DE3688522T2

DE3688522T2 - Architektur von Nachrichtenvermittlungssystemen mit verteilter Steuerung.

Info

Publication number: DE3688522T2
Application number: DE86309524T
Authority: DE
Inventors: Douglas Stuart Sand
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1985-12-17
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2006-12-09
Also published as: KR950003108B1; EP0228204B1; JPS62188590A; KR870006461A; CA1260590A; US4720854A; EP0228204A2; DE3688522D1; CN86108527A; EP0228204A3

Description

Die Erfindung betrifft speicherprogramm-gesteuerte Vermittlungssysteme und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren für Nachrichtenvermittlungssysteme mit verteilter Steuerung

Hintergrund der Erfindung

Moderne Fernsprechvermittlungssysteme erzielen ihre Flexibilität durch die Verwendung einer Programmsteuerung, bei der ein Prozessorsystem unter Steuerung eines in einem Speicher abgelegten Programms die Operationen des Systems steuert. Um einen sehr großen Bereich von Amtsgrößen bedienen zu können, verwenden viele moderne Systeme die Technik der verteilten Steuerung, bei der das System in einer Anzahl von Modulen unterteilt ist und jedes Modul durch seinen eigenen Prozessor gesteuert wird. In einem solchen System, das die Technik einer parallelen verteilten Steuerung benutzt, nämlich dem im US-Patent 4.322.843 beschriebenen 5ESSTM -Vermittlungssystem, verarbeitet jedes Modul alle Signale, die mit Teilnehmern oder Verbindungsleitungen zu anderen Vermittlungsanlagen verbundenen Quellen- und Bestimmungsport dieses Moduls zugeordnet sind und verarbeitet alle modulinternen Vermittlungsvorgänge zwischen Ports, die an dieses Modul angeschlossen sind. Zusätzlich verwendet dieses System einen Zentralprozessor zur Verarbeitung einer großen Klasse von Gesprächsverarbeitungsfunktionen, die Zwischenmodulgesprächen zugeordnet sind oder die Benutzung einer von allen Modulen verwendeten Datenbasis erfordern, beispielsweise die Beziehung zwischen Rufnummern und Ports.
In diesem System kommunizieren die Prozessoren der verschiedenen Module miteinander über Datennachrichten, die über das Vermittlungsnetzwerk des Systems zu einem Nachrichtenschalter übertragen werden, der dann jede Nachricht zu dem Modul zurück überträgt, für das die Nachricht bestimmt war. Eine solche Anordnung führt zu einer beträchtlichen Verzögerung bei der Übertragung jeder Nachricht. Die Gesamtverzögerung, die bei der Verarbeitung und Beantwortung ankommender Signale zulässig ist, beispielsweise einer Teilnehmerantwort, ist in kommerziellen Telefonanlagen durch Anforderungen entsprechend internationalen Standards begrenzt. Daher ist die Zahl solcher Datennachrichten, die zwischen den Modulen zur Beantwortung von Teilnehmeranforderungen übertragen werden können, begrenzt. Diese Beschränkung hilft bei der Festlegung der Zuordnung von Funktionen zu Modulprozessoren und dem Zentralprozessor.
Da der Zentralprozessor zur Durchführung vieler der grundlegenden Datenverarbeitungsfunktionen benutzt wird, die zum Aufbau jeder Telefonverbindung erforderlich sind, ist es nötig, daß in jeder Vermittlungsanlage ein Zentralprozessor hoher Zuverlässigkeit zur Verfügung steht. Außerdem führen diese Anforderungen hinsichtlich einer umfangreichen Datenverarbeitung zu der Notwendigkeit eines Prozessors mit hoher Verarbeitungskapazität, um den Anforderungen eines sehr großen Vermittlungsamtes zu genügen. Ein Ziel von Telefonvermittlungssystemen mit verteilter Steuerung ist die Fähigkeit, leicht durch die Hinzufügung einzelner Vermittlungsmodule wachsen zu können, und zwar eines Moduls für jeden Wachstumsschritt von kleinem Umfang mit nur einem einzigen Vermittlungsmodul, das vielleicht 5000 Teilnehmer bedient, bis zu einer Größe mit vielen Modulen, die mehr als 100.000 Teilnehmer bedienen.
In einem Aufsatz "Modular Electronic Switching System for Small and Medium Size Offices" von A. Mohar et al, International Switching Symposium, Paris, Mai 1979, ist ein Vermittlungssystem offenbart, das eine Vielzahl von Vermittlungsmodulen mit je einem eigenen Modulprozessor zur Steuerung der Verbindungsoperationen eines Netzwerks enthält, ferner einen Zwischenmodulschalter und zur Verwaltung einen Steuer- und Wartungsprozessor. Verbindungen werden unter Steuerung der Vermittlungsmodulprozessoren und des Verwaltungssteuerprozessors auf gebaut, der ein Großteil der für einen solchen Verbindungsaufbau erforderlichen Umsetzinformationen liefert.
In "UIT100/60 - An Electronic Digital Family of Exchanges for Large Capacity Applications" von A. Bovo et al, wird ein Vermittlungssystem beschrieben, bei dem eine Vielzahl von Modulprozessoren über ein Nachrichtenverteilungsmodul in Nachrichtenverkehr stehen, das einen gemeinsamen Bus enthält, der zur Übertragung von Nachrichten von jedem Modulprozessor zu jedem anderen Modulprozessor verwendet werden kann.
Bei den bekannten Kommunikationssystemen mit paralleler, verteilter Verarbeitung besteht ein Problem darin, daß ein zuverlässiger Zentralprozessor hoher Kapazität mit sehr aufwendigen und komplexen gemeinsamen Programmen im Prozessor erforderlich ist, um einen Systemaufbau für kleine Vermittlungsämter zu unterstützen, während außerdem die Möglichkeit des Wachsens zu einem großen Amt beibehalten bleibt.

Zusammenfassung der Erfindung

Das vorstehende Problem wird gelöst und ein technischer Fortschritt erzielt durch die Grundgedanken der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel für ein Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung, das eine Vielzahl von Vermittlungsmodulen umfaßt. Diese verwenden auf vorteilhafte Weise eine gemeinsame Datenübertragungseinrichtung hoher Geschwindigkeit, um schnell Verbindungssteuerinformationen auszutauschen, derart, daß vorher von einem Zentralprozessor ausgeführte Verbindungsverarbeitungsfunktionen auf vorteilhafte Weise auf einzelne Vermittlungsmodulprozessoren verteilt sind. Zweckmäßig bietet eine solche Anordnung einen niedrigen Zwischenprozessor-Nachrichtenaufwand, so daß eine viel größere Zahl von Nachrichten zwischen den Modulprozessoren für den Aufbau einer Verbindung ausgetauscht werden können, als bei üblichen bekannten Systemen. Auf vorteilhafte Weise ermöglicht das Vorhandensein einer gemeinsamen Datenübertragungseinrichtung hoher Geschwindigkeit einem Modulprozessor, eine in einem anderen Modulprozessor gespeicherte Datenbasis abzufragen, statt daß es erforderlich ist, daß Daten, die zur Durchführung der meisten Datenverarbeitungsaufgaben nötig sind, unmittelbar in einem Modulprozessor zur Verfügung stehen. Eine solche Anordnung schafft außerdem die Möglichkeit, Daten zu allen Vermittlungsmodulen des Systems im Rundspruchbetrieb zu übertragen und damit schnell die große Menge der erforderlichen Daten zu übertragen. Diese Faktoren ermöglichen die Verlagerung der Zentralprozessor-Gesprächsverarbeitungsfunktionen zu den Vermittlungsmodulprozessoren. Durch Konzentration aller strategischen Steueroperationen in den Vermittlungsmodulprozessoren kann ein billigerer Zentralprozessor kleinerer Kapazität und niedrigerer Zuverlässigkeit benutzt werden. Dies erniedrigt die Kosten für ein kleines Amt wesentlich, das beispielsweise 5000 Teilnehmerleitungen mit einem einzigen Vermittlungsmodul bedient, wobei jedoch weiterhin ein solches Amt bis zu sehr großem Umfang wachsen kann.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Nachrichtenvermittlungssystem mit paralleler verteilter Steuerung zur Erläuterung der Erfindung besitzt eine Vielzahl von Vermittlungsmodulen und einer Verbindungseinrichtung zum selektiven Aufbau von Verbindungen zwischen Port und Zwischenmodulausgängen der Vermittlungsmodule. Das System weist außerdem einen Prozessor zur Steuerung der Verbindungseinrichtung sowie eine Zwischenmodul- Verbindungseinrichtung zur Verbindung von Zwischenmodulausgängen unterschiedlicher Module. Ferner enthält das System einen Verwaltungsprozessor zur Kommunikation mit einer Mensch-Maschinen- Schnittstelle und eine gemeinsame Datenübertragungseinrichtung zur Übertragung von Datenpaketen zwischen den Modulprozessoren. Die Modulprozessoren kommunizieren miteinander über solche Datenpakete, um kooperativ Verbindungen zwischen Port unterschiedlicher Module im wesentlichen ohne Verwendung des Verwaltungsprozessors auf zubauen.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zeitmultiplexschalter als das Mittel zur selektiven Verbindung der Ausgänge der verschiedenen Module benutzt. Bei einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel können diese Ausgänge direkt gruppenweise zwischen den Modulen verwendet werden. In beiden Ausführungsbeispielen sendet der Prozessor desjenigen Moduls, welches den Quellenport einer Verbindung enthält, Daten hinsichtlich der Zwischenmodul-Ausgangsverfügbarkeit zum Prozessor desjenigen Moduls, welcher den Bestimmungsport der Verbindung enthält, so daß die beiden Prozessoren den Aufbau eines Zwischenmodulweges kooperativ steuern können.
Entsprechend den Grundgedanken der Erfindung wird eine Verbindung zwischen Port von unterschiedlichen Modulen wie folgt aufgebaut: Die Belegung eines ankommenden Port durch eine Teilnehmerleitung oder eine ankommende Verbindungsleitung wird festgestellt und die Rufnummer des gerufenen Teilnehmers aufgesammelt. Dies kann durch Überwachen des ankommenden Port und seiner Anschaltung an einen Empfänger oder durch Aufnahme von Datennachrichten von einem anderen Schalter über eine gemeinsame Kanalsignalisierungseinrichtung erfolgen. Die Bestimmungsrufnummer wird dann umgesetzt, um die Identität des Bestimmungsport oder der Bestimmungs-Multiportgruppe zu finden. Im letztgenannten Fall ist ein weiterer Schritt erforderlich, um einen verfügbaren Port in der Multiportgruppe festzustellen. Als nächstes wird eine Nachricht, die ein oder mehrere Datenpakete umfaßt, zum Modulprozessor des Bestimmungsport ausgesendet, wobei die Nachricht anfordert, daß eine Verbindung zu diesem Port aufgebaut wird. Schließlich wird eine Nachricht von dem den Bestimmungsport enthaltenden Modul zu dem den Quellenport enthaltenden Modul gesendet, um den Aufbau der Verbindung zwischen einem geeigneten Ausgang und dem Quellenport zu vollenden. Zusätzlich identifizieren die Zwischenprozessor-Datennachrichten verfügbare Ausgänge jedes der Module und die Module arbeiten zusammen, um einen verfügbaren Ausgang jedes Moduls zur Verwendung beim Aufbau der Verbindung auszuwählen. Wenn ein Zeitmultiplexvermittlungsnetzwerk für Zwischenmodulverbindungen benutzt wird, wird eine zusätzliche, die Identifizierung eines verfügbaren Ausgangs enthaltende Nachricht zu dem Vermittlungsnetzwerk ausgesendet, um die erforderliche Zwischenmodulverbindung auf zubauen. Auf vorteilhafte Weise sind keine Operationen des Verwaltungsprozessors erforderlich, so daß alle Verbindungsverarbeitungsoperationen für diese Verbindung durch die Modulprozessoren ausgeführt werden.
Entsprechend einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung überträgt der Verwaltungsprozessor im Rundspruchbetrieb Daten, beispielsweise Initialisierungsdaten oder einen gemeinsamen Programmtext zu allen Modulprozessoren, die solche Daten benötigen. Auf vorteilhafte Weise ermöglichen eine solche Anordnung und ein solches Verfahren die schnelle Initialisierung vieler Modulprozessoren im Parallelbetrieb.
Entsprechend einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein lokales Netzwerk, das Daten mit einer Rate von 10 Mb/s überträgt und eine Trägerfeststell-, Mehrfachzugriffs- und Kollisionsanzeige verwendet, benutzt, um die Modulprozessoren miteinander zu verbinden. Auf vorteilhafte Weise beinhaltet die Verwendung eines solchen Netzwerks eine Übertragungszeit, die selbst für verhältnismäßig lange Nachrichten mit 100 Byte kleiner als 0,1 ins ist. Im Gegensatz dazu würde eine ähnliche Nachricht, die über einen Kanal von 64 Kb/s eines Zeitmultiplexnetzwerkes übertragen wird, eine Übertragungsverzögerung von mehr als 12 ms erfahren.
In üblicher weise sind Verbindungsleitungen, die ein gegebenes Paar von Schaltern oder Vermittlungsmodulen verbinden, zu Gruppen zusammengefaßt. Wenn eine Verbindungsleitung für einen Schalter zu einer bestimmten Vermittlungsstelle erforderlich ist, so erfolgt eine Freiwahl nach einem verfügbaren Mitglied der jeweiligen Gruppe. In ahnlicher Weise sind Amtsleitungen einer Nebenstellenanlage (PBX) für beispielsweise ein Geschäft, in Mehrleitungs-Freiwahlgruppen zusammengefaßt. Allgemeiner gesprochen, müssen Multiport-Freiwahlvorgänge ausgeführt werden, um einen verfügbaren Port aufzufinden, der mit einem Mitglied der Amtsleitungs- oder Verbindungsleitungsgruppe verbunden ist. Bei dem in dem oben angegebenen US-Patent beschriebenen System wird eine Port-Freiwahl durch den Zentralprozessor ausgeführt. Zur Verwirklichung des Verfahrens und der Vorrichtung für das vorliegende spezielle Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt jede Portgruppe eine zugeordnete Datenbasis, die den augenblicklichen Aktivitätszustand jedes Port in der Gruppe speichert.
Diese zugeordnete Datenbasis wird durch ein Freiwahlmodul für diese Gruppe gewartet. Alle in anderen Modulen entstehende Verbindungen, die die Benutzung eines Port in der Gruppe erfordern, machen es nötig, daß eine Nachricht zu dem Freiwahlmodul ausgesendet wird, um einen verfügbaren Port zu wählen. Auf vorteilhafte Weise vermeidet eine solche Anordnung die Abhängigkeit von einem Zentralprozessor hoher Zuverlässigkeit für die Durchführung der Port-Freiwahl, also einem Verbindungsverarbeitungsschritt, der für jede abgehende Verbindung, Tandemverbindung oder Verbindung zu einer Mehrleitungsgruppe ausgeführt werden muß.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 das Blockschaltbild des bekannten Nachrichtenvermittlungssystems mit verteilter Steuerung einschließlich einer Vielzahl von Vermittlungsmodulen;
Fig. 2 und 3 alternative Ausführungsbeispiele eines Nachrichtenvermittlungssystems mit verteilter Steuerung nach der Erfindung, die je eine Vielzahl von Vermittlungsmodulen enthalten;
Fig. 4 bis 7 Darstellungen des Speichers, der in den Vermittlungssystemen zur Steuerung des Verbindungsaufbaus und der Freiwahl nach verfügbaren Verbindungsleitungen benutzt wird;
Fig. 8 bis 11 kombinierte Fluß- und Nachrichtenaustauschdiagramme zur Steuerung des Aufbaus einer Fernsprechverbindung und zur Steuerung der Auswahl einer verfügbaren Verbindungsleitung;
Fig. 12 ein Flußdiagramm und eine Anordnung zur Initialisierung des Speichers für die Prozessoren der Vermittlungsmodule des Vermittlungssystems gemäß Fig. 2 und 3.

Ins einzelne gehende Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Nachrichtenvermittlungssystem mit verteilter Verarbeitung ähnlich dem, das genauer in dem oben angegebenen US-Patent beschrieben ist. Das System enthält Vermittlungsmodule 1A, 2A, 3A. . .4A, die je Ports zur Anschaltung an Teilnehmer- und Verbindungsleitungen und Zwischenmodulausgänge zum Aufbau von Zwischenmodulwegen besitzen. Beispielsweise sind Ports 101A . . . 102A . . . 111A . . . 112A und Zwischenmodulausgänge 121A . . . 122A für das Vermittlungsmodul 1A gezeigt. Es sind zwar einzelne Ports und Ausgänge dargestellt, einige der Ports, die an Pulscodemodulationseinrichtungen (PCM) angeschaltet sind, und alle Ausgänge sind jedoch durch Zeitmultiplexeinrichtungen gruppiert, wobei eine Einrichtung viele gleichzeitige Sprach- oder Datenkanäle übertragen kann. Dies gilt auch für die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Systeme.
Die Zwischenmodulausgänge 121A . . . 122A; 221A. . .222A; 321A. . .322A; 421A . . . 422A jedes Vermittlungsmoduls sind über Wege 1210A. . .1220A; 2210A. . .2220A; 3210A. . .3220A; 4210A. . . 4220A mit einem Zeitmultiplexschalter 6A verbunden. Dieser kann Verbindungen zwischen jedem Paar dieser Ausgänge unterschiedlicher Vermittlungsmodule herstellen. Eine Zwischenmodulverbindung zwischen zwei Ports, die an unterschiedliche Module angeschaltet sind, wird durch Aufbau einer Verbindung zwischen zwei Zwischenmodulausgängen im Zeitmultiplexschalter 6A und modulinterner Verbindungen zwischen jedem dieser beiden Zwischenmodulausgänge und einem der beiden Ports hergestellt.
Mit dem Zeitmultiplexschalter ist außerdem über Datenkanäle 821A. . .822A ein Nachrichtenschalter 8A verbunden. Der Nachrichtenschalter 8A empfängt ebenfalls Daten von einem Zentralprozessor- und Verwaltungsmodul 7A über den Datenkanal 720A und vom Prozessor 630A des Zeitmultiplexschalters 6A über den Datenkanal 636A. Der Nachrichtenschalter 8A kann Datenverbindungen zwischen jedem seiner Eingänge und jedem seiner Ausgänge herstellen.
Das Zentralprozessor- und Verwaltungsmodul 7A enthält einen Prozessor 730A mit einer Zentralprozessoreinheit (CPU) 731A, einem Speicher 732A, einer Datenschnittstelle 733A zur Nachrichtenverbindung mit dem Nachrichtenschalter 8A und eine Plattenschnittstelle 734A zur Nachrichtenverbindung mit einer Platteneinheit 735A. Der Prozessor kommuniziert mit einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle 736A zur Nachrichtenverbindung über den Datenweg 741A mit der Steuerkonsole 740A. Jedes Vermittlungsmodul besitzt seinen eigenen Prozessor. Der Prozessor 130A für das Vermittlungsmodul 1A umfaßt eine Zentralprozessoreinheit 131A, einen Speicher 132A und eine Schnittstelle 136A zur Nachrichtenverbindung über den Datenweg 137A mit einem der Zwischenmodulausgänge des Vermittlungsmoduls 1A, beispielsweise dem Ausgang 122A. Diejenigen Ausgänge, die für eine Kommunikation mit dem Prozessor benutzt werden, sind außerdem über den Zeitmultiplexschalter 6A zum Nachrichtenschalter 8A durchgeschaltet. Demgemäß stehen die Prozessoren der verschiedenen Vermittlungsmodule miteinander sowie mit dem Zentralprozessor- und Verwaltungsmodul über Datenkanäle in Nachrichtenverbindung, die mit dem Zeitmultiplexschalter 6A verbunden sind, und dann über Datenkanäle 821A . . . 822A mit dem Nachrichtenschalter 8A. Die Datenrate für diese Datennachrichten, die als Datenpakete gesendet werden, ist die gleiche wie die Datenrate für eine Kommunikation zwischen den Teilnehmern. Für das vorliegende System ist diese Rate die Standardrate von 64 Kb/s, die charakteristisch für die üblichen Pulscodemodulations (PCM) - Sprachübertragungssysteme ist.
Unter Verwendung solcher Datenkanäle erfährt ein Datenpaket mit 100 Byte eine Verzögerung von mehr als 12 ins, um den Nachrichtenschalter zu erreichen, und wenn die Nachricht für ein anderes Vermittlungsmodul bestimmt ist, tritt eine weitere Verzögerung von 12 ms zur Erreichung dieses zweiten Moduls auf. In der Praxis ist diese Verzögerung wesentlich größer, da zusätzliche Verzögerungen in den Nachrichtenschaltern selbst auftreten und weil die Prozessoren üblicherweise nicht sofort bereit sind, eine empfangene Nachricht zu verarbeiten. Im Fall des bekannten Systems gemäß Fig. 1 ist die Verzögerung bei der Übertragung einer Nachricht zwischen zwei Modulen und der Beantwortung dieser Nachricht im Bestimmungsmodul im Minimum 60 ms, und die Verzögerung zwischen der Übertragung einer Nachricht zwischen einem Modul und dem Zentralprozessor sowie dem Ansprechen auf diese Nachricht beträgt im Minimum 30 ms. Bei dem bekannten System wird die Anzahl von Nachrichten, die zwischen den Modulen untereinander sowie zwischen den Modulen und dem Zentralprozessor- und Verwaltungsmodul ausgetauscht werden können, durch diese großen Verzögerungen beschränkt.
Die Verteilung von Verarbeitungsaufgaben auf die Vermittlungsmodulprozessoren 130A, 230A, 330A . . . 430A und einem Zentralprozessor 730A wird in hohem Maße durch die zeitlichen Beschränkungen in Verbindung mit dem Austausch von Nachrichten zwischen den Modulen untereinander sowie zwischen den Modulen und dem Zentralprozessormodul bestimmt. Internationale Standards verlangen, daß die Amtsdurchgangsverzögerung über eine Nachrichtenvermittlungseinheit im Mittel auf 180 ms beschränkt ist. Diese Forderung gibt an, daß von dem Zeitpunkt, zu dem eine Vermittlungseinheit eine Anforderung nach einer Verbindung empfängt, bis zum Aufbau der Verbindung im Mittel nicht mehr als 180 ms ablaufen. Mit dieser zeitlichen Anforderung und der Zulassung von Datenverarbeitungsvorgängen unter Ansprechen auf empfangene Datennachrichten erkennt man, daß die Programmstruktur des bekannten Systems nach Fig. 1 nur zwei Nachrichten zwischen einem Vermittlungsmodul und dem Zentralprozessor zuzüglich einer Nachricht zwischen dem Anfangs- und Endvermittlungsmodul zur Verarbeitung einer Zwischenmodulverbindung zulassen kann, wenn diese Nachrichtendaten zur sequentiellen Ausführung von Verarbeitungsvorgängen liefern. Zur Minimierung von Zwischenmodulnachrichten wird entsprechend dieser Einschränkung im wesentlichen die gesamte dynamische Zwischenmodul-Datenbasis, d. h., derjenige Teil der Datenbasis, welcher sich beim Aufbau und Trennen von Verbindungen ändert und Daten enthält, die mehr als ein Vermittlungsmodul betreffen, in einem Zentralprozessor gespeichert. Dieser führt im wesentlichen alle Verarbeitungsfunktionen aus, die einen Zugriff zu dieser Datenbasis erforderlich machen.
Die dynamische Zwischenmodul-Datenbasis enthält drei Elemente, die für den Aufbau und die Trennung der Masse von Telefongesprächen erforderlich sind. Dies sind die Wegführungs-, Verbindungsleitungszuordnungs- und Wegzuordnungs-Datenbasen. Die Wegführungs-Datenbasis ist diejenige Datenbasis, welche zur Auswahl einer bestimmten abgehenden Zwischenamts-Verbindungsleitungsgruppe für eine abgehende oder Randverbindung benutzt wird, die Verbindungsleitungs- Datenbasis wird zur Auswahl einer freien Verbindungsleitung in einer Gruppe und zur Speicherung einer Liste freier Verbindungsleitungen verwendet und die Wegzuordnungs-Datenbasis wird für die Auswahl eines Weges zur Verbindung von zwei Modulen benutzt. In einem System, in dem ein Zentralprozessor diese Datenbasen speichert, führt der Zentralprozessor die Wegführungs-, Verbindungsleitungszuordnungs- und Wegauswählvorgänge durch. Eine solche Anordnung minimiert auf vorteilhafte Weise die Anzahl von Nachrichten, die zwischen unterschiedlichen Prozessoren ausgetauscht werden müssen. Die Anordnung führt jedoch auf nachteilige Weise zu einem Flaschenhals, der die Größe des Systems durch die Möglichkeiten des Zentralprozessors sowie auch die Zuverlässigkeit des Systems begrenzt, weil eine besonders zuverlässige Einrichtung erforderlich ist. Wenn diese Vorgänge auf die Vermittlungsmodulprozessoren der parallelen Vermittlungsmodule statt auf den Zentralprozessor aufgeteilt werden sollen, ist es erforderlich, mehr Daten zwischen diesen Prozessoren auszutauschen, da keiner von ihnen die vollständige Datenbasis speichern kann, die zum Aufbau seines Anteils aller Verbindungen erforderlich ist, die von diesem Modul verarbeitet werden. Auf vorteilhafte Weise stellt die Aufteilung dieser Vorgänge auf die Vermittlungsmodulprozessoren sicher, daß sich eine kleinere Abhängigkeit von einem einzigen Zentralprozessor ergibt und daß die endgültige Größe einer Vermittlungseinheit nicht durch die Fähigkeiten eines solchen Zentralprozessors begrenzt wird.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems, das für einen Betrieb nach den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Schnittstelle, beispielsweise die Schnittstelle 136A (Fig. 1), zu Datenkanälen für eine Kommunikation über die Ausgänge jedes Vermittlungsmoduls zum Übertragen von Nachrichten zwischen den Modulprozessoren ist durch eine Kommunikationsmedium(CM)-Schnittstelle, beispielsweise die CM-Schnittstelle 133 (Fig. 2) für einen Zugriff zu einem gemeinsamen Datenübertragungsmedium 90 ersetzt worden. Dieses gemeinsame Datenübertragungsmedium, das von dem Teilnehmerübertragungssystem getrennt ist, kann mit einer unterschiedlichen Rate betrieben werden, bei dem Ausführungsbeispiel mit 10 Mb/s. Dieses Datenübertragungssystem enthält das Übertragungsmedium und die CM-Schnittstelle. Das Übertragungsmedium mit hoher Datenrate gibt die Möglichkeit, daß viele Nachrichten innerhalb einer kurzen Zeitspanne übertragen werden können. Ein Datenring, der die Reihenfolge der Pakete aufrecht erhält, könnte ebenfalls als gemeinsames Übertragungsmedium benutzt werden, obwohl unterschiedliche Pakete gleichzeitig in unterschiedlichen Abschnitten des Rings übertragen werden. Im wesentlichen alle Funktionen, die zum Aufbau von Zwischenmodulverbindungen erforderlich sind, werden von den Modulprozessoren ausgeführt, die in Kooperation miteinander arbeiten und Daten über das Übertragungsmedium austauschen, ohne daß von dem Verwaltungsprozessor 730 ausgeführte Datenverarbeitungsoperationen nötig sind. (Eine Ausnahme ist die Erzeugung von Daten für eine Prüfverbindung, die von dem Verwaltungsprozessor angefordert wird.) Das gemeinsame Übertragungsmedium mit hoher Datenrate macht es möglich, eine viel größere Zahl von Datennachrichten zwischen den Prozessoren zum Aufbau einer Verbindung auszutauschen, so daß eine Einschränkung in Verbindung mit dem bekannten System nach Fig. 1 beseitigt wird, die fordert, daß viele Datenverarbeitungsfunktionen von einem Zentralprozessor ausgeführt werden. Es werden beispielsweise Datennachrichten benutzt, um Daten zu übertragen, die ein Zusammenwirken zur Auswahl verfügbarer Ausgänge für die Verwendung auf einem Weg zwischen zwei Vermittlungsmodulen oder einen Zugriff auf Daten im Speicher des anderen Prozessors ermöglichen.
Fig. 2 zeigt vier typische Vermittlungsmodule 1, 2, 3 . . . 4, die vier der Vermittlungsmodule einer typischen Vermittlungseinheit darstellen. Außerdem sind ein Zeitmultiplexschalter 6 und ein Verwaltungsmodul 7 gezeigt. Die Vermittlungsmodule 1, 2, 3. . .4, der Zeitmultiplexschalter 6 und das Verwaltungsmodul 7 sind alle mit dem gemeinsamen Datenübertragungsmedium 90 verbunden. Jedes Vermittlungsmodul ist ein Vermittlungsmodul des in dem oben genannten US-Patent beschriebenen Typs. Das Vermittlungsmodul 1 ist mit Ports 101. . .102; . . .; 111. . .112 verbunden und jede Gruppe von Ports ist mit einer Gruppe von Teilnehmerleitungen oder Zwischenamts-Verbindungsleitungen verbunden. (Eine solche Gruppe von Verbindungsleitungen ist nicht eine Verbindungsleitungsgruppe im Sinne der üblichen Verwendung dieses Ausdrucks sowie der Verwendung in der vorliegenden Beschreibung.) Das Vermittlungsmodul 1 ist außerdem an eine Gruppe von Zwischenmodulausgängen 121. . .122 angeschaltet. Das Vermittlungsmodul 1 wird durch den Vermittlungsmodulprozessor 130 gesteuert, der die CPU 131, den Speicher 132 und die Übertragungsmedium(cM)-Schnittstelle 133 zum Übertragungsmedium 90 umfaßt. Die Vermittlungsmodul 2, 3. . . 4 besitzen entsprechende Prozessoren 230, 330. . .430, Gruppen von Ports (201. . .202; . . .; 211. . .212), (301. . .302; . . .; 311. . .312), . . ., (401. . .402; . . .; 411. . .412), die an Teilnehmerleitungen und Verbindungsleitungen angeschlossen sind und Gruppen von Zwischenmodulausgängen (221. . .222), (321. . .322), . . ., (421. . .422).
Außerdem enthält das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 einen Zeitmultiplexschalter, der mit den Zwischenmodulausgängen aller Vermittlungsmodule verbunden ist. Dieser Zeitmultiplexschalter stellte Verbindungen zwischen den Zwischenmodul-Vermittlungseinrichtungen her, um einen Weg zwischen Ports von zwei unterschiedlichen Vermittlungsmodulen auf zubauen. Der Zeitmultiplexschalter 6 enthält außerdem einen Prozessor 630 zum Aufbau und zum Abbau von Verbindungen im Schalter. Die Zwischenmodulausgänge der Vermittlungsmodule 1, 2, 3. . .4 sind mit dem Zeitmultiplexschalter 6 über Wege (1210. . .1220), (2210. . .2220), (3210. . .3220), . . ., (4210. . .4220) verbunden. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 2 enthält weiterhin ein Verwaltungsmodul 7 mit einem Prozessor 730 und einem Plattengroßspeicher 735. Der Prozessor weist eine Zentralprozessoreinheit (CPU) 731, einen örtlichen Speicher 732, eine CM- Schnittstelle 733 für eine Kommunikation mit dem Übertragungsmedium 90 und eine Plattenschnittstelle 734 für eine Nachrichtenübertragung mit dem Plattenspeicher 735 auf. Der Prozessor steht mit der Mensch-Maschinen- Schnittstelle 736 für eine Kommunikation über den Datenweg 741 mit einer Steuerkonsole 740 in Verbindung. Der Plattenspeicher wird zur Aufnahme von Initialisierungsdaten, beispielsweise dem in den Prozessoren 130, 230, 330. . .430 und 630 erforderlichen Programmtext sowie zur Steuerung der Vermittlungsmodule 1, 2, 3. . .4 bzw. des Zeitmultiplexschalters 6 verwendet. Die Steuerkonsole wird zur Wiedergabe von Wartungs- und Verwaltungsdaten sowie zur Aufnahme von Eingangsdaten und Steuernachrichten von einer Verkehrssteuerperson oder einem Überwachungsbeamten benutzt.
Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Datenübertragungseinrichtung wird ein verdoppeltes Übertragungsmedium 91 vorgesehen, und jeder Prozessor besitzt einen Zugriff zu beiden Übertragungsmedien 90 und 91. Beispielsweise hat die CM-Schnittstelle 133 des Prozessors 130 im Modul 1 Zugriff zum Übertragungsmedium 90 über den Datenweg 134 und Zugriff zum verdoppelten Übertragungsmedium 91 über den Datenweg 135. Eine solche Anordnung ermöglicht dem System, beim Ausfall eines Übertragungsmediums oder bei einem Ausfall zu überleben, der dazu führt, daß eine der Übertragungsmedium-Schnittstellen einen Kurzschluß an eines der Medien anlegt.
Kurz gesagt arbeitet das System wie folgt: Ein Fernsprechteilnehmer, beispielsweise am Telefonapparat 116, der über den Weg 114 mit dem Port 101 verbunden ist, oder eine ankommende Verbindungsleitung, beispielsweise die Verbindungsleitung 115, die über den Weg 117 mit dem Port 111 verbunden ist, wobei beide Ports zum Vermittlungsmodul 1 gehören, sendet ein abgehendes Signal durch Abheben des Hörers von der Gabel oder im Falle einer ankommenden Verbindung ein Belegungssignal durch Anlegen, Abtrennen oder Umkehren eine Spannung an den Port. Unter Steuerung des Vermittlungsmodulprozessors, beispielsweise des Prozessors 130, wird die Ruf- oder Bestimmungsnummer des gerufenen Teilnehmers der Bestimmungsstelle über den Port empfangen und im Prozessor 130 angesammelt. Im Falle der bekannten Technik einer gemeinsamen Kanalsignalisierung werden Belegungs- und Wählsignale über einen getrennten Datenkanal ausgesendet und können in einem anderen Modul empfangen werden. Dieses Modul sendet eine die empfangenen Daten umfassende Nachricht zu dem Modul, das den Verbindungsleitungsport enthält.
Wenn eine vollständige Rufnummer empfangen worden ist, so wird sie zur Feststellung der Identität eines Bestimmungsport für eine Nachrichtenverbindung mit dem Bestimmungsteilnehmer umgesetzt. Die Umsetzung kann im Modulprozessor ausgeführt werden oder es kann eine vorläufige Umsetzung durch diesen Prozessor erfolgen, um einen entsprechenden Umsetzprozessor auszuwählen, der die Umsetzung vornimmt. Wenn die Verbindung innerhalb des Moduls aufgebaut werden kann, sind keine weiteren Nachrichtenverbindungen mit anderen Modulen erforderlich. Wenn die Verbindung über einen Port eines anderen Moduls geführt wird, werden Datennachrichten über das Datenübertragungsmedium 90 zu den anderen beteiligten Modulen übertragen und die Verbindung wird in Kooperation zwischen dem ankommenden oder ausgehenden (Quellen-) Modul und dem abgehenden oder endenden (Bestimmungsport-) Modul aufgebaut. Außerdem wird eine Nachricht zum Zeitmultiplexschalter ausgesendet, um die Verbindung zwischen Ausgängen des Quellen- und des Bestimmungsmoduls herzustellen. Entsprechend den Lehren der Erfindung ist das Einschreiten des Verwaltungsmoduls 7 nicht erforderlich. Dies wird dadurch möglich gemacht, daß eine geeignete, aktualisierte Datenbasis in jedem Modul gespeichert ist und indem Verbindungssteuernachrichten zwischen den Modulen übertragen werden. Wie weiter in den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist, überträgt eine Vielzahl von Datennachrichten zwischen den v ausgesendet, um die Verbindung zwischen Ausgängen des Quellen- und des Bestimmungsmoduls herzustellen. Entsprechend den Lehren der Erfindung ist das Einschreiten des Verwaltungsmoduls 7 nicht erforderlich. Dies wird dadurch möglich gemacht, daß eine geeignete, aktualisierte Datenbasis in jedem Modul gespeichert ist und indem Verbindungssteuernachrichten zwischen den Modulen übertragen werden. Wie weiter in den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist, überträgt eine Vielzahl von Datennachrichten zwischen den Vermittlungsmodulen alle Daten, die zum Aufbau der Verbindungen benötigt werden.
Das alternative Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ähnlich dem in Fig. 2 mit der Ausnahie, daß kein Zeitmultiplexschalter erforderlich ist. Stattdessen sind die Vermittlungsmodule direkt über ihre Zwischenmodulausgänge verbunden. Eine solche Anordnung ist zwar in erster Linie für eine Verwendung in kleineren Ämtern bestimmt, sie kann aber auch in größeren Ämtern unter gelegentlicher Verwendung eines Vermittlungsmoduls zum Aufbau einer Tandemverbindung zwischen zwei anderen Vermittlungsmodulen verwendet werden. Wenn Vermittlungsmodule voll und ohne zwischengelegenem Schalter, beispielsweise dem Zeitmultiplexschalter 6 miteinander verbunden werden sollen, kann die Größe der Zwischenmodul-Ausgangsgruppe, die jeweils zwei Module in einem großen System verbinden, nicht ausreichen, um als wirksame Ausgangsgruppe zu dienen. Es ist eine zusätzliche Überlaufanordnung, beispielsweise eine Zwischenmodul-Tandemvermittlung erforderlich. Jedes Vermittlungsmodul des Systems nach Fig. 3 besitzt die gleichen Ausgänge wie bei dem System nach Fig. 2. Die Module 1, 2, 3. . .4 besitzen Ausgänge (121. . .122), (221. . .222), (321. . .322), . . ., (421. . .422).
Die an Zwischenmodulausgänge angeschlossenen Wege sind jedoch mit anderen Ausgängen und nicht mit einem Zeitmultiplexschalter verbunden. In Fig. 3 sind die Wege zwischen Zwischenmodulausgängen so numeriert, daß die erste Ziffer die Nummer eines der durch einen Ausgang verbundenen Module und die zweite Ziffer das andere Modul darstellen. Um die gleiche Bezeichnung für beide Enden eines Zwischenmodulweges zu benutzen, wird in Fig. 3 die Regel angewendet, daß die erste Ziffer der Nummer eines Weges immer gleich oder kleiner als die zweite Ziffer ist. Es werden keine modulinternen Wege benötigt, da der interne Schalter jedes Moduls eine modulinterne Verbindung zwischen zwei Ports des Moduls aufbauen kann. Die fehlenden modulinternen Ausgänge für die Module 1, 2, 3. . .4 sind grafisch durch gestrichelte Linien angedeutet, die das interne Äquivalent von modulinternen Wegen darstellen und mit 1100. . .1101; 2200. ..2201; 3300. . .3301; . . .; 4400. .4401 bezeichnet sind. Fig. 3 zeigt die Module 1, 2, 3. . .4 mit Wegen und gestrichelten Linien (1100. . .1101; 1200. . .1201; 1300. . .1301; 1400. . .1401), (1200. . .1201; 2200. . .2201; 2300. . .2301; 2400. ..2401), (1300. . .1301; 2300. ..2301; 3300. . .3301; 3400. ..3401), (1400. . .1401; 2400. . .2401; 3400. . .3401; 4400. .4401). Beispielsweise besitzt das Modul 2 Wege 1200. . .1201, die mit dem Modul 1 verbunden sind, gestrichelte Linien 2200. . .2201, die die nicht benötigten modulinternen Wege des Moduls 2 darstellen, Wege 2300. . .2301, die mit dem Modul 3 verbunden sind und Wege 2400. . .2401, die mit dem Modul 4 verbunden sind.
Bei den Systemen gemäß Fig. 2 und 3 führt jeder Modulprozessor ein als Betriebssystem bezeichnetes Programm aus. Betriebssysteme sind bekannt. Ein solches System ist das Duplex-Mehrungebungs-Realzeit- Betriebssystem (DMERT), das beschrieben ist in einem Aufsatz von Grzelakowski et al "DMERT Operating System", Bell System Technical Journal, Band 62, Nr. 1, Teil 2, Januar 1983, Seiten 303-322. Zu den unter Steuerung eines Betriebssystems ausgeführten Funktionen gehören die Aussendung von Nachrichten, der Empfang von Nachrichten und die Zuordnung empfangener Nachrichten zu einem Prozeßblock zur Steuerung eines Prozesse, beispielsweise einer Telefonverbindung. Wenn ein Prozeß in einem Prozessor eine Stufe erreicht, auf der er mit einem anderen Prozessor in Nachrichtenverbindung treten muß, so geschieht dies durch Erzeugung einer Nachricht, die ein oder mehrere Datenpakete für den anderen Prozessor umfaßt. Die Nachrichten werden unter Steuerung der Betriebssysteme des sendenden und des empfangenen Prozessors übertragen. Jedes Paket enthält seine eigene Prozeßidentifizierung und, falls bekannt, die Identifizierung des Prozesses, der in dem anderen Prozessor ausgeführt wird, mit dem eine Nachrichtenverbindung stattfinden soll. Das Zusammenspiel von Prozessen und Nachrichten ist zusätzlich in den Fig. 8 bis 11 dargestellt.
Der allgemeine Prozeß zur Auswahl einer Verbindungsleitung für eine abgehende oder eine Tandemverbindung soll jetzt kurz beschrieben werden. Die Auswahl umfaßt eine Wegführungsstufe zur Auswahl einer Verbindungsleitungsgruppe und eine Verbindungsleitungs-Freiwahlstufe zur Auswahl einer Verbindung innerhalb der Gruppe. Alle Mitglieder einer Verbindungsleitungsgruppe haben einen gemeinsamen Bestimmungsort, so daß ein Prozeß zur Wegführung von Fernsprech- oder Datenverkehr sich nur mit der Auswahl von Verbindungsleitungsgruppen befassen muß. Ein Wegführungsprozeß stellt normalerweise eine bevorzugte Verbindungsleitungsgruppe fest und liefert eine Verbindungsleitungsgruppe mit alternativer Wegführung für den Fall, daß alle Verbindungsleitungen in der bevorzugten Gruppe besetzt sind. Ein gut ausgelegter Wegführungsprozeß muß jedoch eine solche Wegführung erster Art und eine alternative Wegführung bereitstellen, die in modernen Nachrichtenvermittlungseinrichtungen zur Verfügung steht, beispielsweise in der 4ESSTM-Vermittlungseinrichtung, hergestellt von AT & T Technologies, Inc.
In solchen Vermittlungseinrichtungen können Wegführungen erster Wahl und alternative Wegführungen entsprechend den Verkehrsbedingungen ausgewählt werden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden sind. In einigen Fällen kann die alternative Wegführung ferner durch eine Eingabe des Verkehrsüberwachungsbeamten abgeändert werden, so daß das System richtig auf Notfälle reagieren kann (beispielsweise der Ausfall einer großen Zahl von Verbindungsleitungen oder das Auftreten eines Notfalls, der zu einem sehr großen Verkehrsaufkommen von und zu einem Bestimmungsort führt) oder bei besonderen Verkehrsbedingungen, beispielsweise denen am Muttertag. Zur optimalen Steuerung der Wegführung ist es wünschenswert, daß die Wegführung für jeden gegebenen Bestimmungsort unter Steuerung einer einzigen Datenbasis steht. Wegen der im hohen Maß dynamischen Art des Verkehrs ist es ferner wünschenswert, daß, als Minimalanforderung, die Wegführungssteuerung für den gesamten, zueinander in Beziehung stehenden Verkehr durch einen einzelnen Prozessor ausgeübt wird.
Nachdem eine Wegführung und folglich eine Verbindungsleitungsgruppe gewählt ist, kann eine Verbindungsleitung innerhalb der Gruppe durch einen getrennten Verbindungsleitungs- Freiwahlprozeß ausgewählt werden. Die Auswahl einer verfügbaren Verbindungsleitung muß jedoch so durchgeführt werden, daß die Verbindungsleitung nicht gleichzeitig durch zwei Vermittlungsmodule belegt wird, die unterschiedliche Verbindungen verarbeiten. Dies legt die Verwendung einer einzigen Datenbasis für jede Verbindungsleitungsgruppe oder, wie in Verbindung mit Fig. 11 erläutert wird, die Verwendung einer Datenbasis nahe, die in jedem Modul kopiert ist und dauernd aktualisiert wird.
Der Prozeß für den Aufbau eines Zwischenmodulweges soll kurz erläutert werden. Zwei Arten von Problemen bestehen bei der Auswahl eines Weges zwischen zwei Modulen. Wenn die Wege zwischen den beiden Modulen direkt sind, d. h., ohne eine Vermittlungsstufe zu enthalten, dann ist es nur wichtig, daß zwei durch einen Weg verbundene Module nicht gleichzeitig die beiden Enden eines Weges für unterschiedliche Verbindungen belegen. Zur Auswahl eines Weges muß der Prozessor, der die Wegauswahl trifft, Kenntnis hinsichtlich der Verfügbarkeit beider Enden wenigstens einer Untergruppe der die beiden Module verbindenden Wege besitzen. Wenn eine Vermittlungsstufe beteiligt ist, und, wie das meist in heutigen Vermittlungssystemen üblich ist, diese Vermittlungsstufe eine nicht blockierende Zeitmultiplex-Raummultiplex-Vermittlungseinheit ist, dann ist es erforderlich, daß die beiden miteinander verbundenen Module beide die gleiche Zeitlage für eine gegebene Verbindung zur Verfügung haben. Es muß also sichergestellt sein, daß die gleiche Zeitlage nicht gleichzeitig durch die beiden Module für unterschiedliche Verbindungen belegt wird. Für diesen Wegauswahlprozeß muß der Prozessor, der eine Entscheidung dahingehend trifft, welcher Weg verwendet werden soll, Kenntnis wenigstens einer Untergruppe der verfügbaren Zeitlagen jedes der an der Verbindung beteiligten Module haben.
Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Speicherauslegung für einen Prozeßblock 800, der zur Steuerung der Funktionen eines Vermittlungsmoduls für eine Verbindung erforderliche Informationen enthält. Der Prozeßblock 800 umfaßt eine Prozeßidentifizierungsnummer 801, die zur Identifizierung der Verbindung dient und benutzt wird, um ankommende Nachrichten mit diesem Prozeßblock zu verknüpfen. Der Prozeßblock 800 enthält außerdem die Identifizierungen 802, 803 von Prozessen, die mit diesem Prozeß entweder innerhalb des Moduls oder in außerhalb gelegenen Modulen verkettet sind. Der Prozeßblock 800 umfaßt ferner die Identifizierung 804, 806 des bei einer Verbindung benutzten Quellen- und Bestimmungsports sowie Wegdaten 805 für den Verbindungsaufbau entweder innerhalb eines Moduls oder zwischen Modulen zur Verbindung dieser Ports. Der Prozeßblock 800 enthält weiterhin die Rufnummer 807 des gerufenen Teilnehmers.
Fig. 5 bis 7 zeigen ferner Speicherauslegungen zur Steuerung von Fernsprechverbindungen. Fig. 5 betrifft die Auslegung eines für die Wegführung benutzten Speichers. Jede Rufnummer eines gerufenen Teilnehmers oder jede Bestimmungsortnummer enthält einen Bereichscode oder Amtscode (Vorwahlnummer), der hier zur Vereinfachung als Bestimmungscode bezeichnet wird. Jeder Bestimmungscode besitzt einen zugeordneten Wegführungsindex, und zwar einen der n+1 Wegführungsindizes 811. . .812 der Tabelle 810. Viele Bestimmungscodierungen können sich einen Wegführungsindex teilen. Beispielsweise ist dies für den Fall wahrscheinlich, daß die Bestimmungscodierungen, die sich einen Wegführungsindex teilen, alle für Teilnehmer gelten, die an die gleiche Vermittlungseinheit angeschlossen sind. Jeder Wegführungsindex ist einem der m+1 Eintragungen in der Tabelle 825 zugeordnet. Jede solche Eintragung umfaßt eine primäre Verbindungsleitungsgruppe 826. . .828 und einen alternativen Wegführungsindex 827. . .829. Ein Wegführungsindex kann auch eine vermittlungsinterne Bestimmung durch einen besonderen Wert angeben, der einen vermittlungsinternen Bestimmungscode darstellt, beispielsweise die "primäre Verbindungsleitungsgruppe". Wenn ein Wegführungsindex aufgefunden ist, wird als erstes eine Suche nach einer verfügbaren Verbindungsleitung in der primären Verbindungsleitungsgruppe durchgeführt. Wenn keine freie Verbindungsleitung in der primären Verbindungsleitungsgruppe verfügbar ist, dann wird der alternative Wegführungsindex benutzt, um eine neue Verbindungsleitungsgruppe erster Wahl und einen neuen alternativen Wegführungsindex zu gewinnen. Der letzte alternative Wegführungsindex ist der eines Überlauftons oder einer Ansage, daß keine Einrichtungen zur Verfügung stehen, um mit der Vermittlungseinheit am Bestimmungsort in Verbindung zu treten. Eine solche Wegführung ist im Stand der Technik bekannt und beispielsweise beschrieben in einem Aufsatz von W. Ulrich et al "Translations in the No. 1 Electronic Switching System", Bell System Technical Journal, v. 43, Nr. 5, Teil 2, September 1964, Seiten 2533-2573, insbesondere Seiten 2542-2545 und in einem Aufsatz von T.V. Greene et al, "Network Management and Administration", Bell System Technical Journal, v. 56, Nr. 7, September 1977, Seiten 1169-1201.
Fig. 6 zeigt die Auslegung eines Speicherblocks 830, der zur Auswahl einer freien Verbindungsleitung in einer Verbindungsleitungsgruppe benutzt wird. Die ersten beiden Zeilen dieses Speichers enthalten einen Zeiger auf die erste freie Verbindungsleitung 831 (d. h., diejenige Verbindungsleitung, welche am längsten frei gewesen ist) und die letzte freie Verbindungsleitung 832 (d. h., diejenige Verbindungsleitung, welche zuletzt benutzt worden ist). Außerdem sind zwei Eintragungen je Verbindungsleitung vorhanden, beispielsweise 833, 834, 835, 836 und 837, die entweder die augenblickliche Verwendung der Verbindungsleitung betreffende Daten oder einen Zeiger auf die nächste freie Verbindungsleitung umfassen. Eintragungen, beispielsweise 833 und 835 für besetzte Verbindungsleitungen umfassen Wegdaten für diese Verbindungsleitung. Die durch die Speichereintragungen 834, 836, 837 dargestellten freien Verbindungsleitungen sind über eine Liste verkettet, die je auf die nächste freie Verbindungsleitung zeigt. Die letzte Eintragung 837 für eine freie Verbindungsleitung besitzt keinen Zeiger, sondern eine besondere Angabe, daß keine weiteren freien Verbindungsleitungen vorhanden sind. Wenn eine frei Verbindungsleitung benötigt wird, so wird die erste frei Verbindungsleitung belegt. Dann ersetzt die Identität der nächsten freien Verbindungsleitung, die sich in der der belegten Verbindungsleitung zugeordneten Informationszeile findet, die Information in der Zeile der ersten freien Verbindungsleitung für die Verbindungsleitungsgruppeninformation. Wenn die mit "letzte freie Verbindungsleitung" markierte Verbindungsleitung belegt ist, so wird eine besondere Anzeige in den Zeiger für die erste frei Verbindungsleitung eingegeben, die sagt, daß keine Verbindungsleitungen verfügbar sind. Wenn eine Verbindungsleitung freigegeben wird, so wird der Inhalt des Zeigers für die letzte freie Verbindungsleitung benutzt, um die zweitletzte freie Verbindungsleitung zu finden, und diese Verbindungsleitung wird dann mit derjenigen Verbindungsleitung verkettet, welche gerade freigegeben worden ist. Die gerade freigegebene Verbindungsleitung wird als "letzte freie Verbindungsleitung" markiert, wodurch angezeigt wird, daß keine weiteren freien Verbindungsleitungen vorhanden sind, und ihre Identität wird in die Zeile für die letzte freie Verbindungsleitung eingegeben. Freiwahlvorgänge für Teilnehmerleitungen können auf die gleiche Weise wie Freiwahlvorgänge für Verbindungsleitungen durchgeführt werden.
Fig. 7 zeigt die Auslegung 840 eines Speichers, der zur Auffindung verfügbarer Wege zwischen einem Vermittlungsmodul und anderen Vermittlungsmodulen benutzt wird. Für das System gemäß Fig. 3 sind Zwischenmodulausgänge in Gruppen 841. . .842 zusammengefaßt, wobei jede Gruppe Ausgänge zu einem anderen Vermittlungsmodul enthält. Beispielsweise kann die Gruppe 841 Kanäle zwischen den Modulen 1 und 2 darstellen. Wenn ein Zeitmultiplexschalter benutzt wird, können alle Ausgänge für Verbindungen zu anderen Modulen verwendet werden, so daß eine Gruppe nicht einem bestimmten Modul zugeordnet sein muß. Für jeden Ausgang wird eine Besetzt-Freianzeige 0 oder 1 in einer Bitposition, beispielsweise 843, gespeichert, um den Zustand eines entsprechenden Kanals anzugeben.
Fig. 8 bis 11 zeigen in Kombination ein Flußdiagramm und Nachrichtenaustauschdiagramme, die die Verarbeitung einer ankommenden Fernsprechverbindung darstellen. Die Verarbeitungsschritte sind in Spalten unter Angabe des Modulprozessors dargestellt, der die Verarbeitungsschritte ausführt. Die Prozessoren sind entsprechend ihrer Verwendung in der als Beispiel gewählten Fernsprechverbindung identifiziert. Nachrichten sind als stark ausgezogene Linien gezeigt, die Kästchen in Spalten des Prozessors, der die Nachricht aussendet, und des Prozessors verbinden, der die Nachricht empfängt. Der Inhalt der Nachricht ist dann, wenn er nicht offensichtlich ist, in einem der ausgezogenen Linie zugeordneten Parallelogramm angegeben.
Eine abgehende Verbindung ist eine Verbindung, die von einem an das vorliegende Vermittlungsmodul angeschalteten Teilnehmer ausgeht. Eine ankommende Fernsprechverbindung ist eine Verbindung, die von einem an ein anderes, über eine ankommende Verbindungsleitung mit dem vorliegenden Vermittlungsmodul verbundenes Vermittlungsmodul angeschalteten Teilnehmer ausgeht. Die Vorgänge für ankommende und abgehende Verbindungen sind sehr ähnlich. Die Hauptunterschiede bestehen darin, daß für eine abgehende Verbindung die Signale zu einem abgehenden Teilnehmer ausgesendet und von diesem empfangen werden, während für eine ankommende Verbindung die Signale zu einem anderen Vermittlungsmodul ausgesendet und von diesem empfangen werden. Eine ankommende Verbindung, von einer ankommenden, an den Port 111 des Vermittlungsmoduls 1 angeschalteten Verbindungsleitung 112 zu einem Teilnehmerapparat 315, der über die Teilnehmerleitung 314 mit dem Port 301 des Vermittlungsmoduls 3 verbunden ist, soll als erstes beschrieben werden. Außerdem soll eine Tandemverbindung von der Verbindungsleitung 115, die zur abgehenden, über den Weg 414 zum Port 401 des Vermittlungsmoduls 4 verbundenen Verbindungsleitung 415 geführt wird, ebenfalls erläutert werden.
Die ankommende Verbindung wird im ankommenden Vermittlungsmodul empfangen (Kästchen 501). Wenn die Verbindung festgestellt wird, so wird ein Prozeßblock 800 aufgebaut, um die Verbindung durch das Betriebssystem des Prozessors 130 zu verarbeiten. Ein ähnlicher Prozeßblock wird nachfolgend in einem Bestimmungsmodul aufgebaut, wenn die jeweilige Nachricht 509 oder 561 empfangen wird. Das Steuergerät des ankommenden Vermittlungsmoduls, im Fall des vorliegenden Beispiels der Vermittlungsmodulprozessor 130 des Vermittlungsmoduls 1 prüft, ob die Verbindung in diesem oder einem anderen Vermittlungsmodul endet (Prüfung 503). Diese Prüfung beruht auf dem Bestimmungscode. Wenn festgestellt wird, daß die Verbindung in der vorliegenden Vermittlungseinheit endet, erfolgt eine Umsetzung, um das Bestimmungsmodul festzustellen (Kästchen 505). Im Fall des vorliegenden Beispiels wird angenommen, daß dies das Modul 3 ist. Eine Nachricht 509 wird entsprechend dem Kästchen 507 zum Prozessor dieses Bestimmungsmoduls ausgesendet. Der Text der Nachricht 509 enthält die Bestimmungsnummer, die der Verbindung durch das ankommende Vermittlungsmodul 1 zugeordnete Nummer des ankommenden Verbindungsprozesses, eine Übersicht über die Verfügbarkeit von Wegen zwischen dem ankommenden und endenden Vermittlungsmodul, die aus dem Speicherblock 840 des Prozessors 130 gewonnen wird, und die Art der übertragenen Nachricht. Die Nachricht wird vom Prozessor 330 des endenden Vermittlungsmoduls empfangen, der dann die in der Nachricht enthaltene Bestimmungsnummer umsetzt, um die entsprechende Portnummer 301 festzustellen. Der Prozessor 330 des endenden Vermittlungsmoduls prüft den Port, um festzustellen, ob er frei ist (Prüfung 513). Wenn der Port nicht frei ist, dann enthält die Nachricht 515 eine Verbindungsart (in diesem Fall Besetzt), und die ankommende Prozeßnummer wird zurück zum Prozessor des abgehenden Vermittlungsmoduls übertragen, der einen Besetzt-Ton an die ankommende, an den Port 111 angeschlossene Verbindungsleitung anlege (Kästchen 517), um den abgehenden Teilnehmer davon in Kenntnis zu setzen, daß der gerufene Teilnehmer besetzt ist.
Wenn die ankommende Bauteilnummer frei ist, dann wählt der Prozessor 330 des ankommenden oder endenden Vermittlungsmoduls aus den in der empfangenen Nachricht als verfügbar aufgelisteten Wegen einen Weg, der im ankommenden Vermittlungsmodul verfügbar ist, und baut eine Rufstromverbindung zum gerufenen Teilnehmer sowie eine Tonverbindung zu demjenigen Weg auf, der zu dem abgehenden Teilnehmer führt (Kästchen 521). Der Weg wird unter Verwendung des Speicherblocks 840 des Prozessors 330 und der empfangenen Wegverfügbarkeitsdaten ausgewählt. Der Prozessor 330 des endenden Vermittlungsmoduls sendet dann eine Nachricht 523 über das Nachrichtenmedium 90 zum Prozessor 130 des ankommenden (Quellen-) Vermittlungsmoduls. Die Nachricht 523 beinhaltet eine Identifizierung, die die Nummer des ankommenden Prozesses, einen Nachrichtentyp, der angibt, daß eine Rufstromverbindung aufgebaut worden ist, und die gewählte Wegnummer für die Sprechverbindung sowie die Verbindung zur Übertragung eines Tons zurück zum abgehenden Teilnehmer enthält. Der Prozessor 130 des rufenden Vermittlungsmoduls baut unter Ansprechen auf diese Nachricht eine Verbindung vom Port 101 der ankommenden Verbindungsleitung zu dem Zwischenmodulausgang auf, der durch die in der Nachricht empfangene Wegnummer identifiziert wird (Kästchen 525).
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sendet der Prozessor 333 des endenden Vermittlungsmoduls außerdem eine Nachricht 531, die die Identifizierung des abgehenden und endenden Vermittlungsmoduls und den gewählten Weg enthält, zum Prozessor 630 des Zeitmultiplex- Vermittlungsmoduls. Unter Ansprechen darauf (Kästchen 533) baut das Zeitmultiplex-Vermittlungsmodul 6 unter Steuerung des Prozessors 630 eine Verbindung zwischen dem gewählten Ausgang des ankommenden Vermittlungsmoduls und dem endenden Vermittlungsmodul 3 auf.
Wenn anschließend eine Antwort des gerufenen Teilnehmers festgestellt wird (Fig. 10, Kästchen 541), baut das endende Vermittlungsmodul 3 unter Steuerung des Prozessors 330 die Sprechverbindung auf und überträgt die Nachricht 545 zum Prozessor 130 des ankommenden Vermittlungsmoduls (Kästchen 543). Die Nachricht 545 enthält die ankommende Prozeßnummer und den Typ des angeforderten Verbindungsvorgangs, in diesem Fall, ein Antwortesignal zur Vermittlungseinheit am anderen Ende der ankommenden, an den Port 111 angeschalteten Verbindungsleitung zu übertragen. Unter Ansprechen darauf ändert der Prozessor 130 des ankommenden Vermittlungsmoduls seine Verbindungsaufzeichnung, um anzuzeigen, daß sich die Verbindung im Sprechzustand befindet (Kästchen 547) und überträgt das Antwortsignal über die ankommende Verbindungsleitung.
Es sei jetzt zur Prüfung 503 (Fig. 8) für die Feststellung, ob die ankommende Verbindung für den an diese Vermittlungseinheit oder eine andere Vermittlungseinheit angeschalteten Teilnehmer bestimmt war, zurückgekehrt. Wenn das Ergebnis der Prüfung 503 anzeigt, daß diese Verbindung nicht in dieser Vermittlungseinheit endet, dann handelt es sich um eine Tandemverbindung, bei der die vorliegende Vermittlungseinheit weder die abgehende noch die endende sondern eine zwischengelegene Vermittlungseinheit ist. Das ankommende Vermittlungsmodul überträgt eine Tandemnachricht 553 zu einem wegführenden Vermittlungsmodul (Kästchen 551). In diesem Fall ist das Modul 2 das wegführende Vermittlungsmodul und der Prozessor 230 führt den Wegführungsprozeß aus. Die Nachricht 553 enthält eine Bestimmungsrufnummer, die die vom rufenden Teilnehmer gewählte Nummer und eine Eingangsprozeßnummer zur Identifizierung der Verbindung enthält. Die Nachricht enthält weiter den Verbindungstyp, der angibt, daß es sich um eine Tandemverbindung handelt. Bei Empfang der Tandemnachricht bestimmt der Prozessor 230 des wegführenden Vermittlungsmoduls eine entsprechende Verbindungsleitungsgruppe, die für diese Verbindung zu benutzen ist (Kästchen 555). Der Prozessor 230 überträgt dann eine Verbindungsleitungs- Freiwahlnachricht 557 zu einem Verbindungsleitungs-Freiwahl- Vermittlungsmodul, das bei diesem Beispiel als das Vermittlungsmodul 3 angenommen wird. Die Verbindungsleitungs-Auswahlnachricht umfaßt wiederum die Nummer des ankommenden Prozesses zur Identifizierung der Verbindung, die Bestimmungsnummer und eine Verbindungsleitungsgruppe. Bei Empfang der Verbindungsleitungs-Freiwahlnachricht wählt der Prozessor 330 des Verbindungsleitungs-Freiwahl-Vermittlungsmoduls eine freie abgehende Verbindungsleitung aus (Kästchen 559) und überträgt zu dem diese Verbindungsleitung enthaltenden Vermittlungsmodul eine Tandem- Durchschaltnachricht 561, die eine Verbindungsleitungsnummer, den Typ der Verbindung und den ankommenden Prozeß für die Identifizierung der Verbindung enthält. Es sei angenommen, daß die gewählte Verbindungsleitung die an den Port 401 des Moduls 4 angeschaltete abgehende Verbindungsleitung 415 ist. Bei Empfang dieser Tandem-Durchschaltnachricht steuert der Prozessor 430 des endenden Vermittlungsmoduls die Übertragung der Bestimmungsnummer über die gewählte, an den Port 401 angeschaltete, abgehende Verbindungsleitung 415 und erzeugt eine Wegverfügbarkeitsnachricht 565 für das ankommende Vermittlungsmodul (Kästchen 563). Wiederum enthält diese Wegverfügbarkeitsnachricht die Nummer des ankommenden Prozesses als Identifizierung. Bei Empfang der Wegverfügbarkeitsnachricht wählt der Prozessor 130 des ankommenden Vermittlungsmoduls einen Weg aus und baut im Vermittlungsmodul 1 eine interne Verbindung zwischen der an den Port 111 angeschlossenen, ankommenden Verbindungsleitung 117 und dem Zwischenmodulausgang des gewählten Weges auf. Der Prozessor 130 des ankommenden Vermittlungsmoduls überträgt dann eine Nachricht 569, die die Nummer des gewählten Weges und die Nummer des ankommenden Prozesses als Identifizierung für das endende Vermittlungsmodul 4 enthält, so daß dieses Modul seine interne Verbindung zwischen dem Zwischenmodulausgang und dem an die abgehende Verbindungsleitung 415 angeschalteten Port 401 aufbauen kann (Kästchen 571).
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 überträgt der Prozessor 130 des ankommenden Vermittlungsmoduls außerdem eine Nachricht 573 zum Prozessor 630 des Zeitmultiplex-Vermittlungsmoduls, die eine Identifizierung des Weges und des abgehenden und endenden Vermittlungsmoduls enthält. Unter Ansprechen auf diese Nachricht steuert der Prozessor 630 des Zeitmultiplex-Vermittlungsmoduls den Aufbau einer Verbindung im Zeitmultiplex-Vermittlungsmodul 6 zwischen den gewählten Verbindungsleitungen zum ankommenden Modul 1 und zum endenden Modul 4 (Kästchen 575).
Es besteht außerdem die Möglichkeit, die Rundsprucheinrichtungen des gemeinsamen Datenübertragungsmediums zur Auswahl von Verbindungsleitungen mittels eines alternativen Verfahrens zu benutzen. Dies ist in Fig. 11 gezeigt. In das dort dargestellt Diagramm wird zu dem Zeitpunkt eingetreten, zu welchem eine Entscheidung getroffen worden ist, daß eine abgehende Verbindung erforderlich ist. Bei diesem Verfahren wird die Wegführung in jedem Vermittlungsmodul durchgeführt. Das ist sinnvoll, da, wie nachfolgend erläutert wird, alle Vermittlungsmodule eine vollständige Aufzeichnung über die Verfügbarkeit von Verbindungsleitungen besitzen. Das ankommende Vermittlungsmodul wählt als erstes eine Verbindungsleitungsgruppe erster Wahl aus (Kästchen 951). Dies geschieht durch Auswahl einer bevorzugten Wegführung durch Wahl eines Wegführungsindex auf der Grundlage eines Bestimmungscode, wie oben erläutert. Der Wegführungsindex gibt außerdem einen alternativen Wegführungsindex an, der die Ausführung des nachfolgend beschriebenen, alternativen Wegführungsverfahrens ermöglicht. Jedes Vermittlungsmodul besitzt vollständige Daten hinsichtlich der Verfügbarkeit Verbindungsleitungen. Das ankommende Vermittlungsmodul führt dann eine Prüfung 953 aus, um festzustellen, ob freie Verbindungsleitungen in der geprüften Gruppe vorhanden sind. Ist dies nicht der Fall, so wird die Verbindungsleitungsgruppe der nächsten Wahl ausgewählt (Kästchen 955), indem die Verbindungsleitungsgruppe identifiziert wird, die durch Lesen des Wegführungsspeichers angegeben wird, der den alternativen Wegführungsindex anzeigt. Der Wegführungsspeicher liefert außerdem einen weiteren alternativen Wegführungsindex für den Fall, daß diese Prüfung ebenfalls negativ ausgeht. Nach Auswahl der Verbindungsleitungsgruppe nächster Wahl wird wiederum eine Prüfung durchgeführt (Prüfung 953), um festzustellen, ob freie Verbindungsleitungen in der Gruppe vorhanden sind. Gegebenenfalls wird eine Gruppe geprüft, die keine freien Verbindungsleitungen aufweist. (Nicht dargestellt ist der Fall, bei dem keine Verbindungsleitungen verfügbar sind. In diesem Fall dient der letzte alternative Wegführungsindex als Anzeige dafür, daß dem Teilnehmer ein Überlaufton vom ankommenden oder abgehenden Vermittlungsmodul dieses Teilnehmers zurückgegeben wird).
Nachdem die Gruppe mit einer freien Verbindungsleitung aufgefunden ist, wird eine Anwärter-Verbindungsleitung ausgewählt, aber nicht als besetzt markiert (Kästchen 957). Dann wird eine Nachricht im Rundspruchbetrieb zu allen Vermittlungsmodulen übertragen, die die Auswahl dieses Anwärters angibt (Kästchen 959). Unter Ansprechen auf diese Rundspruchnachricht markieren die anderen Module einschließlich des an die Anwärterverbindungsleitung angeschlossenen, endenden Vermittlungsmoduls die gewählte Verbindungsleitung als besetzt (Kästchen 963). Das aussendende Modul, in diesem Fall das ankommende Vermittlungsmodul 1, empfängt ebenfalls die Rundspruchnachricht (Kästchen 961) und führt eine Prüfung 965 durch, um festzustellen, ob die gewählte Verbindungsleitung in den eigenen Aufzeichnungen weiterhin nicht als besetzt markiert ist. Wenn das Ergebnis dieser Prüfung negativ ist, d. h., wenn die Verbindungsleitung jetzt als besetzt markiert ist, so stellt dies eine Anzeige dafür dar, daß ein anderes Modul die Verbindungsleitung ausgewählt und eine Rundspruchnachricht ausgesendet hat, bevor die Rundspruchnachricht durch das ankommende Vermittlungsmodul ausgesendet worden ist. Demgemäß steht diese Verbindungsleitung nicht für eine Verwendung bei der vorliegenden Verbindung zur Verfügung. In diesem Fall wird erneut in das Kästchen 957 eingetreten, um eine weitere Anwärter-Verbindungsleitung auszuwählen. Im Normalfall ist die gewählte Verbindungsleitung weiterhin nicht als besetzt markiert. Entsprechend dem Kästchen 967 wird sie dann als besetzt markiert. Zum endenden Vermittlungsmodul wird eine Nachricht 968 ausgesendet, die die Verbindungsleitungsnummer, den Verbindungstyp, die Nummer des ankommenden Prozesses und die Wegverfügbarkeit angibt. Bei Empfang dieser Nachricht sendet das endende Vermittlungsmodul entsprechend dem Kästchen 969 die Bestimmungsnummer über die Verbindungsleitung und gibt zum ankommenden Vermittlungsmodul eine Nachricht ähnlich der Nachricht 565 gemäß Fig. 9 zurück. Der Rest der Verbindungsverarbeitung ist dann der gleiche wie in Fig. 9, in die beim Kästchen 567 eingetreten wird.
Immer dann, wenn eine Verbindungsleitung freigegeben wird (Kästchen 968, Fig. 11), wird eine Verbindungsleitungsfreigabe Rundspruchnachricht zu allen Vermittlungsmodulen ausgesendet (Kästchen 983). Dadurch können alle Vermittlungsmodule eine aktualisierte Aufzeichnung hinsichtlich der Verfügbarkeit aller Verbindungsleitungen besitzen, da Rundspruchnachrichten immer dann übertragen werden, wenn eine Verbindungsleitung belegt oder freigegeben wird. Die Auswahl eines Anwärters entspricht der Belegung durch ein Modul, da das erste Modul, das einen gegebenen Anwärter auswählt, dann diesen Port belegen wird. Unter Ansprechen auf die die Freigabe betreffende Rundspruchnachricht markiert jedes Modul, beispielsweise das endende Vermittlungsmodul, das die Rundspruchnachricht empfängt, die Verbindungsleitung als frei (Kästchen 987), und das Modul, das die Rundspruchnachricht aussendet, beispielsweise das ankommende Vermittlungsmodul, markiert die Verbindungsleitung ebenfalls als frei, wenn sie ihre eigene Rundspruchnachricht empfängt (Kästchen 985). Dieses Verbindungsleitungs-Freiwahlverfahren kann auf entsprechende Weise für eine Freiwahl nach einem freien Port in einer Mehrportgruppe benutzt werden.
Man beachte, daß dieses alternative Verfahren zur Auswahl von Verbindungsleitungen nur ein Weg ist, um ein gemeinsames Medium oder andere Rundsprucheinrichtungen zur Übertragung von Daten zwischen den Modulen zu benutzen, derart, daß jedes Modul eine Freiwahl nach einem freien Port in einer Mehrportgruppe durchführen kann. Wenn beispielsweise ein "Token"- (Anzeichen)-Verfahren benutzt wird, um auf ein gemeinsames Medium einschließlich eines Rings zuzugreifen, und wenn das Modul die Freiwahl nur dann ausführt, wenn das "Token" in seinem Besitz ist, wenn dem Ansprechen auf Rundspruchnachrichten zur Markierung eines Ports als besetzt, Unterbrechungsstufenpriorität gegenüber der Port-Freiwahl gegeben wird und wenn eine Rundspruchnachricht zur Markierung eines Port als besetzt vor Freigabe des "Token" ausgesendet wird, dann kann ein Modul, das die Freiwahl durchführt, darauf vertrauen, daß ein als verfügbar markierter Port nicht durch ein anderes Modul einer Freiwahl unterworfen und ausgewählt worden ist. In diesem Fall ist ein Anwärter-Port tatsächlich ein Port, der ausgewählt werden kann, da eine Nachricht, die eine frühere Auswahl eines Anwärter-Port ankündigt, eingetroffen und verarbeitet worden wäre, bevor die Freiwahl eingeleitet worden ist. Jede Anordnung ist brauchbar, die sicherstellt, daß ein Anwärter-Port zu dem Zeitpunkt noch verfügbar ist, zu dem eine Entscheidung getroffen wird, diesen Port auszuwählen. Auf ähnliche Weise kann jede Rundspruchanordnung benutzt werden, die das Ziel verwirklicht, andere Prozessoren schnell zu informieren.
Wenn Portbelegungsnachrichten im Rundspruchbetrieb übertragen werden, so wird die Gefahr eines gegenseitigen Wettlaufs stark verringert. Obwohl das Verfahren gemäß Fig. 1 Wettlaufzustände beseitigt, besteht auch die Möglichkeit, anzunehmen, daß der Anwärter-Port verfügbar ist. Wenn der unwahrscheinliche Wettlauf verloren worden ist, so wird eine Nachricht von dem den Anwärter-Port enthaltenden Modul ausgesendet, die anzeigt, daß der Anwärter-Port besetzt ist und ein anderer Port gewählt werden muß. Dieses Verfahren läßt sich auch auf das allgemeinere Problem bezüglich der Belegung von Ressourcen anwenden und kann, falls gewünscht, durch eine Bestätigungsnachricht ergänzt werden, die angibt, daß die Anwärter- Ressource oder der Anwärter-Port erfolgreich belegt worden sind. Durch Anwendung einer unterschiedlichen Reihenfolge bei der Freiwahl nach einem verfügbaren Port in unterschiedlichen Modulen, kann die Gefahr eines Wettlaufs weiter verringert werden.
Das vorliegende Verfahren zur Information von Modulen hinsichtlich der Verfügbarkeit und Nichtverfügbarkeit von Verbindungsleitungen in einer Gruppe läßt sich aufallgemeinere Weise auf die Information von Prozessoren in einem verteilten Verarbeitungssystem hinsichtlich der Verfügbarkeit und Nichtverfügbarkeit von Ressourcen anwenden, beispielsweise eines Druckers. Darüber hinaus ist es nicht beschränkt auf seine Anwendung bei gruppierten Ressourcen, sondern kann, wie im Fall eines einzigen Druckers, auch auf einzelne Ressourcen angewendet werden. Die Verwendung dieser Lösungsmöglichkeit ermöglicht jedem Prozessor in einem verteilten Verarbeitungssystem, seine eigene Entscheidung zu treffen, ob eine Ressource verfügbar ist. Wenn dies der fall ist, so belegt der Prozessor die Ressource. Im anderen Fall verschiebt der Prozessor eine solche Belegung, bis die Ressource oder Ressourcen verfügbar werden oder läßt im anderen Fall die Anforderung dieser Ressource fallen. Die Notwendigkeit nach einer zentralen Zuordnung der Ressource entweder durch das Steuergerät der Ressource oder durch ein zentrales Steuergerät oder einen zentralen Prozessor wird dadurch beseitigt.
Die obige Erläuterung ist anhand des Ausdrucks "Rundspruchbetrieb" erfolgt, d. h., Übertragung einer Nachricht an alle Prozessoren, die an das gemeinsame Medium angeschaltet sind. Eine "Mehrfachübertragung" ist eine andere Alternative, bei der ein gewählte Untergruppe von Prozessoren eine Nachricht mit einer gegebenen Bestimmungsidentifizierung empfängt. Jede Nachrichtenmedium-Schnittstelle ist so ausgerüstet, daß sie Nachrichten erkennt und aufnimmt, die durch eine Adresse einer Gruppe beliebiger Bestimmungsadressen identifiziert werden. Jede Schnittstelle der Nachrichtenmedium-Schnittstellen, die eine Gruppe von Nachrichten empfangen sollen, wird so eingerichtet, daß sie auf die Bestimmungsadressen für diese Gruppe anspricht. Eine solche Gruppe ist die Gruppe von Modulprozessoren und Nachrichten für Modulprozessoren (aber nicht den Verwaltungs-Modulprozessor oder den Prozessor des Zeitmultiplex- Vermittlungsmoduls) werden durch eine besondere Bestimmungsadresse identifiziert. Diese Adresse kann dann für Mehrfachübertragungs- Datennachrichten hinsichtlich der Port-Verfügbarkeit verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil dadurch, daß ein gemeinsames Medium 90 für die Übertragung von Datennachrichten zwischen den Vermittlungsmodulen zur Verfügung steht, besteht darin, daß die Initialisierung dieser Vermittlungsmodule wen der hohen Datenübertragungsrate des gemeinsamen Mediums schnell durchgeführt werden kann. Eine Initialisierung eines Vermittlungsmoduls ist immer dann erforderlich, wenn der Speicher eines oder mehrerer Vermittlungsmodul-Prozessoren wegen eines Bauteil- oder Programmfehlers beschädigt worden ist, oder immer dann, wenn das System anfänglich eingeschaltet wird. Gelegentlich ist eine Initialisierung auch dann erforderlich, wenn Programmänderungen in das System eingeführt werden. Wenn eine solche Initialisierung erforderlich ist, so ist dessen Quelle das Verwaltungsmodul, das Zugriff zum Plattengroßspeicher 735 hat.
Die Initialisierungsdaten umfassen üblicherweise einen größeren Datenbestand, der allen Vermittlungsmodulen gemeinsam ist (beispielsweise ein Programmtext) und bestimmte Initialisierungsdaten, die für jedes Vermittlungsmodul gesondert vorhanden sind. Die gemeinsamen Initialisierungsdaten werden im Rundspruchbetrieb oder durch Mehrfachübertragung vom Verwaltungsmodul übertragen (Kästchen 1002, Fig. 12). Jedes Vermittlungsmodul, das diese Rundspruchübertragung empfängt, führt eine Prüfung 1004 durch, ob eine Initialisierung für dieses Modul erforderlich ist. Falls nicht, wird die Rundspruchübertragungsnachricht unbeachtet gelassen. Falls doch, werden die gemeinsamen Daten für dieses Vermittlungsmodul initialisiert (Kästchen 1006). Nachfolgend überträgt das Verwaltungsmodul modul-spezifische Daten nacheinander an jedes Modul. Das Kästchen 1008 gibt an, daß das Verwaltungsmodul modul-spezifische Daten für ein bestimmtes Modul überträgt. Bei Empfang dieser Daten vom Übertragungsmedium initialisiert das Vermittlungsmodul modul-spezifische Daten (Kästchen 1010) und nach Vervollständigung der Initialisierung sendet das Modul eine Nachricht für vollständige Initialisierung zurück zum Verwaltungsmodul (Kästchen 1012). Unter Ansprechen darauf ändert das Verwaltungsmodul seine eigene Datenbasis, um die Verfügbarkeit des Vermittlungsmoduls für eine Bedienung wiederzugeben (Kästchen 1014).
Die obige Erläuterung zeigt, wie eine gemeinsame Datenübertragungsanordnung in einem verteilten Übertragungssystem so benutzt werden kann, daß der Zentral- oder Verwaltungsprozessor nicht für den Aufbau von Fernsprechverbindungen verwendet werden muß, oder allgemeiner, für Nachrichtenübertragungen und für die Initialisierung der Prozessoren eines solchen Systems. Die Anordnung ermöglicht den verteilten Prozessoren, schnell Nachrichten zum Zweck des Austausches von oder des Zugriffs auf Daten auszusenden und die Verarbeitung von Verbindungssteuervorgängen anzufordern. Die Erläuterung zeigt auch, wie eine solche Anordnung für die Zuordnung gemeinsamer Ressourcen in einem System mit verteilter Steuerung benutzt werden kann.

Claims

1. Nachrichtenvermittlungssystem mit verteilter Steuerung zur Verbindung mit einer Vielzahl von Teilnehmer- und Verbindungsleitungen mit einer Vielzahl von Vermittlungsmodulen (1, 2 . . . 3), die je eine Vielzahl von Ports (101, 102, 111, 112) zur Verbindung mit den Teilnehmer- und Verbindungsleitungen, eine Vielzahl von Zwischenmodulausgängen (1210 . . . 1220), eine Verbindungseinrichtung zum wahlweisen Aufbau von Verbindungen zwischen einzelnen Ports untereinander sowie zwischen einzelnen Ports und einzelnen Ausgängen und eine Modulprozessoreinrichtung (130) zur Steuerung von Verbindungsoperationen der Verbindungseinrichtung aufweisen,

mit einer Einrichtung (6; 1100 . . . 1101, 1200 . . . 1201, 130 . . . 1301, 1400 . . . 1401) zur wahlweisen Verbindung von Ausgängen unterschiedlicher Module und mit einem Verwaltungsprozessor (7), der mit einer Mensch- Maschinenschnittstelle kommunizieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß das System ferner eine gemeinsame Datenübertragungseinrichtung (90) aufweist, die mit jeder Modulprozessoreinrichtung verbunden ist und Datenpakete zwischen allen Modulprozessoreinrichtungen überträgt' daß jede Modulprozessoreinrichtung erste Datenpakete (509, 515, 523, 531, 559, 565, 569, 545, 968) zur Übertragung über die gemeinsame Datenübertragungseinrichtung zu anderen Modulprozessoreinrichtungen erzeugt und unter Ansprechen auf den Empfang erster Datenpakete von anderen Modulprozessoreinrichtungen Verbindungsoperationen der Verbindungseinrichtung steuert, und

daß die Modulprozessoreinrichtungen gemeinsam im wesentlichen alle Programme und Datentabellen aufweisen, die zur Steuerung von Innermodul- und Zwischenmodulverbindungen einschl. von Rufnummernumsetzungen und einer Zwischenamtswegführung im wesentlichen unabhängig von dem Verwaltungsprozessor erforderlich sind.

2. Vermittlungssystem nach Anspruch 1' bei dem die gemeinsame Datenübertragungseinrichtung gleichzeitig Daten von dem Verwaltungsprozessor zu einer Vielzahl von Modulprozessoreinrichtungen überträgt.

3. Vermittlungssystem nach Anspruch 1, bei dem der Verwaltungsprozessor Initialisierungsdaten (1002) zur Übertragung über die gemeinsame Datenübertragungseinrichtung zu einer vorbestimmten Vielzahl von Modulprozessoreinrichtungen erzeugt und jede Prozessoreinrichtung der vorbestimmten Vielzahl von Modulprozessoreinrichtungen die Initialisierungsdaten (1004' 1006) von der gemeinsamen Datenübertragungseinrichtung aufnimmt.

4. Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur wahlweisen Verbindung von Ausgängen (6) einen Zeitmultiplexschalter aufweist, der mit vorbestimmten Ausgängen vorgewählter Module verbunden ist.

5. Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung nach Anspruch 4, bei dem die ersten Datennachrichten (523, 531) Daten zur- Auswahl von verfügbaren Ausgängen für eine Verwendung beim Aufbau einer Zwischenmodulverbindung umfassen.

6. Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zur wahlweisen Verbindung von Ausgängen unter einander im wesentlichen permanent Ausgänge vorbestimmter Vermittlungsmodule verbindet.

7. Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung nach Anspruch 6, bei dem die ersten Datennachrichten (523, 531) Daten zur Auswahl von verfügbaren Ausgängen für eine Verwendung beim Aufbau einer

Zwischenmodulverbindung umfassen.

8. Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung nach Anspruch 1, bei dem eine Untergruppe der Ports (101 . . . 102, 201 . . . 202, 301 . . . 302. 401 . . . 402) des

Systems in Gruppen kategorisiert sind, wobei Mitglieder einer der Gruppen über eine vorbestimmte Vielzahl der Module verteilt sind und wobei eine der Modulprozessoreinrichtungen Zustandsinformationen (559) aller Ports in der einen Gruppe speichert.

9. Verfahren zum Aufbau einer Verbindung in einem Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung mit einer Vielzahl von Modulen, die je eine Vielzahl von Ports umfassen, wobei die Module über eine Vielzahl von an jedes der Module abgeschaltete Zwischenmodulausgängen verbunden sind, mit einer gemeinsamen Datenübertragungseinrichtung' die mit jedem Modul zur Übertragung von Datennachrichten zwischen den Modulen verbunden ist, und mit einem Verwaltungsprozessor zur Kommunikation mit einer Mensch-Maschinenschnittstelle, wobei die Verbindung zwischen einem Quellenport und einem Bestimmungsport für eine Kommunikation mit einer durch eine besondere Bestimmungsrufnummer definierten Bestimmungsstation im wesentlichen ohne Benutzung des Verwaltungsprozessors oder eines anderen Prozessors besteht, mit den Schritten:

Detektieren einer Belegung durch den Quellenport in einem ersten Modul (50) Empfangen von Daten, die die besondere Bestimmungsrufnummer darstellen (501), Umsetzen der besonderen Bestimmungsrufnummer zur Feststellung der Identität eines zweiten Moduls, das einen Bestimmungsport für eine Kommunikation mit der Bestimmungsstation enthält (501),

Aussenden einer ersten Nachricht zu dem zweiten Modul über das gemeinsame Übertragungsmedium, wobei die erste Nachricht die Identität des Bestimmungsport umfaßt (504), und

Aussenden einer zweiten Nachricht zu dem ersten Modul über das Datenübertragungsmedium, wobei die zweite Nachricht die Identität eines Zwischenmodulausgangs vom zweiten Modul zum ersten Modul umfaßt (523).

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Untergruppe von Ports in eine Vielzahl von Mehrport- Freiwahlgruppen gruppiert ist und alle Mitglieder jeder Gruppe mit wenigstens einer, durch wenigstens eine Bestimmungsrufnummer definierte Bestimmungsstation kommunizieren, wobei der Vorgang einer Freiwahl nach freien Ports für jede Mehrport-Freiwahlgruppe einem entsprechenden Modul zugeordnet ist und wobei der Umsetzschritt die Schritte umfaßt:

Umsetzen der besonderen Rufnummer zur Gewinnung der Identität der zugeordneten Mehrport-Freiwahlgruppe, Umsetzen der Identität der Mehrport-Freiwahlgruppe zur Feststellung der Identität des entsprechenden Freiwahlmoduls, um eine Freiwahl nach einem verfügbaren Port in der Mehrport-Freiwahlgruppe durchzuführen, unter Ansprechen auf den Umsetzschritt zur Feststellung der Identität des entsprechenden Freiwahlmoduls, Aussenden einer Nachricht, die eine Freiwahl nach einem verfügbaren Port in der Mehrport-Freiwahlgruppe zu dem Freiwahlmodul anfordert, und

Freiwahl in dem Freiwahlmodul nach einem verfügbaren Port in der Freiwahlgruppe und Umsetzen der Identität des gewählten freien Ports in die Identität des Moduls, das den freien Port enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt der Aussendung einer ersten Nachricht den Schritt einer Erzeugung von Verfügbarkeitsdaten von Zwischenmodulausgängen des ersten Moduls und die Einfügung der Verfügbarkeitsdaten in die erste Nachricht umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 9 mit ferner dem Schritt:

Aussenden dritter Nachrichten (1002) vom Verwaltungsprozessor gleichzeitig zu einer Vielzahl von Modulprozessoren zur Initialisierung gemeinsamer Daten in jedem der Vielzahl von Modulprozessoren.

13. Verfahren nach Anspruch 9 in einem Vermittlungssystem mit verteilter Steuerung, das ferner ein Zwischenmodul-Vermittlungsnetzwerk zum Aufbau von Verbindungen zwischen Zwischenmodulausgängen unterschiedlicher Module aufweist, mit ferner dem Schritt:

Aussenden einer dritten, die Identität des Zwischenmodulausgangs enthaltende Nachricht an das Zwischenmodul-Vermittlungsnetzwerk.