DE3643767A1 - Speichervermittlungsstelle und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichervermittlungsstelle nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und ein Verfahren zu deren Betrieb.

Derartige Speichervermittlungsstellen sind bekannt. Sie werden verwendet, um Nachrichten (z.B. Telegramme, Briefe im elektronischen Briefdienst) in einem Kommunikations­ netz (reines Datennetz, kombiniertes Fernsprech- und Da­ tennetz) zu übermitteln, die zwischen der Eingabe beim Absender und der Ausgabe beim Empfänger einen Verzug er­ lauben. Dadurch können Spitzenbelastungen des Netzes ver­ mieden werden. Insbesondere kann damit die Übermittlung im Fernbereich auf Billigtarifzeiten (z.B. Nacht) be­ schränkt werden.

Die Übermittlung erfolgt dann so, daß die Nachricht zu­ nächst während der Eingabe durch den Absender zu der ihm nächsten Speichervermittlungsstelle übermittelt und dort im Nachrichtenspeicher abgespeichert wird. Zu einer Zeit, zu der die Übermittlung von Nachrichten zwischen den Spei­ chervermittlungsstellen zugelassen ist, wird diese Nach­ richt an diejenige Speichervermittlungsstelle über­ mittelt, die dem Empfänger am nächsten liegt. Vor der Ausgabe an den Empfänger wird die Nachricht in der Regel nochmals in einem Nachrichtenspeicher zwischengespeichert. Die für die Übermittlung von Nachrichten zugelassenen Zeiten werden von der jeweiligen Postverwaltung bestimmt. Dabei ist es möglich, daß die Zulassung ständig, zu fest vorge­ gebenen Zeiten, ober in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung des Netzes erfolgt.

Eine Speichervermittlungsstelle könnte im einfachsten Fall so aufgebaut sein, daß sie einen Nachrichtenspeicher, eine Übermittlungseinrichtung und einen Zugang zum öffentlichen Netz aufweist, der gleichzeitig in der Gegenrichtung auch Zugang vom öffentlichen Netz sein kann und sie könnte so betrieben werden, daß immer nur eine Nachricht aufgenom­ men wird und daß die Nachrichten in der aufgenommenen Reihenfolge wieder abgegeben werden. Eine Fernschreib­ speichervermittlungsstelle, bei der der Nachrichtenspeicher ein Lochstreifen ist, arbeitet zwangsläufig so. Zur Er­ höhung der Kapazität müßte eine solche Speichervermitt­ lungsstelle durch Hinzufügen mindestens einer weiteren Speichervermittlungsstelle erweitert werden. Ein solcher Aufbau und eine solche Betriebsweise erfüllen nicht die Anforderungen in einem modernen Kommunikationsnetz.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe durch eine Speicher­ vermittlungsstelle nach Anspruch 1 und durch ein Ver­ fahren nach Anspruch 5. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu ent­ nehmen.

Eine erfindungsgemäße Speichervermittlungsstelle ist so ausgestaltet, daß gleichzeitig mehrere Verbindungen zu einer oder mehreren weiteren Speichervermittlungsstellen bestehen können. Die Anzahl der gleichzeitig möglichen Verbindungen und damit die gesamte Übertragungskapazi­ tät hängt vom zu erwartenden von dieser Speichervermitt­ lungsstelle zu verarbeitenden Nachrichtenaufkommen ab und davon, ob eine Verbindung in beiden Richtungen gleichzeitig genutzt werden kann oder nicht.

Die Speichervermittlungsstelle wird so betrieben, daß die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität mög­ lichst wenig durch Verbindungswechsel und Wartezeiten geschmälert wird.

Es wird erreicht, daß bei allen derartigen miteinander kommunizierenden Speichervermittlungsstellen die vor­ handenen Nachrichten annähernd gleichmäßig abfließen und auch wieder gleichmäßig zufließen.

Die Übertragungszeit wird hierbei kurz gehalten, der Speicherbedarf ist gering.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnung weiter erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Kommunikationsnetz 5, beispiels­ weise ein dienstintegriertes Digitalnetz, ISDN, mit vier daran angeschlossenen Speichervermittlungsstellen 1, 2, 3, 4. Diese vier Speichervermittlungsstellen stellen vier verschiedene Ausführungsformen dar.

Die Speichervermittlungsstelle 4 stellt die einfachste Ausführungsform dar. Sie weist einen Nachrichtenspeicher 40 und eine Übermittlungseinrichtung 41 auf.

Der Nachrichtenspeicher 40 ist so beschaffen, daß er die während eines Tages anfallenden Nachrichten speichern kann, um sie dann während der Nacht wieder abzugeben. Vorzugsweise ist der Nachrichtenspeicher 40 ein Magnetplatten­ speicher. Jede Nachricht ist mit einer Adresse versehen. Daraus kann diejenige Speichervermittlungsstelle er­ mittelt werden, an die die jeweilige Nachricht weiter­ zugeben ist.

Die Übermittlungseinrichtung 41 ist einerseits in der Lage, zu den Nachrichten im Nachrichtenspeicher 40 zuzugreifen und andererseits entsprechend der in der Nachricht ent­ haltenen Adresse eine Verbindung über das Kommunikations­ netz 5 zu der gewünschten Speichervermittlungsstelle auf­ zubauen, die Nachricht dorthin zu übermitteln und die Ver­ bindung wieder abzubauen.

Selbstverständlich hat die Speichervermittlungsstelle 4 auch die Aufgabe, ankommende Nachrichten aufzunehmen und abzuspeichern. Die der Weitergabe dienende Übermittlungs­ einrichtung 41 kann so ausgestaltet sein, daß sie auch der Aufnahme von Nachrichten dient oder es kann hierfür eine besondere Einrichtung vorhanden sein. Sie kann so ausgebildet sein, daß aufgenommene Nachrichten zunächst in einen besonderen Nachrichtenspeicher eingespeichert werden oder daß nur der eine Nachrichtenspeicher 40 vorhanden ist. Auch der Verkehr mit den jeweiligen Endteilnehmern wird von der Erfindung nicht berührt und deshalb nicht näher beschrieben. Wie aber noch beschrieben werden wird, er­ laubt es das erfindungsgemäße Betriebsverfahren, sofern es von allen oder wenigstens einem großen Teil der mit­ einander kommunizierenden Speichervermittlungsstellen verwendet wird, mit einem für ankommende und abgehende Nachrichten gemeinsamen Nachrichtenspeicher zu arbeiten, der auch nicht oder zumindest nicht wesentlich größer zu sein braucht, als der für ankommende oder abgehende Nachrichten allein.

Im Gegensatz zu einem Ferngespräch läuft hier Nutz­ information jeweils nur in einer Richtung. In der Gegen­ richtung wird nur signalisiert. Es gibt nun aber Daten­ übertragungsprotokolle, bei denen zur Sicherung der Über­ tragung soviel signalisiert wird, daß in beiden Richtungen die gleiche Übertragungskapazität erforderlich ist, daß also Duplex-Verbindungen benötigt werden. Im derzeitigen Fernsprechnetz, das Teil eines allgemeinen Kommunikations­ netzes ist und das hier mitverwendet werden kann, werden ohnehin auch dort Duplex-Verbindungen aufgebaut, wo sie eigentlich nicht erforderlich sind. Die vorliegende Er­ findung setzt Duplex-Verbindungen nicht prinzipiell vor­ aus, wenngleich sie zumindest zunächst vorwiegend solche verwendet. Dabei kann die Übermittlungseinrichtung so aus­ gestaltet sein, daß jede physikalische Verbindung zum Kommunikationsnetz sowohl für abgehende wie für ankommen­ de Nachrichten genutzt werden kann.

Durch ein geeignetes Betriebsverfahren wird nun diese Speichervermittlungsstelle 4 vorteilhaft betrieben. Es wird davon ausgegangen, daß die Kapazität des Kommuni­ kationsnetzes 5 und der daran angeschlossenen Speicher­ vermittlungsstellen ausreicht, um alle zu übertragenden Nachrichten innerhalb einer vorgegebenen Zeit, beispiels­ weise in 24 Stunden, zum Empfänger gelangen zu lassen. Da dann sichergestellt ist, daß beispielsweise die zu­ erst eingegebene Nachricht auch dann noch rechtzeitig zum Empfänger kommt, wenn sie erst zuletzt weitergegeben wird, kann die Reihenfolge der Weitergabe von der Rei­ henfolge des Eingangs gelöst werden.

Es wird deshalb angestrebt, zu jeder weiteren Speicher­ vermittlungsstelle, zu der eine Verbindung nötig ist, nur einmal während eines vorgegebenen Übertragungszeit­ raums Verbindung aufzunehmen und dabei sämtliche dort­ hin zu übermittelnden Nachrichten weiterzugeben und nach Möglichkeit diese Verbindung auch für die Gegenrichtung auszunutzen. Bevor eine aufgebaute Verbindung wieder ab­ gebaut wird, wird dazu geprüft, ob im Nachrichtenspeicher 40 noch eine weitere Nachricht vorliegt, die über die be­ reits aufgebaute Verbindung übermittelt werden kann, die also zur selben Speichervermittlungsstelle zu übermitteln ist, wie die vorangehende Nachricht.

Liegt keine solche Nachricht mehr vor, so kann, wenn die Möglichkeiten hierfür gegeben sind, die Gegenstelle auf­ gefordert werden, zu überprüfen, ob sie eine Nachricht vorliegen hat, die über die bereits aufgebaute Verbindung übermittelt werden kann. Erst dann wird die Verbindung abgebaut. Umgekehrt wird dann, wenn eine Verbindung von einer Gegenstelle aus aufgebaut und für ankommende Nach­ richten benutzt wurde, versucht, diese Verbindung an­ schließend zur Übermittlung dorthin abgehender Nachrich­ ten zu benutzen. Wenn es technisch möglich ist, eine Verbindung gleichzeitig in beiden Richtungen zu nutzen, so wird diese Möglichkeit ausgenutzt. Vor dem Aufbau einer neuen Verbindung zu einer bestimmten Speicherver­ mittlungsstelle wird deshalb geprüft, ob mit dieser Spei­ chervermittlungsstelle nicht schon eine von dort aus auf­ gebaut Verbindung besteht. Nur wenn dies nicht der Fall ist oder wenn Verbindungen zu anderen Speichervermitt­ lungsstellen gerade nicht möglich sind oder nicht mehr benötigt werden, wird die beabsichtigte Verbindung auf­ gebaut.

Es ist unerheblich, auf welche Weise überprüft wird, ob noch eine weitere über eine bestehende Verbindung zu übermittelnde Nachricht vorliegt. Beispielsweise können die Nachrichten zu Beginn eines Übertragungs­ zeitraumes oder bei ihrem Eintreffen in der Speicher­ vermittlungsstelle in Listen eingetragen oder im Nachrichten­ speicher 40 nach Zielen sortiert abgelegt werden. Es muß dann nur nachgeprüft werden, ob die jeweilige Liste ab­ gearbeitet bzw. die nachfolgende Nachricht für dasselbe Ziel bestimmt ist.

Vorzugsweise werden die Verbindungen zu den weiteren Speichervermittlungsstellen in einer Reihenfolge herge­ stellt, die von zufälligen Faktoren mitbestimmt wird. Da­ durch wird die Wahrscheinlichkeit verringert, daß die anzurufende Speichervermittlungsstelle gerade belegt ist. Würde dagegen die Reihenfolge systematisch gewählt wer­ den, beispielsweise nach steigenden Rufnummern, so würden sich zumindest zu Beginn eines Übermittlungszeitraumes die Verbindungswünsche zu denjenigen Speichervermittlungs­ stellen häufen, die am Beginn der Systematik stehen, im Beispiel also eine niedrige Rufnummer aufweisen. Die Zahl der erfolglosen Anrufe wäre dabei recht hoch. Auch wenn eine neue Verbindungsaufnahme zu einer zunächst besetzten Speichervermittlungsstelle erst dann wieder versucht wird, wenn alle übrigen Speichervermittlungs­ stellen angerufen wurden, so ergibt sich dadurch den­ noch unnötiger Verkehr und eine ungleiche Belastung des Netzes. Je zufälliger die Reihenfolge ist, desto gleich­ mäßiger wird die Belastung des Netzes. Die zufällige Reihenfolge kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die weiteren Speichervermittlungsstellen in zufälli­ ger Reihenfolge in einer Liste verzeichnet sind und daß diese Liste ständig der Reihe nach abgearbeitet wird. Schon ein unterschiedlicher Beginn, beispielsweise durch das zufällige Ende im vorangehenden Übermittlungszeit­ raum bestimmt, kann bei ansonsten bei allen beteiligten Speichervermittlungsstellen gleicher Reihenfolge eine Entflechtung bringen. Auch andere Maßnahmen, die eine zufällige Reihenfolge mit sich bringen, sind möglich.

Die Speichervermittlungsstellen 1, 2 und 3 weichen so­ wohl voneinander als auch von der Speichervermittlungs­ stelle 4 ab. Ihnen ist gemeinsam, daß ihre Übermittlungs­ einrichtungen 11, 21 und 31 mehrere Ausgänge aufweisen und daß sie damit vom jeweiligen Nachrichtenspeicher 10, 20 und 30 mehr als eine Verbindung gleichzeitig zum Kommu­ nikationsnetz 5 herstellen können. Jede Speichervermitt­ lungsstelle kann so ihrem durchschnittlichen Verkehrs­ aufkommen angepaßt werden. Dies ist vorteilhafter als die Verwendung mehrerer kleiner Speichervermittlungs­ stellen mit jeweils eigenem Nachrichtenspeicher.

Die Speichervermittlungsstelle 1 weist eine Übermittlungs­ einrichtung 11 auf, die zum Kommunikationsnetz 5 hin drei Ausgänge aufweist, über die unabhängig voneinander Verbindungen zu den weiteren Speichervermittlungsstel­ len 2, 3 und 4 geführt werden können. Auch vom Nachrichten­ speicher 10 zu der Übermittlungseinrichtung 11 sind gleichzeitig drei Verbindungen möglich. Es ist dabei möglich, daß von jedem Teil des Nachrichtenspeichers 10 jeder der drei Ausgänge der Übermittlungseinrichtung 11 erreicht werden kann. Ebenso kann von jedem Ausgang jede der wei­ teren Speichervermittlungsstellen erreicht werden. Die Übermittlungseinrichtung 11 weist alle Einrichtungen auf, die erforderlich sind, um Verbindungen auf- und abzubauen und Nachrichten zu übertragen. Dabei sind die Einrich­ tungen zum Auf- und Abbau der Verbindungen nur einmal vorhanden.

In der Speichervermittlungsstelle 2 ist eine Übermitt­ lungseinrichtung 21 enthalten, die aus drei untereinan­ der gleichen und je für sich voll funktionsfähigen Ein­ heiten 211, 212 und 213 besteht. Jede dieser drei Ein­ heiten 211, 212 und 213 kann so aufgebaut sein wie die Übermittlungseinrichtung 41 in der Speichervermittlungs­ stelle 4. Wichtig ist, daß alle Nachrichten in einem gemeinsamen Nachrichtenspeicher 20 gespeichert sind und daß jede der drei Einheiten 211, 212 und 213 zu jeder Nach­ richt im Nachrichtenspeicher 20 zugreifen kann.

Die Speichervermittlungsstelle 3 enthält eine Übermitt­ lungseinrichtung 31, die vier Ausgangskanäle im Zeit­ multiplex verarbeiten kann und auf einen Zeitmultiplex­ datenbus abgibt. Auch hier kann jede im Nachrichtenspeicher 30 enthaltene Nachricht über einen beliebigen Ausgangs­ kanal zu jeder der weiteren Speichervermittlungsstellen 1, 2 und 4 gelangen.

Diejenigen Gesichtspunkte, die beim Betrieb der Speicher­ vermittlungsstelle 4 zu beachten sind und die oben be­ schrieben wurden, werden auch beim Betrieb der Speicher­ vermittlungsstelle 1, 2 und 3 berücksichtigt. Zusätz­ lich muß nun dafür gesorgt werden, daß alle vorhandenen Ausgänge gleichmäßig ausgelastet werden, ohne daß hier­ für unnötige zusätzliche Wählversuche unternommen werden.

Dazu wird, wie auch oben schon als selbstverständlich vorausgesetzt, nach jedem Verbindungsabbau versucht, sofort wieder eine neue Verbindung aufzubauen. Dabei wird darauf geachtet, daß Parallelverbindungen zumindest zu Beginn des Übermittlungszeitraums vermieden werden. Es werden also bevorzugt Verbindungen zu solchen Spei­ chervermittlungsstellen aufgebaut, zu und von denen ge­ rade keine Verbindung besteht. Damit wird eine möglichst gleichmäßige Belastung des Kommunikationsnetzes 5 und der verschiedenen Speichervermittlungsstellen angestrebt. Durch Parallelverbindungen wird die Zahl der Wählver­ suche zum einen dadurch erhöht, daß die zusätzliche Ver­ bindung vielleicht gar nicht erforderlich wäre und zum anderen dadurch, daß bei einer schon bestehenden Ver­ bindung die Wahrscheinlichkeit wächst, daß der Wählver­ such erfolglos ist. Erst wenn keine anderen Nachrichten mehr vorhanden oder wegen Belegung der entsprechenden Gegenstelle dorthin absetzbar sind, werden Parallelver­ bindungen aufgenommen.

Liegen aber die genannten Bedingungen zum Aufbau von Parallelverbindungen vor, dann wird nicht mehr weiter geprüft, ob die vorliegenden Nachrichten nicht auch noch in der vorgegebenen Zeit ohne Aufbau der Parallelver­ bindung weitergegeben werden könnten. Es wird vielmehr angestrebt, die vorhandenen Kapazitäten solange wie möglich voll auszuschöpfen. Allerdings ist darauf zu achten, daß immer etwa gleich viele Verbindungen mit ab­ gehenden und ankommenden Nachrichten möglich sind.

Ein wichtiger Gesichtspunkt, der dafür spricht, die vor­ handenen Kapazitäten solange wie möglich voll auszu­ schöpfen und dann gegen Ende des zur Verfügung stehen­ den Übermittlungszeitraumes gegebenenfalls völlig leer laufen zu lassen, macht sich dann bemerkbar, wenn alle oder wenigstens viele der Speichervermittlungsstellen so arbeiten und wenn bei jeder Speichervermittlungsstelle immer ungefähr gleich viele Verbindungen für ankommende wie für abgehende Nachrichten möglich sind. Unter die­ ser Voraussetzung ergibt sich nämlich nahezu zwangsläufig, daß in jedem Nachrichtenspeicher 10, 20, 30, 40 zu jedem Zeitpunkt gerade diejenige Kapazität durch abgehende Nachrichten freigeworden ist, die für ankommende Nachrichten wieder benötigt wird.

Durch die Erfindung wird damit insgesamt mit geringem Aufwand eine hohe Wirkung erreicht.

Claims (10)

1. Speichervermittlungsstelle mit einem Nachrichten­ speicher, der zur Zwischenspeicherung einer Vielzahl von Nachrichten geeignet ist, die zur Übermittlung über ein Kommunikationsnetz an eine Anzahl weiterer Speichervermitt­ lungsstellen bestimmt sind, und mit einer Übermittlungs­ einrichtung zum Auf- und Abbau von Verbindungen zu den weiteren Speichervermittlungsstellen und zum Übermitteln der dorthin bestimmten Nachrichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlungsein­ richtung (21) mehrere Ausgänge aufweist, über die Verbin­ dungen über das Kommunikationsnetz (5) zu den weiteren Speichervermittlungsstellen (1, 3, 4) herstellbar sind, daß jede im Nachrichtenspeicher (20) enthaltene Nachricht über jeden der Ausgänge ausgebbar ist und über jeden der Ausgänge zu jeder der weiteren Speichervermittlungsstellen (1, 3, 4) Verbindungen herstellbar sind.

2. Speichervermittlungsstelle nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Übermittlungs­ einrichtung (31) einen gemeinsamen Zeitmultiplexdaten­ bus bilden.

3. Speichervermittlungsstelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlungseinrichtung (31) selbst im Zeitmultiplex arbeitet.

4. Speichervermittlungsstelle nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übermittlungseinrichtung (21) aus mehreren untereinander gleichen und je für sich voll funktionsfähigen Einheiten (211, 212, 213) besteht.

5. Verfahren zum Betreiben einer Speichervermittlungs­ stelle mit einem Nachrichtenspeicher, der zur Zwischenspeicherung einer Vielzahl von Nachrichten geeignet ist, die zur Übermittlung über ein Kommunikationsnetz an eine Anzahl weiterer Speichervermitt­ lungsstellen bestimmt sind und mit einer Übermittlungsein­ richtung zum Auf- und Abbau von Verbindungen zu den wei­ teren Speichervermittlungsstellen und zum Übermitteln der dorthin bestimmten Nachrichten, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abbau einer Verbindung geprüft wird, ob im Nachrichtenspeicher (20) eine weitere Nachricht vorliegt, die über die bereits aufgebaute Verbindung übermittelt werden kann und daß die Verbindung erst abgebaut wird, wenn keine solche Nachricht mehr vorliegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Abbau einer Verbindung die Gegenstelle auf­ gefordert wird, zu überprüfen, ob sie eine Nachricht vorliegen hat, die über die bereits aufgebaute Verbindung übermittelt werden kann und daß die Verbindung erst ab­ gebaut wird, wenn keine solche Nachricht mehr vorliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Übermittlungseinrichtung (21), die zum Aufbau einer Verbindung für abgehende Nachrich­ ten frei ist, solange versucht, eine solche aufzubauen, bis im Nachrichtenspeicher (20) keine Nachricht mehr enthalten ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bevorzugt Verbindungen zu solchen Speichervermitt­ lungsstellen (1, 3, 4) aufgebaut werden, zu oder von denen gerade keine Verbindung besteht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge, in der zu den weiteren Speichervermittlungsstellen (1, 3, 4) Ver­ bindungen aufgebaut werden, von zufälligen Faktoren mit­ bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß Verbindungen zu weiteren Spei­ chervermittlungsstellen (1, 3, 4) nur während vorgeb­ barer Zeiträume aufgebaut werden.