Anlage kann eine gemeinsame Umwandlungsausrüstung von vielen Sta­ tionen anteilig benutzt werden. Außerdem vermutet man, daß die Informationsübertragung zwischen der Umwandlungs­ ausrüstung 40 und der Plattensteuerung 402 über die Zeit­ multiplex-Sammelleitung stattfinden könnte. Es gibt jedoch mehrere Gründe, warum dies - obwohl möglich - nicht zweck­ mäßig ist. Ein Grund besteht darin, daß die codierten Sprachpakete zur Ausschaltung von Ruheintervallen nicht mit einer konstanten Rate erzeugt werden. Daher würde es eine Vergeudung von Bandbreite bedeuten, diese Pakete über die Zeitmultiplex-Sammelleitung zu vermitteln. Ein anderer Grund besteht darin, daß die Übertragung zwischen der Aus­ rüstung 40 und der Plattensteuerung 402 für variable Zeit­ intervalle verzögert werden kann, wobei wiederum benötigte Bandbreite vergeudet wird, wenn eine Zeitlage für eine solche stoßartige Datenübertragung zugeordnet bleiben muß.

Außerdem können andere Geräte, beispielsweise ein Anwendungsprozessor 70 (Fig. 1) einen Zugriff zur Plat­ tensteuerung 402 über die Paketsammelleitung für Speicher­ übertragungen hoher Geschwindigkeit durchführen, während die Sprachspeicheroperation im Gange ist.

Ein zweites Beispiel für eine Umwandlungsausrü­ stung ist der in Fig. 5 gezeigte Endstellenkonzentrator 501. Er nimmt vermittelte Daten über die Zeitmultiplex- Sammelleitung von einer Anzahl von Endstellen (beispiels­ weise der Endstelle T 2 und dem Anschluß S 1) auf. Der End­ stellen-Konzentrator 501 führt PAD-Funktionen mit den vermittelten Daten aus und sendet die Datenpakete über die Paketsammelleitung zur Paket-Sammelleitungsschnitt­ stelle 30, die die Informationen zum Anwendungsprozessor 70 gibt. Der Endstellenkonzentrator 501 führt demgemäß eine eingangsseitige Multiplexfunktion für den Anwendungs­ prozessor 70 durch. Dies ermöglicht einen größeren Durch­ satz vom Anwendungsprozessor 70 sowie die Beseitigung für den Einsatz eines Datenmoduls, beispielsweise des Daten­ moduls 51, auf der Anwendungsprozessorseite jeder Verbin­ dung, wenn die Übertragung über die Zeitmultiplex-Sammel­ leitung stattfinden müßte. Außerdem wären, wenn die Nach­ richtenübertragung zum und vom Prozessor 70 über die Zeit­ multiplex-Sammelleitung stattfinden würde, eine oder meh­ rere Zeitlagen dauernd für den Prozessor zugeordnet.

Die obige Erläuterung betrifft die Verwendung von Zeitmultiplex-Sammelleitungen für bestimmte Informa­ tionstypen und von Paket-geschalteten Sammelleitungen für andere Informationstypen. Dabei soll diese Beschreibung nur der Erläuterung dienen. Die jeweiligen Verkehrseigen­ schaften zu irgendeinem Zeitpunkt bestimmen, welche Sammel­ leitung die beste für eine bestimmte Datenübertragung ist. Die beschriebene Anlage, bei der beide Sammelleitungen mit allen Plattenpositionen verbunden sind, und durch ein­ faches Einstecken der Schaltungsplatte in den Träger ver­ fügbar sind, ermöglicht eine große Anpassungsfähigkeit bei der Konstruktion der Anlage sowohl mit Bezug auf die ursprünglich vorgesehene Benutzung als auch bei zukünfti­ gen Entwicklungsänderungen, wenn unterschiedliche Verkehrs­ eigenschaften zu erwarten sind.

Außerdem kann der Prozessor der Anlage von Fall zu Fall entscheiden, welche Sammelleitung zu diesem Zeit­ punkt am besten geeignet ist, und die Anlage auf dynamischer Basis für eine optimale Ausnutzung der Hilfsmittel zu­ schneiden. Dies läßt sich nur erreichen, wenn alle Schal­ tungsplatten kontinuierlich Zugriff zu beiden Sammellei­ tungen haben.

Es sei darauf hingewiesen, daß für die hier gege­ bene Beschreibung eine Paket-vermittelte Sammelleitung eine Sammelleitung ist, deren Bandbreite auf der Basis von Anforderungen im Gegensatz zu einer schaltungsvermittel­ ten Sammelleitung zugeordnet wird, deren Bandbreite für die Dauer der Verbindung zugeordnet wird.

Claims (2)

1. Nachrichtenübertragungsanlage mit einer Viel­ zahl von Schnittstellenschaltungen zur Anschaltung von Nachrichtenausrüstungen (S 1, T 1, S 2, T 2) an die Nach­ richtenübertragungsanlage, wobei erste Schnittstellenschal­ tungen entweder an eine Zeitmultiplex- oder an eine Paketsammel­ leitung (101, 102) anschaltbar sind und Nachrichten mit Hilfe von zugeordneten Zeitlagen über die Zeitmultiplex­ sammelleitung (101) und andererseits adressiert in Paketform über die Paketsammelleitung (102) übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß zweite Schnittstellenschaltungen (60, 30, 402) sowohl an die Zeitmultiplexsammelleitung (101) als auch die Paketsammelleitung (102) anschaltbar und mittels der ersten und zweiten Schnittstellenschaltungen gleichzeitig Nach­ richten über beide Sammelleitungen (101, 102) aus­ tauschbar sind, und
daß zusätzlich mit den Nachrichtenausrüstungen Schal­ tungsanordnungen (40, 50) mittels der Zeitmultiplex- und der Paketsammelleitung (101, 102) verbunden sind, derart, daß ein Nachrichtenaustausch zwischen Schaltungsanord­ nungen (40, 50) und Nachrichtenausrüstungen (S 1, T 1, S 2, T 2) durchführbar sind.

2. Nachrichtenübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellenschaltungen (20, 60, 402, 30) und Schaltungsanordnungen (40, 50) in Gehäusen mit je vorverdrahteten Einsteckplätzen angeord­ net sind, derart, daß die Schnittstellenschaltungen und Schaltungsanordnungen in jeden der Einsteckplätze einge­ setzt werden können und dabei Zugriff zu einer der oder beiden Sammelleitungen (101, 102) haben, ohne die Ver­ drahtung zwischen den Einsteckplätzen zu ändern.