DE3533847C2

DE3533847C2 - Weglenkendes Paketvermittlungs-Koppelfeld mit stufeninterner Paketübertragung

Info

Publication number: DE3533847C2
Application number: DE3533847A
Authority: DE
Inventors: Chin-Tau Albert Lea; Warren Alan Montgomery
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2005-09-24
Also published as: US4661947A; GB8523354D0; CA1234208A; BE903316A; JPH0771110B2; KR860002763A; IT8522264A0; FR2570907B1; GB2165125B; DE3533847A1; KR920008451B1; FR2570907A1; GB2165125A; IT1185378B; JPS6184945A; NL8502632A; CH669292A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Paketvermittlungs-Koppelfeld zur Übertragung von Paketen, die Weglenkungsinformationen für eine Übertragung von Koppelfeld-Eingangsanschlüssen zu Koppelfeld- Ausgangsanschlüssen enthalten, mit einer Vielzahl von Stufen, die jeweils eine Vielzahl von Vermittlungsknoten aufweisen, und mit Stufen-Zwischenleitungen, die einen der Vermittlungs knoten der Stufen mit einem Satz von Vermittlungsknoten in einer anderen Stufe verbinden, sowie ein Verfahren zur Über tragung von Paketen über ein solches Paketvermittlungs-Koppel feld.

Weglenkende Paketvermittlungskoppelfelder, beispiels weise solche, die sogenannte Banian-Vermittlungsknoten enthalten, übertragen Pakete auf der Grundlage von Adresseninformationen, die in den Paketen enthalten sind. Ein solches Koppelfeld ist in Fig. 1 dargestellt. Bei dem gezeigten Koppelfeld ist nur ein einziger besonderer Weg zwischen jedem Eingangs-Ausgangs-Paar des Koppelfeldes vorhanden. Beispielsweise ist nur ein einziger Weg zwi schen dem Verbindungsleitungs-Steuergerät 100-0 und dem Verbindungsleitungs-Steuergerät 112-0 vorhanden. Dieser Weg verläuft über die Knoten 102-0, 104-0, 106-0, 108-0, 110-0 und Zwischenleitungen 101-0, 103-0, 105-0, 107-0 109-0 und 111-1. Der Knoten 102-0 spricht auf Adressen informationen in dem Paket an und führt das Paket zum Knoten 104-0. Nachfolgende Knoten auf dem obenbeschrie benen Weg sprechen ebenfalls auf die Adresseninformatio nen an und führen das Paket auf richtige Weise weiter, bis es vom Verbindungsleitungs-Steuergerät 112-0 empfangen wird. Weiterhin teilt sich das Steuergerät 100-0 einen Teil dieses Weges zum Steuergerät 112-0 mit dem Steuer gerät 100-2, da dieses nur einen Weg zum Steuergerät 112-0 besitzt und dieser Weg über die Knoten 102-2, 104-2, 106-2, 108-0 und 110-0 verläuft. Die beiden Wege treffen sich zu Anfang am Knoten 108-0, bei dem maximal 16 Ver bindungsleitungs-Steuergeräte versuchen können, Informa tionen zu einem der vier an die Knoten 110-0 oder 110-1 angeschalteten Verbindungsleitungs-Steuergeräte zu über tragen. Wenn ein solcher unausgeglichener Verkehrszustand auftritt, ist die Verkehrskapazität auf die maximale Verkehrskapazität des Knotens 108-0 begrenzt. Es ist wichtig, zu erkennen, daß die Verkehrskonzentration beim Knoten 106-0 sogar noch höher sein kann, als oben be schrieben. Zusätzlich zu den Problemen im Hinblick auf unausgeglichene Verkehrsbedingungen kann, falls der Knoten 108-0 ausfällt, eine große Zahl von Verbindungs leitungs-Steuergeräten nicht mit bestimmten anderen Ver bindungsleitungs-Steuergeräten in Verbindung treten.

In dem Aufsatz "Asynchronous time-division techniques: an experimental packet network integrating videocommunica tion", ISS ′84, Florence, 7.-11. Mai 1984, sersion 82 C′ paper 2, Seiten 1-7, von Thomas, A., COUDREUSE J.P., SERVEL M. ist ein lokales Paketvermittlungs-Koppelfeld beschrieben, das eine Konzentrator- und Rundsendereinheit (concentrator and broad casting unit) verwendet, um zeitmultiplexierte Pakete ver schiedener Dienste auf die jeweiligen Teilnehmer zu verteilen.

Ein bekanntes Verfahren zur Milderung der Zuver lässigkeits- und Verkehrsprobleme in einem weglenkenden Koppelfeld wird beschrieben in einem Bericht "Development of a Voice Funnel System, Bolt, Beranek and Newman, Inc., Report No. 4098, August 1979, Seiten III-29 bis III-76. Dort wird die Verwendung einer zusätzlichen Stufe von Banian-Vermittlungsknoten am Eingang eines weglen kenden Koppelfeldes zur Lösung der oben erwähnten Pro bleme beschrieben. Der genannte Bericht schlägt vor, daß diese zusätzliche Koppelstufe identisch mit den ande ren Stufen des Koppelfeldes ist und unter Hinzufügung eines zusätzlichen Adressenbit im Adressenfeld jedes Paketes benutzt wird, das über das Koppelfeld geführt wird. Diese zusätzliche Koppelstufe würde der Stufe 1 des in Fig. 1 gezeigten Koppelfeldes vorangehen. Das zusätzliche Adressenbit würde durch Hardware oder Soft ware außerhalb des Koppelfeldes gesteuert und bestimmt den Weg über das Koppelfeld. Die Hardware oder Software wertet dieses Bit aus , um einen Knoten zu vermeiden der ausgefallen ist oder starkem Verkehr unterliegt.

Aus der US-PS 4,201,891 ist ein digitales, verteiltes Steuerkoppelfeld bekannt, welches mehrere Stufen aufweist, die jeweils mehrere Vermittlungselemente besitzen und mehrere Datenendgeräte über Übertragungswege miteinander verbinden. Allerdings sind nur Übertragungswege vorgesehen, die Vermittlungselemente in verschiedenen Stufen miteinander verbinden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein weglenkendes Koppelfeld für eine Vermittlungsanlage zu schaffen, das mit eine Vielzahl von Wegen zwischen Eingangs- und Ausgangspaaren von Anschlüssen ermöglicht und damit eine hohe Betriebssicherheit auch bei Ausfall einzelner Knoten bereitstellt.

Diese Aufgabe wird zum einen durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und zum anderen durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die erläuterten Schwierigkeiten werden ausgehend von einem Koppelfeld der eingangs genannten Art dadurch überwunden, daß das Koppelfeld stufeninterne Zwischen leitungen aufweist, die Vermittlungsknoten der gleichen Stufe miteinander verbinden, daß jede stufeninterne Zwischenleitung den einen Vermittlungsknoten der einen Stufe mit einem Vermittlungsknoten der anderen Stufe über einen anderen Vermittlungsknoten der einen Stufe und eine andere Stufen-Zwischenleitung von dem anderen Vermittlungsknoten der einen Stufe mit dem Vermittlungs knoten der anderen Stufe verbindet, daß der eine Ver mittlungsknoten eine Eingangssteuerung aufweist, die unter Ansprechen auf die Weglenkungsinformation eines der Pakete eine Untergruppe der Stufen-Zwischenleitungen und der stufeninternen Zwischenleitungen auswählt, und daß die Eingangssteuerung einen Zufallsgenerator zur Erzeugung von Zufallszahlensignalen und ein Steuergerät aufweist, das unter Ansprechen auf die Zufallszahlensignale Signale erzeugt, die eine der Zwischenleitungen aus der Untergruppe von Stufen-Zwischenleitungen und stufeninternen Zwischenleitungen für die Übertragung des einen Paketes bestimmen und einen Multiplexer aufweist der unter Ansprechen auf die Bestimmungssignale das eine Paket zu einem Vermittlungsknoten des Satzes von Vermittlungsknoten der anderen Stufe über eine Ausgangssteuerung führt.

Die Erfindung gibt Vermittlungsknoten in einer Stufe die Möglichkeit, Pakete direkt auszutauschen, um Vermittlungsknoten in nachfolgenden Stufen zu umgehen, die unausgeglichene Verkehrsbedingungen zeigen oder aus gefallen sind.

Mit Vorteil fragt jeder Vermittlungsknoten in einer Stufe, nachfolgend auch als Empfangsknoten bezeich net, bei Eintreffen eines Paketes eine Adresse im Paket ab, um einen Satz von Ausgangszwischenleitungen der Stufe zu bezeichnen, die das Paket zu seinem Bestimmungs ort übertragen können. Eine der Zwischenleitungen des bezeichneten Satzes wird durch eine interne Auswahl schaltung im Empfangsknoten angegeben. Wenn die angege bene Zwischenleitung frei ist, sendet der Empfangsknoten das Paket über diese Zwischenleitung aus. Wenn die angegebene Zwischenleitung nicht frei ist, sendet der Empfangsknoten das Paket über irgendeine freie Zwischen leitung in dem Satz aus.

Mit Vorteil sind nicht alle Zwischenleitungen in dem Satz direkt mit dem Empfangsknoten verbunden, und der Empfangsknoten muß empfangene Pakete zu anderen Knoten in der Stufe übertragen, mit denen der Rest der Zwischenleitungen des Satzes verbunden ist. Diese Über tragung erfolgt, indem der Empfangsknoten zuerst Signale mit den anderen Knoten austauscht, um sicherzustellen, daß eine gewünschte Zwischenleitung frei ist, bevor das Paket übertragen wird. Außerdem enthält die Auswahl schaltung einen Zufallszahlengenerator, der die Auswahl der angegebenen Zwischenleitung steuert, so daß die Pakete zufällig auf die verfügbaren Wege verteilt werden.

Das angegebene Verfahren arbeitet mit einem Koppelfeld, das eine Vielzahl von Stufen aufweist, die je eine Vielzahl von Vermittlungsknoten beinhalten. Individuelle Sätze von Vermittlungsknoten in einer ge gebenen Stufe sind über stufeninterne Zwischenleitungen verbunden, und Knoten in zwei unterschiedlichen Stufen sind über Stufen-Zwischenleitungen verbunden. Ein Weg von einer Stufe zur nächsten Stufe kann über einen Knoten in der ersten Stufe und eine Stufen-Zwischen leitung zur zweiten Stufe oder über einen ersten Knoten in der ersten Stufe, eine stufeninterne Zwischenleitung, einen zweiten Knoten in der ersten Stufe und eine Stufen- Zwischenleitung zur zweiten Stufe hergestellt werden. Das Verfahren beinhaltet das Auswählen einer Untergruppe von Stufen- und stufeninternen Zwischenleitungen durch einen der Vermittlungsknoten unter Ansprechen auf die Weglenkungsinformation eines gegebenen Paketes, die Er zeugung von Signalen, die eine der Zwischenleitungen der Untergruppe von Stufen- und stufeninternen Zwischen leitungen für die Übertragung und Weiterführung des Pakets zur zweiten Stufe kennzeichnet.

Zweckmäßig umfaßt das Verfahren weiterhin die Aussendung einer Paketnachricht-Anforderung an den Knoten der zweiten Stufe und Lieferung eines Paket nachrichten-Verfügbarkeitssignals vom Knoten in der zweiten Stufe zum anfordernden Knoten, wenn der Knoten in der zweiten Stufe Kapazität zur Aufnahme des Pakets besitzt. Wenn der Knoten in der zweiten Stufe ein Paket nicht annehmen kann, sieht das Verfahren weiter vor, daß ein Paketnachrichten-Nichtverfügbarkeitssignal zum Knoten in der ersten Stufe übertragen und das Paket über eine andere Verbindung der Untergruppe von Stufen- und stufeninternen Zwischenleitungen weitergeführt wird.

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

Fig. 1 als Blockschaltbild ein Paketvermittlungs- Koppelfeld nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 als Blockschaltbild ein Paketvermittlungs- Koppelfeld nach der Erfindung;

Fig. 3 bis 7 den Aufbau eines Pakets während der Übertragung über das Koppelfeld nach Fig. 2;

Fig. 8 das Blockschaltbild eines Vermittlungs knotens des Koppelfeldes nach Fig. 2;

Fig. 9 die Eingangssteuerung 800 gemäß Fig. 8;

Fig. 10 die Adressenrotierschaltung 906 gemäß Fig. 9;

Fig. 11 die Ausgangssteuerung 803 in Fig. 8.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Paketvermittlungskoppelfeld 215 nach der Erfindung. An das Koppelfeld 215 ist eine Vielzahl von Verbindungs leitungs-Steuergeräten angeschaltet, und das Koppelfeld überträgt Pakete, die an einem dieser Steuergeräte an kommen, zu einem anderen Verbindungsleitungs-Steuergerät. Die Verbindungsleitungs-Steuergeräte empfangen Pakete auf ihren angeschalteten Verbindungsleitungen und senden sie über diese aus. Jedes über eine Verbindungs leitung übertragene Verbindungsleitungspaket enthält eine logische Adresse, die das Bestimmungs-Verbindungs leitungssteuergerät angibt, zu der das Koppelfeld 215 das empfangene Paket übertragen soll. Jedes Verbindungs leitungssteuergerät weist einen Speicher mit einer Umsetz tabelle zur Umwandlung der logischen Adresse in eine Vermittlungsadresse auf, die vom Koppelfeld 215 benutzt wird, um die Pakete zu dem Bestimmungs-Steuergerät zu führen. Die Umsetzung eines Verbindungsleitungspakets in ein Koppelfeldpaket durch ein Verbindungsleitungs steuergerät ist bekannt.

Ein typisches Koppelfeldpaket ist in Fig. 3 ge zeigt. Das Koppelfeld 215 spricht auf das Bestimmungs- Verbindungsleitungssteuergerätfeld des Koppelfeldpakets an und überträgt das Paket zum Bestimmungs-Verbindungs leitungssteuergerät über einen von einer Vielzahl von Wegen im Koppelfeld 215. Diese Übertragung erfolgt unter Ansprechen auf die Adresseninformation und die Verfüg barkeit von Wegen im Koppelfeld 215. Wenn das Paket über das Koppelfeld 215 übertragen wird, wählt jeder Vermitt lungsknoten , der das Koppelfeldpaket aufnimmt, eine von zwei Ausgangszwischenleitungen, welche vom Bestim mungs-Verbindungsleitungssteuergerätfeld für die Über tragung des Koppelfeldpaketes zur nächsten Stufe bezeich net wird. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Wegen über das Koppelfeld 215 bereitgestellt.

Es sei beispielsweise die Übertragung des in Fig. 3 gezeigten Koppelfeldpaketes über das Koppelfeld 200 vom Verbindungsleitungssteuergerät 200-0 zum Ver bindungsleitungssteuergerät 212-0 betrachtet. Das Ver bindungsleitungssteuergerät 200-0 überträgt das Koppel feldpaket über die Zwischenleitung 201-0 zum Knoten 202-0. Dieser spricht auf das Paket an und fragt das höchst wertige Bit des Bestimmungs-Verbindungsleitungssteuer gerätfeldes ab. Da das höchstwertige Bit dieses Feldes eine 0 ist, werden die Zwischenleitungen 203-0 und 203-4 für eine mögliche Übertragung des Paketes genannt. Auf der Grundlage eines durch einen internen Zufallszahlen generator durchgeführten Auswahlvorganges versucht der Knoten 202-0, das Paket über die Zwischenleitung 203-0 zum Knoten 204-0 zu übertragen. Wenn die gewählte Zwischen leitung besetzt ist, dann versucht der Knoten 202-0, das Paket über das Kabel 220-0 , den Knoten 202-2 und die nicht gewählte Zwischenleitung 203-4 zum Knoten 204-2 zu übertragen. Vor Übertragung des Pakets rotiert der Knoten 202-2 das Bestimmungs-Verbindungsleitungssteuer gerätfeld entsprechend der Darstellung in Fig. 4.

Wenn das Paket zum Knoten 204-0 übertragen wird, spricht dieser auf das höchstwertige Adressenbit des Bestimmungssteuerfeldes, eine 0, an, um entweder die Zwischenleitung 205-0 oder die Zwischenleitung 205-2 aufgrund der Wegverfügbarkeit und des Standes des internen Zufallszahlengenerators auszuwählen. Wenn das Paket über die Zwischenleitung 203-4 zum Knoten 204-2 übertragen wird, wählt der Knoten 204-2 entweder die Zwischenlei tung 205-4 oder die Zwischenleitung 205-6 der dritten Stufe, die die Knoten 206-0 bis 206-15 umfaßt. Das Paket wird von einem der Knoten 206-0 bis 206-3 aufgenommen.

Das von der dritten Stufe empfangene Paket ist in Fig. 5 gezeigt. Da das höchstwertige Adressenbit eine 0 ist, versucht der Empfangsknoten, das Paket auf einer der verfügbaren, gerade numerierten Zwischenleitungen weiterzuführen, die diesem speziellen Knoten zur Verfü gung stehen. Beispielsweise versucht der Knoten 206-0, das Paket über die Zwischenleitung 207-0 oder die Zwischen leitung 207-2 weiterzuführen,und der Knoten 206-2 ver sucht, das Paket über die Zwischenleitung 207-4 oder die Zwischenleitung 207-6 zu übertragen. Bevor der Empfangsknoten in der Stufe 3 das Paket zu einem Empfangs knoten in der Stufe 4 (entweder der Knoten 208-0 oder 208-1) weiterleitet, wird das Bestimmungs-Verbindungs leitungssteuergerätfeld rotiert, wie in Fig. 6 gezeigt.

Der Empfangsknoten in der vierten Stufe, entweder der Knoten 208-0 oder der Knoten 208-1, spricht auf das höchstwertige Adressenbit im Bestimmungs-Verbindungs leitungssteuergerätfeld, eine 0, an und überträgt das in Fig. 7 dargestellte Paket entweder über die Zwischen leitung 209-0 oder über die Zwischenleitung 209-2 zum Knoten 210-0. Dieser spricht auf das in Fig. 7 darge stellte Bestimmungsfeld an und überträgt das Paket über die Zwischenleitung 211-1 zum Verbindungsleitungssteuer gerät 212-0. Das obige Beispiel zeigt, daß eine Vielzahl von Wegen zwischen dem Verbindungsleitungssteuergerät 200-0 und dem Verbindungsleitungssteuergerät 212-0 zur Verfügung steht. Dies gilt für die Übertragung von jedem der Steuergeräte 200-0 bis 200-15 zu jedem der Steuerge räte 212-0 bis 212-15.

Das Verfahren zur paarweisen Zusammenstellung der Vermittlungsknoten gemäß Fig. 1 ist wie folgt definiert:

Es sei

[P_m-1 . . . P₂P₁]_i ⁿ

(wobei m gleich der Anzahl von Stufen im Netzwerk, n gleich der Knotennummer und i gleich der Stufennummer sind) die Binärdarstellung für die Position des Knotens n in der Stufe i. Jedes "P" stellt ein Bit dar. Außerdem sei

[P_m-1 . . . P₂P₁P₀]_i¹

die Binärdarstellung der Zwischenleitung "1" zu dem Knoten in der Stufe i. Die Binärdarstellung des Partners eines Knotens

[P_m-1 . . . P_iP₁]_i ⁿ

ist

[P_m-1 . . . _i . . . P₁]_i ⁿ

für i m/2 und

[P_m-1 . . . P_i . . . ₁]_i ⁿ

für i < m/2.

Beispielsweise wird der Vermittlungsknoten 202-0 in der Stufe 1 dargestellt durch

[00000]₁⁴

und sein Partner ist

[0000]₁⁴

was sich auch schreiben läßt als

[00010]₁⁴.

Ein weiteres Verfahren zur paarweisen Zusammen stellung der Vermittlungsknoten ist wie folgt definiert: Die Position des Knotens n und die Zwischenleitungsnummer seien definiert wie oben beschrieben. Die Binärdarstellung des Partners eines Knotens

[P_m-1 . . . P_iP₁]_i ⁿ

ist

[P_m-1 . . . _i . . . P₁]_i ⁿ

für i < m/2 und

[P_m-1 . . . P_i . . . ₁]_i ⁿ

für i < m/2.

Das Paar von Knoten 202-0 und 202-2 ist genauer in Fig. 8 gezeigt. Jeder Knoten weist zwei Eingangssteuer schaltungen, beispielsweise die Schaltung 800, und zwei Ausgangssteuerschaltungen, beispielsweise die Schaltung 803, auf. Die Eingangssteuerschaltungen stehen mit den Ausgangssteuerschaltungen über Teilkabel 809-824 in Ver bindung, die je drei Adern zur Übertragung von Übertragungs anforderungen, Übertragungsgenehmigungen und Datensignalen enthalten. Das Übertragungsgenehmigungssignal wird auch als Nachrichtenverfügbarkeitssignal bezeichnet. Zwischen den beiden Vermittlungsknoten werden Signale über ein Kabel 220-0 übertragen, das Teilkabel 813-820 umfaßt. Die Eingangssteuerschaltung 800 überträgt Anforderungs signale über die Teilkabel zu den Ausgangssteuerschaltungen auf der Grundlage des abgefragten Adressenbits im Bestim mungs-Verbindungsleitungssteuergerätfeld in einem empfange nen Koppelfeldpaket.

Die Arbeitsweise der Knoten 202-0 und 202-2 soll jetzt weiter unter Verwendung des obigen Beispiels für die Übertragung eines Pakets vom Verbindungsleitungssteuer gerät 200-0 zum Verbindungsleitungssteuergerät 212-0 beschrie ben werden. Da das höchstwertige Bit des Bestimmungs-Ver bindungsleitungssteuergerätfeldes in Fig. 3 eine 0 ist, muß die Eingangssteuerschaltung 800 das Paket entweder über die Zwischenleitung 203-0 oder die Zwischenleitung 203-4 zur zweiten Stufe übertragen. Die zu Anfang gewählte Zwischenleitung wird durch den Stand eines internen Zu fallszahlengenerators bestimmt. Wenn das Ausgangssignal des Zufallszahlengenerators eine 0 ist, versucht die Ein gangssteuerschaltung 800, die Zwischenleitung 203-0 zu verwenden, und wenn der Zustand des internen Zufallszah lengenerators eine 1 ist, versucht die Eingangssteuer schaltung 800, die Zwischenleitung 203-4 zu verwenden. Es sei angenommen, daß der Zustand des Zufallszahlengenera tors eine 0 ist. Dann überträgt die Steuerschaltung 800 über das Teilkabel 809 ein Anforderungssignal zur Aus gangssteuerschaltung 803. Wenn diese frei ist, gibt sie über das Teilkabel 809 ein Genehmigungssignal zurück zur Eingangssteuerschaltung 800. Wenn die Ausgangssteuerschal tung 803 besetzt ist, überträgt die Eingangssteuerschaltung 800 über das Teilkabel 813 ein Anforderungssignal zur Ausgangssteuerschaltung 807. Ist diese frei, gibt sie ein Genehmigungssignal über das Teilkabel 813 zurück zur Eingangssteuerschaltung 800, und diese beginnt mit der Übertragung unter Ansprechen auf das Genehmigungssignal. Wenn beide Ausgangssteuerschaltungen 803 und 807 besetzt sind, überträgt die Eingangssteuerschaltung 800 abwech selnd Anforderungssignale über die jeweiligen Teilkabel, bis ein Genehmigungssignal von einer der Ausgangssteuer schaltungen zurückkommt.

Die Eingangssteuerschaltung 800 in Fig. 8 ist genauer in Fig. 9 gezeigt. Die Eingangsschaltung 910 nimmt Informationen von der Zwischenleitung 201-0 auf und über trägt über die Zwischenleitung 201-0 das Zwischenleitungs- Offen-Signal unter Steuerung des Steuergerätes 904 zum Verbindungsleitungssteuergerät 200-0. Die Funktion des Zwischenleitungs-Offen-Signals soll in einem späteren Abschnitt bei der Erläuterung der Ausgangssteuerschaltung 803 beschrieben werden. Das Eingangsschieberegister 900 wird zur Feststellung des Startbits benutzt, das den An fang eines Pakets angibt. Außerdem wird das Schieberegi ster 900 zur Gewinnung des Koppelfeldpaket-Längenfeldes verwendet, das im Längenregister 902 abgelegt wird, und zur Gewinnung der höchstwertigen Bits des Bestimmungs- Verbindungsleitungssteuergerätfeldes oder Koppelfeld adressenfeldes, die im Adressenregister 901 abgelegt werden. Das Pufferschieberegister 903 kann ein vollständiges Pa ket zwischenspeichern. Das Register 903 liefert ein Aus gangssignal nach jeweils der Speicherung von 64 Bits. Diese Ausgangssignale können vom Datenwähler 905 unter Steuerung des Steuergerätes 904 gewählt werden, um unbe nutzte Teile des Pufferschieberegisters 903 vorbeizuleiten. Dies geschieht dann, wenn es nicht erforderlich ist, ein vollständiges Paket zu speichern, bevor die Übertragung des Paketes zur Ausgangsschaltung beginnen kann, und soll die Übertragung des Paketes über die Eingangssteuer schaltung 800 beschleunigen. Die Adressenrotierschaltung 906 führt die oben erwähnte Linksrotation des Adressenfeldes durch, bevor die Adresse zusammen mit dem Rest des Pakets zur gewählten Ausgangssteuerschaltung übertragen wird. Der Multiplexer 907 wählt unter Steuerung des Steuerge rätes 904 aus, über welches Teilkabel der Teilkabel 809, 821, 813 oder 814 die Daten übertragen werden sollen. Das Steuergerät 904 führt diesen Auswahlvorgang auf der Grundlage des Standes des Adressenregisters 901 und des Zufallszahlengenerators 925 sowie der Verfügbarkeit von Zwischenleitungen aus. Der Zufallszahlengenerator 925 bestimmt, welche der beiden , durch eine Adresse angege benen Zwischenleitungen für die Übertragung eines empfan genen Paketes bevorzugt werden soll.

Die Arbeitsweise der Eingangssteuerschaltung 800 soll jetzt weiter unter Verwendung des oben angegebenen Beispiels für die Übertragung des in Fig. 3 gezeigten Paketes erläutert werden. Das Eingangsschieberegister 900 erhält kontinuierlich Taktsignale durch den Anlagen taktgeber 261 über die Ader 911. Wenn Daten über die Zwi schenleitung 201-0 ankommen, werden sie unter Taktein fluß durch das Schieberegister 900 geschoben. Wenn das Startbit die Bitposition 10 des Eingangsschieberegisters 900 erreicht, stellt das Steuergerät 904 dieses Startbit fest und überträgt einen Impuls auf der Ader 913. Dieser Impuls veranlaßt das Längenregister 902, das Koppelfeld paket-Längenfeld zu speichern und das Adressenregister 901, das höchstwertige Bit des Bestimmungs-Verbindungs leitungssteuergerätfeldes, das sich im Eingangsschiebe register 900 befindet, aufzunehmen.

Es sei angenommen, daß das Ausgangssignal des Generators 925 eine 0 ist. Dann überträgt das Steuergerät 904 eine Anforderung über die Ader 826 des Teilkabels 809 zur Ausgangssteuerschaltung 803, da das höchstwertige Adressenbit angibt, daß das Paket entweder zur Ausgangs steuerschaltung 803 oder zur Ausgangssteuerschaltung 807 zu übertragen ist. Das Teilkabel 809 enthält die Adern 825, 826 und 827. Die übrigen Teilkabel sind auf ähnliche Weise bezeichnet. Wenn diese Anforderung erfolgt, werden Daten vom Eingangsschieberegister 900 zum Pufferschiebe register 903 gegeben, das eine Anzahl von Ausgangsan schlüssen besitzt. Diese Ausgangsanschlüsse sind mit ver schiedenen Bitpositionen im Pufferschieberegister 903 verbunden. Wenn das Steuergerät 904 von der Ausgangssteuer schaltung 803 über die Ader 827 ein Genehmigungssignal empfängt, gibt das Steuergerät 904 an, an welchem Ausgang des Pufferschieberegisters 903 das Startbit des Pakets im Pufferschieberegister 903 ankommt. Dies geschieht, damit die Übertragung des Pakets zur Ausgangssteuer schaltung 803 so bald als möglich beginnen kann. Auf der Grundlage dieser Angabe veranlaßt das Steuergerät 904 den Datenwähler 905, den angegebenen Ausgang des Puffer schieberegisters 903 zu wählen. Die Steuerinformation wird dem Datenwähler 905 über das Kabel 917 zugeführt. Der Datenwähler 905 überträgt die Daten vom gewählten Ausgang über die Ader 916 zur Adressenrotierschaltung 906. Vor der Übertragung der Daten stellt das Steuergerät 904 die Adressenrotierschaltung 906 zurück, indem es das Start signal für das Paket über die Ader 919 überträgt. Das Steuergerät bestimmt dann unter Verwendung der im Längen register 902 gespeicherten Paketlänge, die über das Kabel 920 gelesen wird, wann das Ende des Paketes in das Ein gangsschieberegister eingetreten ist. Wenn dies geschieht und die Übertragung aus dem Schieberegister 903 begonnen hat, gibt das Steuergerät 904 das Zwischenleitungs-Offen- Signal über die Ader 915 aus. Das Signal wird über den Tristate-Treiber 909 und die Zwischenleitung 201-0 zum Verbindungsleitungssteuergerät 200-0 gegeben. Das Zwischen leitungs-Offen-Signal zeigt an, daß die Eingangssteuer schaltung 800 jetzt zur Aufnahme eines anderen Paketes bereit ist. Diese Funktion wird in demjenigen Abschnitt erläutert, der sich mit der Ausgangssteuerschaltung be faßt. Wenn die Ausgangssteuerschaltung 803 besetzt war, gibt die Eingangssteuerschaltung 800 über das Teilkabel 813 eine Anforderung zur Ausgangssteuerschaltung 807, und die Übertragung beginnt über die Ausgangssteuerschal tung 807, wenn diese frei ist.

Die Adressenrotierschaltung 906 ist genauer in Fig. 10 gezeigt. Sie hat den Zweck, das Adressenfeld um ein Bit nach links zu rotieren, derart, daß das höchst wertige Bit das niedrigstwertige Bit wird. Die Rotation ist notwendig, da jede Eingangssteuerschaltung nur das höchstwertige Bit decodiert. Die Schieberegister 1000 und 1003 sind Ein-Bit-Register, und der Datenwähler 1002 wird benutzt, um entweder das Ausgangssignal des Registers 1000 oder des Registers 1003 zu wählen. Die Steuerschal tung 1009 steuert die Arbeitsweise der Adressenrotier schaltung. Wenn die Steuerschaltung 1009 das Paketstart signal vom Steuergerät 904 über die Ader 919 aufnimmt, überträgt sie ein Taktsignal über die Ader 1007 zum Re gister 1000 und über die Ader 1005 zum Register 1003. Dieses Taktsignal wird aus dem vom Anlagentaktgeber 261 über die Ader 1010 empfangenen Signal abgeleitet. Die Steuerschaltung 1009 bereitet den Datenwähler 1002 über die Ader 1008 zur Auswahl des Ausgangssignals des Regi sters 1003 vor, das dann über die Ader 918 übertragen wird. Die Steuerschaltung 1009 zählt danach die Anzahl von Bits, die über die Ader 918 gegeben werden. Wenn das höchstwertige Bit des Adressenfeldes im Register 1003 enthalten ist, beendet die Steuerschaltung 1009 die Übertragung des Taktsignals über die Ader 1005 zum Register 1003 und veranlaßt den Datenwähler 1002, das Ausgangssignal des Registers 1000 zu wählen. Die Steuer schaltung 1009 wartet dann , bis die restlichen Bits des Adressenfeldes über die Ader 918 gegeben worden sind. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Steuerschaltung 1009 mit der Aussendung von Taktsignalen zum Register 1003 und veranlaßt den Datenwähler 1002, das Ausgangssignal des Registers 1003 zu wählen. Diese Operation bewirkt, daß das höchstwertige Bit des Adressenfeldes rotiert wird.

Die Ausgangssteuerschaltung 803 ist genauer in Fig. 11 gezeigt. Die Steuerschaltung 1100 spricht auf Anforderungen von Eingangssteuerschaltungen 800, 602, 805 und 806 an, die über die Teilkabel 809, 822, 817 und 820 übertragen werden. Wenn das Flipflop 1101 eingestellt ist, spricht die Steuerschaltung 1100 auf die Anforderung an, indem sie ein Genehmigungssignal über eines der obengenannten Teilkabel zur anfordernden Eingangssteuer schaltung zurückgibt. Nach Bestätigung der Anforderung veranlaßt die Steuerschaltung 1100 den Datenwähler 1103, die Datenader des entsprechenden Teilkabels 809, 822, 817 oder 820 zu wählen. Die Steuerschaltung 1100 überträgt die entsprechende Steuerinformation über das Kabel 1108 zum Datenwähler 1103. Der Datenwähler 1103 gibt die vom gewählten Eingangsanschluß empfangene Dateninformation zur Ader 1107. Das Tristate-Bauteil 1102 nimmt die Infor mation auf der Ader 1107 auf und gibt sie über die Zwischen leitung 203-0 zur Eingangsschaltung 1105, die Teil des Vermittlungsknotens 204-0 ist. Die Steuerschaltung 1100 steuert das Ausgangssignal des Tristate-Bauteils 1102 über die Ader 1109.

Die Arbeitsweise der Ausgangssteuerschaltung 803 gemäß Fig. 11 soll genauer unter Betrachtung des obigen Beispiels beschrieben werden, bei dem die Eingangssteuer schaltung 800 ein Datenpaket über das Kabel 809 zur Aus gangssteuerschaltung 803 überträgt. Wenn die Eingangssteuer schaltung 800 das Anforderungssignal über die Ader 826 aussendet, gibt die Steuerschaltung 1100 das Genehmigungs signal über die Ader 827 zur Eingangssteuerschaltung 800, wenn die Zwischenleitung 203-0 nicht durch eine der ande ren Eingangssteuerschaltungen benutzt wird und der Ausgang des Flipflops 1101 eingestellt ist. Nimmt man an, daß das Flipflop 1101 eingestellt ist, so überträgt die Steuer schaltung 1100 das Genehmigungssignal zur Eingangssteuer schaltung 800 und veranlaßt den Datenwähler 1103 über das Kabel 1108, die auf der Ader 825 übertragenen Daten zu wählen und sie über die Ader 1107 zu übertragen. Außer dem veranlaßt die Steuerschaltung 1100 das Tristate-Bau teil 1102, die Information auf der Ader 1107 zur Zwischen leitung 203-0 zu übertragen.

Es sei darauf hingewiesen, daß das oben beschrie bene Ausführungsbeispiel lediglich die Grundgedanken der Erfindung erläutern soll. Andere Anordnungen können vom Fachmann vorgesehen werden. Insbesondere kann der Fachmann die Verwendung eines Auswahl-Flipflops anstelle des Zufallszahlengenerators in Fig. 8 vorsehen.

Claims

1. Paketvermittlungs-Koppelfeld zur Übertragung von Paketen, die Weglenkungsinformationen für eine Übertragung von Koppelfeld-Eingangsanschlüssen zu Koppelfeld- Ausgangsanschlüssen enthalten, mit
einer Vielzahl von Stufen (1 bis 5), die jeweils eine Vielzahl von Vermittlungsknoten (202-0, 204-0, 206-0, 208-0, 210-0) aufweisen, und
mit Stufen-Zwischenleitungen (203-0) die einen Vermittlungsknoten (202-0) der Stufen mit einem Satz von Vermittlungsknoten (204-0, 204-1) in einer anderen Stufe verbinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelfeld stufeninterne Zwischenleitungen (220-0, 813 bis 820) aufweist, die Vermittlungsknoten (202-0, 262-2) der gleichen Stufe miteinander verbinden,
daß jede stufeninterne Zwischenleitung (220-0) den einen Vermittlungsknoten (202-0) einer Stufe (1) mit einem Vermittlungsknoten (204-2) der anderen Stufe (202) über einen anderen Vermittlungsknoten (202-2) verbindet, daß
ein Vermittlungsknoten (202-0) eine Eingangssteuerung (800) aufweist, die unter Ansprechen auf die Weglenkungsinformation eines der Pakete eine Untergruppe der Stufenzwischenleitungen und der stufeninternen Zwischenleitungen auswählt, und
daß die Eingangssteuerung (800) einen Zufallszahlengenerator (925) zur Erzeugung von Zufallszahlensignalen und ein Steuergerät (904) aufweist, das unter Ansprechen auf die Zufallszahlensignale Signale erzeugt, die eine der Zwischenleitungen aus der Untergruppe von Stufen-Zwischenleitungen und stufeninternen Zwischenleitungen (809, 91, 813, 814) für die Übertragung des einen Paketes bestimmen, und einen Multiplexer (907), der unter Ansprechen auf die Bestimmungssignale das eine Paket zu einem Vermittlungsknoten des Satzes von Vermittlungsknoten der anderen Stufe (2) über eine Ausgangssteuerung (803) führt.

2. Koppelfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (904) ein Paketübertragungs-Anforderungssignal zu dem Vermittlungs knoten der einen Stufe überträgt, der mit der bestimmten, stufeninternen Zwischenleitung verbunden ist, und daß die Ausgangssteuerung (803) unter Ansprechen auf das Paketübertragungs-Anforderungssignal ein Signal zu dem einen Vermittlungsknoten der Stufe gibt, um die Paketübertragungs-Verfügbarkeit des angeschalteten Ver mittlungsknotens anzugeben.

3. Koppelfeld nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der angeschaltete Vermitt lungsknoten, der über eine der Stufen-Zwischenleitungen mit einem anderen Knoten in der anderen Stufe verbunden ist, einen Puffer (903) zur Speicherung des einen Pakets aufweist, und
daß die Ausgangssteuerung (803) das Paketübertragungs- Verfügbarkeitssignal (GRANT) aussendet, wenn der Puffer im Augenblick eine Kapazität zur Speicherung des einen Pakets aufweist.

4. Koppelfeld nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssteuerung (803) eine Einrichtung zur Übertragung eines Paketübertragungs- Nichtverfügbarkeitssignals bei Nichtvorhandensein augen blicklicher Kapazität im Puffer zur Speicherung des einen Pakets aufweist, und
daß das Steuergerät (904) unter Ansprechen auf das Paket übertragungs-Nichtverfügbarkeitssignals das eine Paket zu einem anderen Vermittlungsknoten überträgt, der an die Untergruppe von stufeninternen und Stufen-Zwischen leitungen angeschaltet ist.

5. Verfahren zur Übertragung von Paketen über ein Paketvermittlungs-Koppelfeld mit einer Vielzahl von Stufen (1 bis 5), die jeweils eine Vielzahl von Vermittlungsknoten (202-0, 204-0, 206-0, 208-0, 210-0) aufweisen, und
mit Stufen- und stufeninternen Zwischenleitungen (203-0, 220-0; 813 bis 820), wobei jede der Stufen- Zwischenleitungen (203-0) einen der Knoten (202-0) einer der Stufen (1) mit einem Vermittlungsknoten (204-0) in einer anderen Stufe (2) verbinden und jede der stufeninternen Zwischenleitungen (220-0) den einen Vermittlungsknoten (203-0) mit einem Vermittlungsknoten (204-0) der anderen Stufe (2) über einen anderen Vermittlungsknoten (202-2) der einen Stufe (1) und eine andere Stufen-Zwischenleitung (203-4) verbinden,
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
Auswählen einer Untergruppe der Stufen- und stufeninternen Zwischenleitungen durch den einen Vermittlungsknoten (202-0) unter Ansprechen auf Weglenkungsinformationen eines der Pakete;
Zufallserzeugen von Signalen zur Verwendung bei der Bestimmung einer Zwischenleitung,
Bestimmen einer der Untergruppe von Stufen- und stufeninternen Zwischenleitungen zur Übertragung des einen Paketes unter Ansprechen auf die zufallserzeugten Signale; und
Übertragen des einen Paketes zu dem einen Vermittlungsknoten des Satzes von Vermittlungsknoten der anderen Stufe über die Bestimmte Zwischenleitung.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungs-Verfahrens schritt weiterhin folgende Schritte aufweist:
Aussenden einer Paketübertragungs-Anforderung an den Knoten der einen Stufe, welcher an die bestimme stufen interne Zwischenleitung angeschaltet ist; und
Abgabe eines Signals an den einen Vermittlungsknoten der Stufe, um die Paketübertragungs-Verfügbarkeit des angeschalteten Vermittlungsknotens anzugeben.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der angeschaltete Vermitt lungsknoten eine Puffereinrichtung (903) zur Speicherung des einen Paketes aufweist und
daß der Übertragungs-Verfahrensschritt den folgenden Schritt enthält:
Bestimmen der augenblicklichen Kapazität der Pufferein richtung zur Speicherung des einen Pakets vor Übertra gung des Paketübertragungs-Verfügbarkeitssignals.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bestimmungs-Verfahrens schritt folgende Schritte aufweist:
Übertragen eines Paketübertragungs-Nichtverfügbarkeits signals, wenn die augenblickliche Kapazität der Puffer einrichtung (903) zur Speicherung des einen Pakets nicht vor handen ist; und
Übertragen des einen Pakets zu einem anderen Vermittlungs knoten, der an die Untergruppe von Stufen- und stufen internen Zwischenleitungen angeschaltet ist, bei Empfang des Paketübertragungs-Nichtverfügbarkeitssignals.