DE3705530A1 - Stellarspeicher und rundspruchnetzwerk mit kollisionsvermeidung - Google Patents
Stellarspeicher und rundspruchnetzwerk mit kollisionsvermeidungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein stellares Netzwerk und
insbesondere ein stellares "Speicher- und Rundspruch"-
Netzwerk, das derart verbessert ist, so dass eine
ansonsten mögliche Kollision von Daten in Schaltungen
verhindert wird und die das Netzwerk bildende Schaltungen
effizient eingesetzt werden.
Es wird nunmehr auf den Stand der Technik Bezug genommen.
Ein übliches stellares Netzwerk wird unter Bezugnahme auf
Fig. 1 beschrieben.
Das übliche, in der Zeichnung dargestellte stellare
Netzwerk weist eine Anzahl von in Stationen (A-N)
angeordneten Datenverarbeitungsanlagen auf, die mit
der Zentralstation (1) über Übertragungsleitungen (2 a-2 n)
und Empfangsleitungen (3 a-3 n) verbunden sind. Wird ein
Datenpaket von der Datenverarbeitungsanlage (A) der
A-Station ausgegeben, so wird dieses Datenpaket über
die Sendeleitung (2 a) der A-Station zur Zentralstation
(1) gesandt. Die Zentralstation (1) sendet nach Erhalt
des Datenpaketes von der Datenverarbeitungsanlage (A)
der A-Station das Datenpaket mittels Rundspruch auf den
Empfangsleitungen (3 a-3 n) der A-N-Stationen an alle
Datenverarbeitungsanlagen. Jede der Datenverarbeitungsanlagen
der A-N-Stationen überprüft das ankommende Datenpaket,
um herauszufinden, ob es an diese Station adressiert
ist oder nicht, um im bejahenden Falle das Datenpaket
aufzunehmen.
Die Datenverarbeitungsanlagen sind derart ausgestaltet,
dass sie ständig nach Signalen Ausschau halten, die
über die Empfangsleitungen (3 a-3 n) bewegt werden und dass
sie keine Aussendung vornehmen, während die
Empfangsleitungen irgendein Datenpaket übermitteln. Eine
bestimmte Datenverarbeitungsanlage, die durch ein höheres
hierarchisches Befehlsniveau zum Senden aufgefordert
wurde, beginnt nach Beendigung des vorausgehend erwähnten
Empfangs des Datenpaketes den Sendevorgang. Wird in
diesem Falle ein Sendegesuch an zwei oder mehr
Stationen ausgegeben, so entsteht eine Kollision von
Datenpaketen, da die Anzahl der Stationen das Senden von
Datenpaketen gleichzeitig beginnen. Diese Kollision wird
durch die Zentralstation (1) erfasst. Die Zentralstation
(1) informiert bei Erfassung dieser Kollision darüber
alle Datenverarbeitungsanlagen (A-N).
Nachdem die jeweiligen Datenverarbeitungsanlagen, die
von der Kollision betroffene Daten übertragen, von der
Zentralstation über die Kollision von Datenpaketen im
Netzwerk oder in den Schaltungen informiert wurden,
unterbrechen sie das Senden. Anschliessend wird eine
Verarbeitung zum erneuten Senden beispielsweise durch
einen Ausweich-Algorithmus, durchgeführt.
Der vorausgehend beschriebene Vorgang wird unter Bezugnahme
auf die Zeitablaufdarstellung gemäss Fig. 2 beschrieben.
Wird die Datenverarbeitungsanlage der A-Station über
ein höheres hierarchischesBefehlsniveau aufgefordert
zu Senden, so gibt die Datenverarbeitungsanlage ein
Datenpaket (A-Station-Datenpaket) ab, da weder ein
Datenpaket noch ein Kollisionssignal auf der zugehörigen
Aufnahmeleitung vorliegt und das Datenpaket wird über
die Sendeleitung (2 a) der A-Station zur Zentralstation (1)
übermittelt und ferner zu den Empfangsleitungen (3 a-3 n).
Wenn die Datenverarbeitungsanlagen der B- und C-Stationen
Sendegesuche abgeben, während das Datenpaket
der A-Station noch gesendet wird, so beginnen diese
Datenverarbeitungsanlagen gleichzeitig das Senden nachdem
das Senden des Datenpaketes der A-Station abgeschlossen
ist. Da infolgedessen an der Zentralstation (1) eine
Kollision von Daten auftritt, gibt die Zentralstation
ein Kollisionssignal an die Empfangsleitungen (3 a-3 n) ab.
Die Datenverarbeitungsanlagen der B-Station und der
C-Station stoppen daher das Senden und Beginnen eine
Verarbeitung für erneutes Senden, beispielsweise mittels
des Ausweich-Algorithmus. Die Datenverarbeitungsanlage
der D-Station, die nach der Kollision ein Sendegesuch
liefert, erwirbt das Recht zum Senden und gibt anschliessend
ein Datenpaket (D-Station-Datenpaket) ab.
Die vorausgehend beschriebene übliche Technik weist folgende
Probleme auf:
- 1) Jede der Datenverarbeitungsanlagen, die vor dem Senden eines Datenpaketes steht, ist gezwungen, eine Überprüfung vorzunehmen und festzustellen, ob die anderen Stationen noch senden oder nicht, und, beim Auftreten einer Kollision von Datenpaketen, das Senden eines Datenpaketes zu unterbrechen und eine Verarbeitung zum erneuten Senden, beispielsweise mittels des Ausweich-Algorithmus, zu beginnen. Die für die Datenverarbeitungsanlagen benötigten Maschinen und Programmausrüstungen sind deshalb unvermeidlich kompliziert.
- 2) Während die Zentralstation (1) nach dem Auftreten einer Kollision von Datenpaketen ein Kollisionssignal ausgibt, ist es für die Datenverarbeitungsanlagen nicht zulässig, Datenpakete auf das Netzwerk auszugeben. Daher wächst die Wahrscheinlichkeit einer Kollision, wenn eine Anzahl von Datenverarbeitungsanlagen während einer festgelegten Zeitspanne Zugang zum Netzwerk suchen. Die Gesamtlänge der Zeitspanne, während welcher Kollisionssignale von der Zentralstation ausgegeben werden, ist so lang, dass das tatsächliche vom ganzen System erzielte Übertragungsvolumen beträchtlich geringer ist als die tatsächliche physikalische Sendekapazität.
- 3) Um für alle Datenverarbeitungsanlagen eine Erfassung einer Kollision von Datenpaketen vorzunehmen, muss die Länge des kleinsten Datenpaketes grösser sein als die Hin- und Rücksendezeit des grössten Systems. Infolgedessen ist die grösste Systemlänge begrenzt durch die kleinste Datenpaketlänge. Der Architektur des Systems fehlt es daher an Flexibilität.
- 4) Da die Verzögerungszeit durch Kollision verteilt wird, ist das System für eine Echtzeitübertragung ungeeignet, beispielsweise eine Gesprächsübertragung, bei welcher die Sende-Empfangs-Relation auf Echtzeitbasis von besonderer Bedeutung ist. Darüber hinaus wird die maximale Verzögerungszeit des Sendens bei diesem System nicht garantiert.
Die erste der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
liegt darin, einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung zu schaffen,
das wirksam mit Datenverarbeitungsanlagen mit einfacher
Maschinen- und Programmausrüstung arbeitet und das eine
Sendekapazität aufweist, die im wesentlichen der tatsächlichen
physikalischen Sendekapazität entspricht.
Die zweite der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
liegt darin, einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung zu schaffen,
das in sich ein System darstellt, welches den Zutritt zu
Datenpaketen gestattet, die abhängig von Sendeanforderungen
ausgegeben wurden, die auf den Einheiten eines Rahmens
basieren und das daher für die Echtzeitübertragung, beispielsweise
einer Gesprächsübertragung geeignet ist, bei welcher eine
Sende-Empfangs-Beziehung auf Echtzeitbasis besonders
geschätzt wird.
Die dritte der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
liegt darin, einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung zu schaffen,
das sich für die Echtzeit-Datenübertragung beispielsweise
von Gesprächsdaten eignet und das gleichzeitig die
Errichtung einer Mehrzahl von Kanälen ermöglicht, die
eine garantierte maximale Verzögerungszeit des Sendens
aufweisen, indem ein System geschaffen wird, das die
maximale Verzögerungszeit des Sendens garantiert.
Die vierte der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
liegt darin, einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung zu schaffen,
die die Funktion einer synchronen Verbindung aufweisen,
die sich für eine Echtzeit-Datenübertragung, beispielsweise
von Tonfrequenz- und Videodaten, eignet.
Die fünfte der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
liegt darin, einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung zu schaffen,
die es im Falle eines Systems mit Datenverarbeitungsanlagen
die nicht die maximale Übertragungsverzögerungszeit
garantieren müssen, ermöglichen, dass eine Vielzahl von
Datenverarbeitungsanlagen vorhanden sind, indem
die Datenverarbeitungsanlagen mit lokalen
Konzentratoreinrichtungen verbunden sind, die an die
Zentralstation angeschlossen sind.
Die Erfindung betrifft hauptsächlich einen Stellarspeicher
und ein Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung, das
eine Anzahl von Datenverarbeitungsanlagen aufweist, eine
Zentralstation zur gesammelten Umleitung von Datenpaketen,
die von den Datenverarbeitungsanlagen ausgegeben werden
und zum Senden derselben mittels Rundspruch zu den
zugehörigen Datenverarbeitungsanlagen, sowie bidirektionale
Übertragungskanäle, wovon jeweils einer zwischen den
Datenverarbeitungsanlagen und der Zentralstation angeordnet
ist, wobei das stellare Speichernetzwerk dadurch gekennzeichnet
ist, dass ferner Aufnahmespeicher vorgesehen sind, von
denen jeweils einer an den Schnittstellen der Zentralstation
zu den Datenverarbeitungsanlagen angeordnet ist und jeder
eine Kapazität für mindestens ein Datenpaket aufweist,
Steuerschaltungen zur Überwachung des Status der
Aufnahmespeicher und zur aufeinanderfolgenden Aussendung
von Lesesignalen an die Aufnahmespeicher während des
Datenzulassungsvorganges, und Vorrichtungen zum Senden
der von den Aufnahmespeichern ausgelesenen Daten an alle
Empfangsleitungen, damit die aus den
Datenverarbeitungsanlagen abgegebenen Datenpakete zunächst
in den Aufnahmespeichern gespeichert werden können und
die Daten aus den Aufnahmespeichern ausgelesen und den
Datenverarbeitungsanlagen zugeführt werden können, um
während des Sendens eine Datenkollision zu vermeiden,
das Übertragungsvolumen wirksam näherungsweise auf die
maximale Sende- und Empfangskapazität des Netzwerkes
erhöht und die Notwendigkeit vermieden wird, zur
Vermeidung einer Datenkollision eine Grenze für die
maximale Systemlänge zu setzen.
Die Erfindung ist ferner durch Anwählen (poling) der
vorausgehend aufgeführten Aufnahmespeicher in Intervallen
eines festliegenden Zeitrahmens gekennzeichnet (der
anschliessend als "ein Rahmen" bezeichnet wird).
Die Erfindung ist schliesslich durch die Schaffung
eines Systems gekennzeichnet, das die maximale
Verzögerungszeit dank einer Ausbildung garantiert, die
die angesammelte Paketdatengrösse in den Aufnahmespeichern
immer unter einem festliegenden Pegel hält, indem
der Zutritt durch die erwähnte Auswahl gestattet wird.
Ferner ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass
Datenverarbeitungsanlagen vorgesehen sind, die mit
lokalen Konzentratoreinrichtungen verbunden sind, die
an die Zentralstation angeschlossen sind.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung zur Lösung der
eingangs genannten Aufgabenstellungen einen Stellarspeicher
und ein Rundspruchnetzwerk mit Kollisionsvermeidung mit
einer Anzahl Datenverarbeitungsanlagen, einer
Zentralstation zur kollektiven Verteilung der von den
Datenverarbeitungsanlagen gesendeten Datenpakete und
Aussendung dieser Datenpakete mittels Rundspruch an
die Datenverarbeitungsanlagen und mit bidirektionalen
Verbindungskanälen, die die Datenverarbeitungsanlagen
mit der Zentralstation verbinden. Das Stellarspeicher
und Rundspruchnetzwerk ist erfindungsgemäss dadurch
gekennzeichnet, dass die Zentralstation mit
Aufnahmespeichern versehen ist, die sich an den Schnittstellen
der Zentralstation für die Datenverarbeitungsanlagen
befinden und von denen jeder eine Kapazität für mindestens
ein Datenpaket aufweist, dass eine Steuerschaltung zur
Überwachung der Betriebszustände der Aufnahmespeicher
vorhanden ist und die Lesesignalse aufeinanderfolgend
jenen der Aufnahmespeicher zuführt, die Daten enthalten,
und dass eine Vorrichtung alle aus den Aufnahmespeichern
ausgelesenen Daten an alle Empfangsleitungen mittels
Rundspruch sendet.
Die Erfindung wird anschliessend anhand der Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines üblichen
stellaren Netzwerkes,
Fig. 2 eine Zeitablaufdarstellung zur
Erläuterung des Betriebes des
Netzwerkes nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Systemblockschaltbild einer
ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 4 eine Betriebsablaufdarstellung,
die die Funktion der Steuerschaltung
im Netzwerk nach Fig. 3 darstellt,
Fig. 5 eine Zeitablaufdarstellung zur
Erläuterung des Betriebes der
vorausgehend erwähnten ersten
Ausführungsform,
Fig. 6 ein Systemblockschaltbild der
zweiten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer
typischen Steuerschaltung im
System nach Fig. 6,
Fig. 8 eine Veranschaulichung von
Unterscheidungsdaten einer
Station innerhalb der
Aufzeichnungsspeicher zur
Übertragung einer
Datenpaketfolge im System nach
Fig. 6,
Fig. 9 und 10 Zeitablaufdarstellungen von
Datenpaketen für den Fall, dass
die Ausführung jeweils als
Schaltungsaustauschnetzwerk und
Datenpaketaustauschnetzwerk verwendet
wird,
Fig. 11 ein Systemblockschaltbild der
dritten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 12 ein Blockschaltbild einer typischen
A-Station-Einheit im System nach
Fig. 11,
Fig. 13 eine Zeitablaufdarstellung von
Signalen im Hauptteil der
A-Station-Einheit gemäss Fig. 12,
Fig. 14 eine Darstellung zur Veranschaulichung
der Daten, die im Schiebespeicher
(FIFO) der A-Station-Einheit der
Fig. 12 gesammelt sind,
Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine
typische Zentralstation und
periphere Anschlussleitungen
im System nach Fig. 11 angibt,
Fig. 16 eine Darstellung zur Veranschaulichung
eines typischen Datenpaketformates,
Fig. 17 ein Blockschaltbild, das eine
typische Datenverarbeitungsanlage
einer Station darstellt, die in
der vierten Ausführungsform der
Erfindung verwendet wird,
Fig. 18 ein Blockschaltbild einer typischen
Aufspeicherungsvolumen-Steuereinrichtung
für die vierte Ausführungsform,
Fig. 19 eine Betriebsablaufdarstellung,
die die Funktion einer
Sendesteuerschaltung in
der Vorrichtung nach Fig. 17
angibt,
Fig. 20 eine Betriebsablaufdarstellung,
die die Funktion einer
Sendesteuerschaltung in der
Vorrichtung nach Fig. 18 abgibt,
Fig. 21 eine Darstellung einer
Manchesteränderung der Kodestatus,
Fig. 22 ein Blockschaltbild einer
typischen Datenverarbeitungsanlage
für synchrone Verbindung,
Fig. 23 ein Blockschaltbild einer
typischen Datenverarbeitungsanlage
für dynamische synchrone Übertragung,
Fig. 24 ein Blockschaltbild einer
Zentralstation für synchrone
Übertragung,
Fig. 25 ein Blockschaltbild einer
typischen Steuerschaltung in der
Zentralstation gemäss Fig. 24,
Fig. 26 eine erläuternde Darstellung
des Betriebes eines
Speicherlesefensters,
Fig. 27 ein Blockschaltbild einer weiteren
typischen Datenverarbeitungsanlage
für synchrone Übertragung,
Fig. 28 eine Systemdarstellung der
fünften Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 29 ein Blockschaltbild eines
typischen lokalen Konzentrators
im System nach Fig. 28, und
Fig. 30 ein Blockschaltbild einer
typischen Steuerschaltung im lokalen
Konzentrator.
Die Erfindung wird anschliessend im einzelnen unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der ersten Ausführungsform
der Erfindung.
Wie dargestellt, sind die Datenverarbeitungsanlagen der
A-, B-, ... N-Stationen mittels Sendeleitungen (6 a, 6 b,
..., 6 n) und Empfangsleitungen (7 a, 7 b, ..., 7 n) mit
einer Zentralstation (5) verbunden. Die Zentralstation
(5) besteht aus Aufnahmespeichern (5 a, 5 b, ..., 5 n), die
an den den Datenverarbeitungsanlagen A-, B-,..., N-Stationen
entsprechenden Schnittstellen angeordnet sind, einer
Steuerschaltung (5 p) zur Überwachung der Aufnahmespeicher
hinsichtlich des Speicherstatus und zur gleichzeitigen,
aufeinanderfolgenden Ausgabe von Lesesignalen an die
Aufnahmespeicher, die dort Daten gespeichert halten und
aus einem Sender (5 r), der dazu dient, die aus den
Aufnahmespeichern ausgelesenen Daten auf die
Sendeleitungen (7 a, 7 b, ..., 7 n) zu verteilen. Jeder der
Aufnahmespeicher (5 a, 5 b, ..., 5 n) weist eine Kapazität auf,
die grösser als die grösste Länge eines Datenpaketes ist
und hat eine Schiebefunktion (FIFO). Die hier verwendeten
Sendeleitungen und Empfangsleitungen können aus physikalisch
unabhängigen Kabeln bestehen. Ansonsten kann ein Kabel
verwendet werden, um gemeinsam sowohl die Sende- als auch
die Empfangskanäle zu bilden.
Es wird nunmehr der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform
im einzelnen beschrieben. Wird eine Sendeanforderung an
irgendeine der Datenverarbeitungsanlagen der A-, B-, ...,
N-Stationen gerichtet, so gibt die Datenverarbeitungsanlage,
an die die Sendeanforderung gerichtet ist, über
die Sendeleitung der eigenen Station ein Datenpaket
an den entsprechenden Aufnahmespeicher ab. Infolgedessen
wird das Datenpaket im Aufnahmespeicher gespeichert.
Jeder der Aufnahmespeicher hat die Funktion, ein "Leersignal
EIN" auszugeben, wenn der Speicher von Daten geleert ist,
und ein "Leersignal AUS", wenn er mit Daten gefüllt ist.
Der jeweilige Aufnahmespeicher, in dem das Datenpaket
wie vorausgehend beschrieben gespeichert wurde, gibt über
die entsprechende der Leersignalleitungen (La, Lb, ..., Ln)
ein "Leersignal AUS" an die Steuerschaltung (5 p) ab.
Inzwischen senden die Aufnahmespeicher, die von den
Datenverarbeitungsanlagen kein Datenpaket erhalten haben,
über die entsprechenden Signalleitungen (La, Lb, ..., Ln)
"Leersignale EIN" an die Steuerschaltung (5 p).
Die Steuerschaltung (5 p) beobachtet ständig den Status
der Aufnahmespeicher, indem die vorausgehend erwähnten
Leersignalleitungen (La, Lb, ..., Ln) gewählt werden und
sendet Lesesignale in einer vorgeschriebenen Folge an
die Aufnahmespeicher mit "Leersignale AUS". Diese
Lesesignale werden über Steuersignalleitungen (Ra, Rb, ...,
Rn) den Aufnahmespeichern zugeführt.
Die Aufnahmespeicher, denen die Lesesignale übertragen
wurden, lesen Daten auf einen Datenbus (B) mit der
Übertragungsgeschwindigkeit des Netzwerkes aus und senden,
nachdem alle Daten ausgelesen wurden "Leersignale EIN"
zur Steuerschaltung (5 p).
Die Steuerschaltung (5 p) sendet anschliessend Lesesignale
an die nächsten Aufnahmespeicher, die "Leersignale AUS"
aufweisen.
Die Funktion dieser Steuerschaltung (5 p) ist in Fig. 4
dargestellt. Die Steuerschaltung (5 p) geht zum
Aufnahmespeicher einer bestimmten Station, um dort den
Status des Leersignals zu überprüfen (Stufe (S 1)) und
festzustellen, ob dieses Signal "EIN" oder "AUS" ist
(Stufe (S 2)). Ist das Leersignal "EIN", so kehrt die
Steuerschaltung zur Stufe (S 1) zurück, da der
Aufnahmespeicher mit diesem Signal das Datenpaket nicht
speichert, und weiter zum Aufnahmespeicher der nächsten
Station, um den Status des Leersignals dort zu überprüfen.
Falls die Steuerschaltung in der Stufe (S 2) ein "Leersignal
AUS" findet, so übermittelt sie ein Lesesignal an den
Aufnahmespeicher und liest die dort befindlichen Daten
mit der dem Netzwerk entsprechenden Übertragungsgeschwindigkeit
aus (Stufe (S 3)). Während des gesamten Auslesens der Daten
fährt die Steuerschaltung (5 p) fort, den sich ändernden
Status der Stufe (S 2) zu überwachen und prüft den
Aufnahmespeicher, um festzustellen, ob das Auslesen der
Daten aus demselben beendet ist oder nicht. Ist die Antwort
in der Stufe (S 2) bejahend, so zieht die Steuerschaltung
den Schluss, dass das Auslesen der Daten aus dem Speicher
beendet wurde und leitet den Übergang zum Aufnahmespeicher
der nächsten Station und die Ermittlung des Status des
Leersignals ein.
Es wird nunmehr der vorausgehend aufgeführte Vorgang im
einzelnen beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sei
angenommen, dass die Datenpakete in den drei
Aufnahmespeichern der A-, B- und M-Station gespeichert
sind und dass kein Datenpaket in irgendeinem andere
Aufnahmespeicher gespeichert ist. Anschliessend ermittelt
die Steuerschaltung (5 p) den Status der Aufnahmespeicher
von den Leersignalen, die über die Leersignalleitungen
ausgesandt werden und sendet über die Steuersignalleitung
(Ra) Lesesignale an den Aufnahmespeicher (5 a) der A-Station,
der ein Datenpaket gespeichert hat und der deshalb ein
"Leersignal AUS" aufweist. Infolgedessen wird das
Datenpaket aufeinanderfolgend vom Aufnahmespeicher (5 a)
ausgelesen und dem Sender (5 r) mit der dem Netzwerk
entsprechenden gleichen Geschwindigkeit zugeführt. Der
Sender (5 r) verteilt das Datenpaket an die
Empfangsleitungen der Stationen. Jede der
Datenverarbeitungsanlagen überprüft das empfangene
Datenpaket, um zu ermitteln, ob das Datenpaket an sie
adressiert ist und im bejahenden Falle, es aufzunehmen.
Wurden die Daten des Aufnahmespeichers (5 a) der A-Station
über den Datenbus (B) vollständig abgegeben, so wird vom
Aufnahmespeicher (5 a) der A-Station ein "Leersignal EIN"
der Steuerschaltung (5 p) übermittelt. Durch dieses
Leersignal wird die Steuerschaltung (5 p) veranlasst, die
Aussendung der Lesesignale an den Aufnahmespeicher der
A-Station zu unterbrechen und sendet Lesesignale an den
Aufnahmespeicher (5 b) der B-Station, die den nächsten mit
Daten gefüllten Aufnahmespeicher bildet.
Die A-Station ist bei ihrer Bestätigung, dass die Aussendung
des Datenpaketes von der eigenen Station beendet ist,
bereit für die Zulassung einer neuen Sendeaufforderung,
die von dem höheren hierarchischen Niveau ausgegeben wird.
Inzwischen sind die Aufnahmespeicher der B- und M-Station
noch in einem Zustand, in dem sie Datenpakete halten und
nicht im Zustand der Ausgabe eines Datenpaketes, die
Datenverarbeitungsanlagen der B- und M-Station sind
nicht in der Lage, ein Datenpaket an die Aufnahmespeicher
abzugeben, selbst wenn sie von einem höheren hierarchischen
Niveau eine neue Sendeanforderung erhalten.
Selbstverständlich sind die Datenverarbeitungsanlagen von
anderen als der B- und M-Station bereit, eine
Sendeanforderung zu empfangen, die von dem höheren
hierarchischen Niveau ausgegeben wird.
Aus dem Aufnahmespeicher (5 b) der B-Station wird das
Datenpaket aufeinanderfolgend auf den Datenbus (B) in
der gleichen vorausgehend beschriebenen Weise ausgelesen.
Ist dieses Auslesen beendet, so gibt der Aufnahmespeicher
(5 b) ein "Leersignal EIN" aus und die Steuerschaltung
(5 p) unterbricht hierauf das Senden des Lesesignals zum
Aufnahmespeicher (5 b).
Die Steuerschaltung nimmt das Leersignal vom nächsten
Aufnahmespeicher auf. Da sich dieses Leersignal gerade
im EIN-Status befindet, nimmt die Steuerschaltung das
Leersignal des nachfolgenden Aufnahmespeichers auf. Nachdem
dieser Vorgang sooft wiederholt wird, bis das Leersignal
vom Aufnahmespeicher der M-Station empfangen wird, gibt
die Steuerschaltung ein Lesesignal an den Aufnahmespeicher
der M-Station ab, da das Leersignal von diesem Aufnahmespeicher
im AUS-Status ist. Somit wird das Auslesen von Daten in
in der gleichen vorausgehend beschriebenen Weise
eingeleitet.
Ist das Auslesen der Daten vom Aufnahmespeicher (5 m)
der M-Station beendet, so überprüft die Steuerschaltung
(5 p) mittels Anwahl, ob das Leersignal vom nächsten
Aufnahmespeicher zugeführt wurde oder nicht. Ist dieses
Leersignal im AUS-Zustand, so sendet die Steuerschaltung
ein Lesesignal an diesen jeweiligen Aufnahmespeicher,
um das Auslesen von Daten zu beginnen. Die
Steuerschaltung wiederholt diesen Vorgang bis zum
Aufnahmespeicher der N-Station und leitet anschliessend
den gleichen Vorgang erneut beim Aufnahmespeicher der
A-Station ein.
Da die Bedingung für die Datenverarbeitungsanlagen der
A-N-Stationen zur Zulassung einer Sendeanforderung vom
höheren hirarchischen Niveau, wie vorausgehend
beschrieben ist, folgt daraus, dass, wenn ein leerer
Aufnahmespeicher eine Sendeanforderung vom höheren
hierarchischen Niveau erhält, dass er zu allen Zeiten die
Lieferung eines Datenpaketes von der zugehörigen
Datenverarbeitungsanlage erhält.
Das erfindungsgemässe stellare Netzwerk arbeitet in
der vorstehend beschriebenen Weise. Falls die
Sendeanforderungen der A-Station, der B-Station, der
C-Station und der D-Station innerhalb einer kurzen
Zeitspanne gegeben werden, wie dies beispielsweise in
der Zeitablaufdarstellung gemäss Fig. 5 dargestellt ist,
so sind die zugeordneten Datenverarbeitungsanlagen in
der Lage, die Datenpakete über die Sendeleitungen (6 a,
6 b, 6 c, 6 d) weiterzuleiten, solange die entsprechenden
Aufnahmespeicher (5 a, 5 b, 5 c, 5 d) leer sind. Dank der
vorausgehend beschriebenen Anordnung werden die von
den Datenverarbeitungsanlagen abgegebenen Datenpakete
vorläufig in den Aufnahmespeichern gehalten und
anschliessend, unter Steuerung der Steuerschaltung (5 p),
über den Sender (5 r), den Empfangsleitungen (7 a-7 n) der
Stationen zugeführt, ohne eine Kollision von Datenpaketen
zu verursachen.
Die erste Ausführungsform der Erfindung schliesst das
Auftreten einer Kollision von Datenpaketen im Netzwerk
aus und erzielt deshalb verschiedene, nachstehend
beschriebene Wirkungen.
- 1) Da die sonst unvermeidliche Strömung ungültiger Daten durch die Schaltungen beseitigt wird, die sich aus einer Kollision von Datenpaketen ergibt, können die das Netzwerk bildenden Schaltungen näherungsweise bis zur physikalischen Kapazität des Netzwerkes effizient eingesetzt werden.
- 2) Die Zentralstation wird von der ansonsten wesentlichen Aufgabe entlastet, Kollisionen von Datenpaketen zu ermitteln und Kollisionssignale auszugeben. Infolgedessen ist es nicht länger erforderlich, dass die Datenverarbeitungsanlagen den Verfahrensablauf zur Unterbrechung der Ausgabe von Datenpaketen zum Zeitpunkt einer Kollision durchführen, oder die Verarbeitung zur erneuten Übertragung, beispielsweise mittels des Ausweich-Algorithmus. Die Zentralstation und die Datenverarbeitungsanlagen können daher sowohl hinsichtlich der Maschinen- als auch der Programmausrüstung einfach ausgebildet werden.
- 3) Da die grösste Systemlänge nicht länger für die Erfassung einer Kollision von Datenpaketen eingestellt werden muss, hängt sie nunmehr von den Kapazitäten der Treiber und Empfänger an den entgegengesetzten Enden der Sende- und Empfangsleitungen ab. Wahlweise kann die Systemlänge weit über die Kapazitäten der Treiber und Empfänger, beispielsweise durch die Verwendung einer Verstärkerstation (repeater) erweitert werden. Das erfindungsgemässe stellare Netzwerk gestattet daher die Ausbildung eines grossen Systems. Offensichtlich gestattet es die Verwendung einer Toranordnung, dass das erfindungsgemässe Netzwerk mit den Datenverarbeitungsanlagen eines anderen Systems in Verbindung tritt.
Anschliessend wird die zweite Ausführungsform der Erfindung
beschrieben. Die zweite Ausführungsform betrifft eine
modifizierte Version des stellaren Speichers und
Rundspruchnetzwerkes mit Kollisionsvermeidung der
vorausgehend beschriebenen, ersten Ausführungsform, die
derart abgeändert ist, dass sie sich für eine
Echtzeitübertragung, beispielsweise eine Gesprächsübertragung,
eignet, bei welcher die Sende-Empfangs-Beziehung auf
Echtzeitbasis geschätzt wird.
Fig. 6 stellt ein schematisches Blockschaltbild der
zweiten Ausführungsform der Erfindung dar und Fig. 7
ist ein Blockschaltbild, das die typische Steuerschaltung
im Netzwerk der Fig. 6 erläutert.
Gemäss Fig. 6 sind die Datenverarbeitungsanlagen der
A-, B-, ..., N-Stationen mit einer Zentralstation (5)
über die Sendeleitungen (6 a, 6 b, ..., 6 n) und die
Empfangsleitungen (7 a, 7 b, ..., 7 n) (oder 7) verbunden.
Die Zentralstation (5) umfasst Aufnahmespeicher (5 a, 5 b,
..., 5 n), die an den Schnittstellen für die
Datenverarbeitungsanlagen der A-, B-, ..., N-Stationen
angeordnet sind, sowie eine Steuerschaltung (5 p).
Die Aufnahmespeicher (5 a, 5 b, ..., 5 n) haben jeweils
eine Kapazität für mindestens ein Datenpaket und die
Aufgabe, auf einer Leersignalleitung (11) ein "Leersignal
EIN" abzugeben, wenn der Speicher von Daten leer ist
oder ein "Leersignal AUS", wenn der Speicher mit Daten
gefüllt ist. Jeder der Aufnahmespeicher liest bei
Aufnahme eines Lesesignals, das von der Steuerschaltung
(5 p) über eine Speicherleseleitung (13) übermittelt
wird, Daten aufeinanderfolgend von dem gespeicherten
Datenpaket aus und gibt sie an die Datenleitung (12) mit
der dem Netzwerk entsprechenden gleichen Geschwindigkeit
aus und schaltet ferner nach Beendigung dieses
Auslesevorganges das "Leersignal EIN" und gibt es auf
die Leerleitung (11) ab. Die Steuerschaltung hat ferner
die Funktion, den Aufnahmespeicher nach Erhalt eines
Löschsignals zu löschen, das von der Steuerschaltung
(5 p) abgegeben und über eine Speicherlöschleitung (14)
gefördert wird.
Die Steuerschaltung (5 p) überwacht die Aufnahmespeicher
(5 a, 5 b, ..., 5 n) bezüglich ihres Status, indem sie
die Leersignale der Aufnahmespeicher einmal während
eines festliegenden (Zeit)-Rahmens (T) erhält. Ergibt
sich, dass einige der Aufnahmespeicher AUS-Leersignale
abgeben, d.h. im Laufe einer Statusanwahl Datenpakete
im Speicher halten, so liest die Steuerschaltung (5 p)
Daten aus den Aufnahmespeichern einmal innerhalb eines
Rahmens aus. Anschliessend realisiert er einen
Schaltungsaustausch, indem die Datenpakete freigegeben
werden, die über die Datenleitung (12) auf die
Empfangsleitung (7) gegeben wurden.
Es wird nunmehr der Aufbau und Betrieb der Steuerschaltung
(5 p) unter Bezugnahme auf Fig. 7 im einzelnen
beschrieben.
Ein Rahmenzähler (21) gibt ein Rahmen-Zeitsteuersignal
(21 a) einmal innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls
(Rahmenzeit) (T) ab. Ein Rahmen-Steuerungsmodul (22)
wird durch das Rahmen-Zeitsteuersignal (21 a) betätigt.
Infolge dieser Betätigung unterscheidet das
Rahmen-Steuerungsmodul (22) zwischen dem Status EIN und
AUS des Leersignals, das durch Anwählen von der
Leersignalleitung (11) gefördert wird und speichert
anschliessend die Unterscheidungsdaten an den Stationen
mit AUS-Zustand in einem Datenpaketfolge
Aufzeichnungsspeicher (23). Da der Datenpaketfolge
Aufzeichnungsspeicher (23) die Unterscheidungsdaten für
Stationen aufweist, die bis zu dem vorausgehenden Rahmen
aufgezeichnet worden sind, werden die Stationen, die in
dem vorliegenden Rahmen Leersignale im AUS-Zustand
erhalten haben, im Speicher (23) anschliessend an
die Stationen aufgezeichnet, die bis zum oben erwähnten,
vorausgehenden Rahmen aufgezeichnet worden sind.
Wo beispielsweise nur die B-Station ein Senden
im vorausgehenden Rahmen durchgeführt hat, sind die
in dem Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23)
gespeicherten Unterscheidungsdaten allein auf jene
der B-Station begrenzt und die anderen Speicherbereiche
haben gemäss Fig. 8(a) Null-Status. Wird daher das vom
Aufnahmespeicher (5 a) der A-Station abgegebene Leersignal
im vorliegenden Rahmen auf AUS geschaltet, so erfasst
das Rahmensteuerungsmodul (22) diesen Zustand und
veranlasst, dass die Unterscheidungsdaten der A-Station
in dem Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) für
die Datenpaketzuführung aufgezeichnet werden. Infolgedessen
werden die Daten in dem Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher
(23) so gestaltet, dass die Unterscheidungsdaten für
die A-Station anschliessend an jene für die B-Station
gemäss Fig. 8(b) eingegeben werden.
Inzwischen wird, wenn die A-Station die Übertragung
innerhalb des vorliegenden Rahmens beendet, während
die B-, A- und D-Station zyklisch mit einer
Rahmenzeit als Einheitsperiode gemäss Fig. 8(c) senden,
die Aufzeichnung für die A-Station in dem
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) gelöscht und
die in dem Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23)
gespeicherten Unterscheidungsdaten werden gemäss Fig. 8(d)
geändert. Um genau zu sein, die Aufzeichnung für die
A-Station wird gelöscht und die Registeraufzeichnung für
die D-Station, die unterhalb jener für die A-Station
lag, wird in eine eine Stufe höher liegende Position
geschoben.
Die Beschreibung wird anschliessend unter erneuter
Bezugnahme auf Fig. 7 fortgesetzt. Ein
Schaltungssteuerungsmodul (24) bezieht sich nach Erhalt
des Rahmenzeitsteuersignals (21 a) aufeinanderfolgend
auf den Inhalt des Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeichers
(23), vom vorderen bis zum hinteren Ende, und gibt ein
Lesestartsignal (24 a) an die erste der dort aufgezeichneten
Stationen ab. Während der Weiterleitung des
Lesestartsignals (24) erzeugt ein Lesesignalgenerator
(25) ein Speicherlesesignal und liefert es über eine
Speicherleseleitung (13) an die vorausgehend erwähnte
erste Station. Erhält der Aufnahmespeicher der vorausgehend
erwähnten ersten Station das vorausgehend erwähnte
Speicherlesesignal, so werden die Daten des Aufnahmespeichers
ausgelesen. Die auf diese Weise ausgelesenen Daten
werden über die Datenleitung (12) weitergeleitet und
in den Sender (26) eingegeben. Der Sender (26) gibt die
Daten mittels Rundspruch an die Empfangsleitungen (7) ab
und zwar synchronisiert mit dem Ausgangstaktsignal, das
vom Lesesignalgenerator (25) abgegeben wird.
Wenn die Abgabe der Daten vom Aufnahmespeicher der
ersten Station beendet ist und das vom Aufnahmespeicher
über die Leersignalleitung (11) abgegebene Leersignal
infolgedessen auf EIN geschaltet ist, so erfasst der
Lesesignalgenerator (25) diesen Zustand und unterbricht
die Abgabe eines Speicherlesesignals zur ersten Station.
Erfasst der Schaltungssteuerungsmodul (24) die Änderung
des Leersignals in den EIN-Status, so liest er die
im zweiten Bereich des Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeichers
(23) registrierte zweite Station aus und führt das
gelesene Startsignal (24 a) der vorausgehend erwähnten
zweiten Station zu. Infolgedessen erzeugt der
Lesesignalgenerator (25) ein Speicherlesesignal und
führt es in der vorausgehend beschriebenen Weise der
zweiten Station zu. Die Daten des Aufnahmespeichers der
zweiten Station werden ausgelesen und die auf diese
Weise ausgelesenen Daten werden über die Datenleitung
(12) dem Sender (26) eingegeben. Anschliessend werden
die Daten über die Sendeleitungen (7) den
Datenverarbeitungsanlagen der A-N-Stationen synchronisiert
mit dem Ausgangstaktsignal zugeführt, das vom Sender
(26) über den Lesesignalgeneraot (25) ausgegeben wird.
In gleicher Weise werden die Daten in den Aufnahmespeichern,
die den im Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23)
registrierten Stationen entsprechen, aufeinanderfolgend
ausgelesen und den entsprechenden Datenverarbeitungsanlagen
zugeführt.
Was die Daten betrifft, die nicht innerhalb eines Rahmens
ausgegeben werden können, so werden die Aufnahmespeicher
der Stationen, die diese Daten gespeichert haben,
zwangsweise durch den Umstand gelöscht, dass der
Schaltungssteuerungsmodul (24) veranlasst, dass das vom
Lesesignalgenerator (25) erzeugte Lesestartsignal und
das vom Löschsignalgenerator (27) erzeugte Speicherlöschsignal
jeweils über die Speicherleseleitung (13) und die
Speicherlöschleitung (14) den vorausgehend erwähnten
Aufnahmespeichern zugeführt werden.
Ist eine Rahmenzeit mit der Weiterleitung der Datenpakete
vergangen, die von den Datenverarbeitungsanlagen in der
vorausgehend beschriebenen Weise innerhalb einer
Rahmenzeit abgegeben werden, so gibt der Rahmenzähler
(21) erneut ein Rahmen-Zeitsteuerungssignal (21 a) aus.
Anschliessend wird die Station, die erneut zum Senden
aufgefordert wurde, wiederum in den
Datenpacketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) eingegeben
und die Station, die gerade das Senden beendet hat,
wird im Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23)
gelöscht. Durch die erneuerten Unterscheidungsdaten im
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) wird der
oben beschriebene Vorgang wiederholt.
Die Steuerschaltung (5 p) arbeitet in der vorausgehend
beschriebenen Weise. Aus der vorstehenden Beschreibung
ist ersichtlich, dass bei der vorliegenden Ausführungsform
die in den Aufnahmespeichern (5 a-5 n) gespeicherten
Datenpakete jeweils eines pro Rahmen in der Reihenfolge
ausgegeben werden, in der sie im
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) registriert
sind.
Es wird nunmehr die Arbeitsweise der Datenverarbeitungsanlagen
der A-N-Stationen beschrieben. Die Datenverarbeitungsanlagen
nehmen, nachdem ihre zugehörigen Stationen ihre eigenen
Datenpakete an die jeweiligen Aufnahmespeicher (5 a-5 n)
abgegeben haben, einen Zustand ein, der die Ausgabe
eines Datenpaketes verhindert und verbleiben in diesem
Zustand bis sie bestätigen, dass die von ihnen ausgegebenen
Datenpakete an sie von der Zentralstation (5) geliefert
worden sind. Selbst wenn Anforderung zum Aussenden von
Datenpaketen ihnen von einem höheren hierarchischen
Niveau erteilt wird, während der Hinderungszustand
andauert, werden die Datenverarbeitungsanlagen nicht
freigegeben, den Aufnahmespeichern ein Datenpaket
zuzuführen. Erst wenn die Datenverarbeitungsanlagen die
Ankunft der von ihnen selbst ausgegebenen Datenpakete
von der Zentralstation (5) bestätigen, werden sie von
dem Verbot der Abgabe eines Datenpaketes befreit und
in die Lage versetzt, das nachfolgende Datenpaket zu
liefern, das von dem höheren hierarchischen Niveau angefordert
worden ist.
Erhalten die Datenverarbeitungsanlagen nicht von der
Zentralstation die von ihnen selbst ausgegebenen Datenpakete,
selbst nachdem eine Rahmenzeit oder mehrere Rahmenzeiten
verflossen sind, da die Schaltungen in diesem Zustand
bis zu ihrer Kapazität beschäftigt sind, so bestätigen
die Datenverarbeitungsanlagen, dass die abgegebenen
Datenpakete durch die Zentralstation gelöscht sind und
senden die Datenpakete erneut an die Aufnahmespeicher
ab. Um diesen Vorgang durchzuführen, müssen die
Datenverarbeitungsanlagen jeweils einen Zeitgeber aufweisen,
um zwei Rahmenzeiten zu takten und benötigen eine Funktion
zur Erkennung, dass die von ihnen selbst abgegebenen
Datenpakete gelöscht worden sind und zur Wiederausgabe
von Datenpaketen, wenn sie die von ihnen selbst abgegebenen
Datenpakete nicht innerhalb zweier Rahmenzeiten nach
Ausgabe ihrer eigenen Datenpakete empfangen.
Eine typische Art und Weise, in der Datenpakete von den
Datenverarbeitungsanlagen mittels des vorausgehend
beschriebenen Vorganges in die Schaltungen gegeben werden,
ist in der Zeitablaufdarstellung gemäss Fig. 9 gezeigt.
Es sei angenommen, dass die Datenverarbeitungsanlagen
der A-, D-, C- und B-Station aufgefordert werden,
Daten in der aufgeführten Reihenfolge während des Ablaufs
einer bestimmten Rahmenzeit (T) auszusenden. Dann werden
die Datenpakete von der A-, D-, C- und B-Station
über ihre jeweiligen Übertragungsleitungen weiterbefördert
und zur Speicherung in den zugehörigen Aufnahmespeichern
empfangen und gleichzeitig in der erwähnten Reihenfolge
in dem vorausgehend erwähnten Datenpaketfolge
Aufzeichnungsspeicher (23) registriert. Während der
anschliessenden einen Rahmenzeit werden die
Stationsunterscheidungsdaten in dem
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) in der Reihenfolge
ihrer Registrierung ausgelesen und die entsprechenden
Datenpakete werden aus den Aufnahmespeichern ausgelesen
und zu den Schaltungen weitergefördert. Daher werden
die Datenpakete der A-, D-, C- und B-Station in dieser
Reihenfolge, wie in der Figur dargestellt, auf die
Empfangsleitungen gegeben. Anders ausgedrückt, von den
Datenverarbeitungsanlagen werden diese Datenpakete in
der Reihenfolge der ausgegebenen Sendeanforderungen
ausgesandt und sie werden in jedem Rahmen in dieser
Reihenfolge ausgesandt, bis die Aussendung beendet ist.
Die vorliegende Erfindung wurde als Ausführung in Form
eines Schaltungsvermittlungsnetzwerkes beschrieben.
Die Erfindung ist nicht auf diese besondere Ausführung
begrenzt. Sie kann als Datenpaketvermittlungsnetzwerk
oder als Hybridvermittlungsnetzwerk eingesetzt werden.
Nebenbei bemerkt, das Schaltungsvermittlungsnetzwerk ist
ein System, das derart entworfen ist, dass eine festgelegte
Grösse von Paketen fehlerfrei einmal je festliegendem
Zeitrahmen ausgegeben wird und das Datenpaketvermittlungs
netzwerk ist ein System, in welchem Daten mit veränderlichen
Paketlängen ausgegeben werden, obgleich das System keine
exklusive Schaltung aufweist.
Die vorliegende Erfindung kann aus folgenden Gründen
als Paketvermittlungsnetzwerk verwendet werden. Es sei
angenommen, dass die in der Darstellung gemäss Fig. 6
angegebenen A-, B-, C- und D-Stationen aufgefordert
werden, Datenpakete zu senden. Dann übermitteln die
Datenverarbeitungsanlagen der A-D-Stationen diese
Datenpakete über die Sendeleitungen (6 a-6 d) an die
Aufnahmespeicher (5 a-5 d) der A-D-Stationen. Zu diesem
Zeitpunkt nehmen die Datenverarbeitungsanlagen der
A-D-Stationen den Zustand an, der eine Aussendung von
Daten verhindert.
Der Rahmen-Steuerungsmodul (22) der Zentralstation (5)
führt zu Beginn des nächsten Rahmens die Anwahl der
Leersignale durch, die von den Aufnahmespeichern (5 a-5 n)
abgegeben werden und veranlasst die A-D-Stationen, die
AUS-Leersignale aufweisen, im Datenpaketfolge
Aufzeichnungsspeicher (23) registriert zu werden. In der
Zwischenzeit erhält der Schaltungssteuerungsmodul (24),
nachdem er ein Rahmen-Zeitsteuerungssignal (21 a) erhalten
hat, einen wahlfreien Zutritt zu dem
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23), führt den
Aufnahmespeichern der registrierten Stationen in der
vorausgehend beschriebenen Weise ein Lesestartsignal zu
und liest die Daten aus. Auf diese Weise können der
stellare Speicher und das Rundspruchnetzwerk gemäss der
vorliegenden Erfindung als Datenpaket-Vermittlungsnetzwerk
verwendet werden.
Die vorausgehend beschriebene Ausführungsform kann als
Datenpaket-Vermittlungsnetzwerk eingesetzt werden, um
eine Übertragung von Daten ohne Datenkollision
durchzuführen, selbst wenn Sendeanforderungen gleichzeitig
von vielen Stationen gemacht werden.
Falls Sendeanforderungen gleichzeitig von vielen Stationen
gemacht werden und ein Teil der Daten, die infolgedessen
von den Aufnahmespeichern abgegeben werden, nicht
innerhalb einer Rahmenzeit gesendet werden kann, so werden
die überschüssigen Daten durch das Speicherlöschsignal
gelöscht, das vom Löschsignalgenerator (27) weitgehend
in der gleichen Weise erzeugt wird, wie wenn die vorliegende
Ausführungsform als das vorausgehend erwähnte
Schaltungsvermittlungsnetzwerk eingesetzt wird.
Eine typische Art und Weise, in der Datenpakete durch
die Datenverarbeitungsanlagen als Folge des vorausgehend
beschriebenen Betriebes an die Schaltungen abgegeben
werden, ist in der Zeitablaufdarstellung nach Fig. 10
gezeigt.
Es sei angenommen, dass die Datenverarbeitungsanlagen
der A-, D-, C- und B-Station in der angegebenen
Reihenfolge innerhalb einer gegebenen Rahmenzeit (T)
Anforderungen zur Aussendung von Daten erhalten. Dann
werden die Datenpakete von der A-, D-, C- und B-Station
über die zugehörigen Sendeleitungen weitergeleitet und
zur Speicherung durch die zugehörigen Aufnahmespeicher
empfangen, anschliessend durch den folgenden
Rahmen-Zeitsteuerungsimpuls einer Anwahl (poling) unterzogen
und im Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23)
registriert. Während der folgenden einen Rahmenzeit
werden die Stationsunterscheidungsdaten aus dem
Datenpaketfolge-Aufzeichnungsspeicher (23) ausgelesen
und die entsprechenden Datenpakete werden von den
jeweiligen Aufnahmespeichern ausgelesen und den
Schaltungen zugeführt. Infolgedessen werden den
Sendeleitungen die Datenpakete der A-, B-, C- und
D-Station in der erwähnten Reihenfolge zugeführt, die
nicht der Reihenfolge der vorausgehend erwähnten
Sendeanforderungen entspricht, wie aus der Darstellung
ersichtlich ist.
Die vorliegende Erfindung gestattet das Aussenden von
Daten in Form einer Paketvermittlung mit völlig gleicher
Verfahrensweise wie in Form der vorausgehend beschriebenen
Schaltungsvermittlung. Werden diese beiden Vermittlungen
kombiniert, so entsteht ein hybrides Vermittlungssystem.
Die zweite Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die
nachfolgend aufgeführte Wirkungsweise zusätzlich zu
den Wirkungsweisen (1) bis (3), die durch die vorausgehend
aufgeführte erste Ausführungsform erzielbar sind.
- 4) Wird das erfindungsgemässe Netzwerk als Schaltungsvermittlungsnetzwerk eingesetzt, so eignet es sich hervorragend für eine Echtzeitübertragung, beispielsweise bei einer Gesprächsverbindung, welche eine Sendeempfangsbeziehung auf Echtzeitbasis schätzt.
Es wird nunmehr die dritte Ausführungsform der Erfindung
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
beschrieben. Diese Ausführungsform umfasst eine
Anordnung des stellaren Speichers und des
Rundspruchnetzwerkes, welche eine maximale
Verzögerungszeit bei der Übertragung garantiert, und
sich daher für eine Echtzeitübertragung von Daten, wie
beispielsweise Gesprächsdaten, eignet. Ferner ist das
Netzwerk so gestaltet, dass eine Datenverarbeitungsanlage
in der Lage ist, eine Mehrzahl von Kanälen zu bilden,
wovon jeder eine maximale Verzögerungszeit für die
Übertragung aufweist.
Fig. 11 ist ein schematisches Blockschaltbild der dritten
Ausführungsform der Erfindung.
Wie in der Figur gezeigt wird, sind die
Datenverarbeitungsanlagen der A-, B-, ..., N-Stationen
jeweils über Sendeleitungen (6 a, 6 b, ..., 6 n) und
Empfangsleitungen (7 a, 7 b, ..., 7 n) mit einer
Zentralstation (5) verbunden. Die Zentralstation (5) ist
mit A-, B-, ..., N-Stationseinheiten (5 a, 5 b, ..., 5 n)
ausgestattet, die an den Schnittstellen liegen, die den
Datenverarbeitungsanlagen der A-, B-, ..., N-Stationen
entsprechen, sowie mit einer Steuerschaltung (5 p), die
diese Stationseinheiten überwachen kann und gleichzeitig
aufeinanderfolgend Lesesignale an die Daten haltende
Stationseinheiten ausgeben kann, und mit einem Sender
(5 r), der dazu dient, die aus den Stationseinheiten
ausgelesenen Daten an die Empfangsleitungen (7 a, 7 b, ...,
7 n) zu verteilen. Die A-, B-, ..., N-Stationseinheiten
(5 a, 5 b, ..., 5 n) haben jeweils einen Aufnahmespeicher,
der beispielsweise als Schiebespeicher (FIFO) ausgebildet
ist. Die Datenmenge, die gleichzeitig im Aufnahmespeicher
gespeichert werden kann, ist auf einen vorgegebenen
Pegel begrenzt. Die in Frage stehenden Sendeleitungen
und Empfangsleitungen können aus physikalisch unabhängigen
Kabeln bestehen. Als Alternative kann ein Kabel gemeinsam
sowohl für die Sende- als auch Empfangskanäle verwendet
werden.
Die Steuerschaltung (5 p) und die A-, B-, ...,
N-Stationseinheiten (5 a, 5 b, ..., 5 n) sind über eine
Wählerleitung (S) verbunden, die dazu dient, ein
Wählersignal zur Auswahl der Stationseinheiten
weiterzuleiten, eine Leseleitung (R) zur Weiterleitung
eines Lesesignals, eine Leersignalleitung (E) zur
Weiterleitung eines Leersignals, und eine Sendeleitung
(P) für ein Datenpaketintervall-Sensorsignal zur
Weiterleitung eines Paketintervall-Sensorsignals. Die
aus den A-, B-, ..., N-Stationseinheiten (5 a, 5 b, ..., 5 n)
ausgelesenen Daten werden über die Datenleitung (B) dem
Sender (5 r) zugeführt.
Es wird nunmehr eine typische Anordnung der A,-, B-,
..., N-Stationseinheiten (5 a, 5 b, ..., 5 n) unter
Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben. Da die
Stationseinheiten (5 a, 5 b, ..., 5 n) identisch aufgebaut
sind, wird die Anordnung der A-Stationseinheit (5 a)
als repräsentativ im einzelnen beschrieben.
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, besteht die
A-Stationseinheit (5 a) aus einem Trägersensor (CS) (31),
einer S/P-Umsetzerschaltung (32) für Serien/Parallel-Umsetzung,
einem Datenpaket-Intervallsensor (33), einer
Schreibimpuls-Generierungsschaltung (34), einem ersten
Schiebespeicher (35) (FIFO) und einer Torschaltung (36).
Es wird nunmehr die Funktion jedes dieser vorausgehend
aufgeführten Bauelemente unter Bezugnahme auf die
Zeitablaufdarstellung nach Fig. 13 beschrieben. Die in
Fig. 13 verwendeten Bezugszeichen entsprechen jenen der
Fig. 12.
Der Trägersensor (31) überwacht ständig die Sendeleitung
(6 a) und führt, falls er ein Signal (6 a) erfasst, das
von der Datenverarbeitungsanlage (A) der A-Station
gemäss Fig. 13 abgegeben wird, der S/P-Umsetzerschaltung
(32), dem Datenpaket-Intervallsensor (33) und der
Schreibimpuls-Generierungsschaltung (34) ein
Trägersensorsignal (31 a) zu. Die S/P-Umsetzerschaltung
(32) wird nach Empfang des vom Trägersensor (31) kommenden
Trägersensorsignals (31 a) betätigt, um die über die
Sendeleitung (6 a) zugeführten seriellen Daten in parallele
Daten umzusetzen und die parallelen Daten dem Schiebespeicher
(35) zuzuführen.
In einem Nachrichtensystem, wie beispielsweise Ethernet,
ist kein Träger vorhanden, wo keine Signale auf der
Sendeleitung vorliegen. Es sind jedoch Nachrichtensysteme
gegeben, bei welchen das Senden eines Trägers erfolgt,
selbst wenn kein Signal auf der Sendeleitung vorhanden
ist. Bei einem optischen Senden wird beispielsweise ein
Signal bestimmter Formgebung immer in die Übertragungsbahn
abgegeben, um den Wert einer Rückkopplungsschleife der
automatischen Verstärkungskontrolle (AGC) im Aufnahmeteil
zu stabilisieren (das anschliessend als Ruhesignal
bezeichnet wird). In diesem Falle wird ein Signalsensor
anstelle des Trägersensors (31) nach Fig. 12 verwendet.
Der Ausgang des Signalsensors ist AUS, wenn das Ruhesignal
auf der Übertragungsbahn vorliegt, während es EIN ist,
wenn effektive Daten auf der Übertragungsbahn erscheinen.
Der Schiebespeicher (35) ist ein Speicher für parallele
Eingabe und parallele Ausgabe. Wird der Schreibimpuls
(34 a) von der Schreibimpuls-Generierungsschaltung (34)
eingeführt, so gestattet es der Schiebespeicher (35),
dass die Daten der parallelen Eingabe in ihm eingeschrieben
werden. Zu diesem Zeitpunkt wird ein
Datenpaketintervall-Unterscheidungsbit (35 a), beispielsweise
eine logische "1", vom Datenpaket-Intervallsensor (33)
abgegeben und gleichzeitig in den Schiebespeicher (35)
(FIFO) eingeschrieben.
Fig. 14 stellt eine Veranschaulichung der im
Schiebespeicher (35) gespeicherten Daten dar. Hat der
Schiebespeicher (35) eine Breite von 9 Bit, so werden
die Paketdaten in den ersten 8 Bit eingeschrieben und
das Paketintervall-Unterscheidungsbit (35 a), das die
Grenze zwischen dem vorliegenden Datenpaket und dem
nächsten Datenpaket angibt, wird in das verbleibende
eine Bit eingeschrieben. In dem dargestellten Fall
wird "0" als das Datenpaketintervall-Unterscheidungssignal
verwendet.
Der Datenpaket-Intervallsensor (33) nimmt, wenn das
Trägersensorsignal (31 a) vom Trägersensor (31) ausgegeben
wurde, den AUS-Zustand ein (t 2 in der Darstellung nach
Fig. 13) und gibt das Datenpaketintervall-
Unterscheidungssignal entsprechend einer logischen "0"
während der Eingabe des letzten parallelen Signaleingangs
ab. Dieses Signal wird zusammen mit dem letzten parallelen
Eingabesignal durch den Schreibimpuls (34) eingeschrieben.
Ferner wird die Schreibimpuls-Generierungsschaltung (34)
durch das Trägersensorsignal (31 a) veranlasst, einen
Impuls (34 a) auszugeben, um das parallele Eingabesignal
und das Datenpaketintervall-Unterscheidungsbit in den
Schiebespeicher (35) einzuschreiben. Die Schaltung
unterbricht ihren Betrieb, wenn das Trägersensorsignal
(31 a) den AUS-Zustand einnimmt.
Es wird nunmehr ein typisches Ausführungsbeispiel der
Steuerschaltung (5 p) in der Anordnung nach Fig. 11 in
Verbindung mit dem Blockschaltbild der Fig. 15 beschrieben.
Zur Erleichterung der Darstellung zeigt Fig. 15 zusätzlich
ein Anschlusschaltbild, das die Steuerschaltung (5 p)
und die A-, B-, ..., N-Stationseinheiten betrifft.
Die Steuerschaltung (5 p) besteht aus einer
Wählersignal-Generierungsschaltung (41), einer
Leersignal-Sensorschaltung (42), einer
Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (43), einer
Datenpaketintervall-Sensorschaltung (44) und einem
Zeitgeber (45). Diese Schaltungen (41, 42, 43, 44) sind
elektrisch mit den A-, B-, ..., N-Stationseinheiten
verbunden.
Die Wählersignal-Generierungsschaltung (41) kann über
eine Wählerleitung (S) eine der Stationseinheiten
auswählen. Die Wählersignal-Generierungsschaltung (41)
veranlasst, sooft ein nächstes Signal (n) von der
Leersignal-Sensorschaltung (42) erhalten wird, dass das
an die Wählerleitung abgegebene Wählersignal zur
nächsten Wählerleitung verschoben wird und infolgedessen
die nächste Stationseinheit auswählt. Jede der
Stationseinheiten öffnet bei der dort erfolgenden Ankunft
dieses Signals die Torschaltung (36) (siehe Fig. 12)
und gestattet es, dass die Signalleitung der jeweiligen
Station mit der Steuerschaltung (5 p) verbunden wird.
Das über die Leersignalleitung (E) eingeführte Signal
wird durch die Leersignal-Sensorschaltung (42) erfasst
und anschliessend der Wählersignal-Generierungsschaltung
(41) und der Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (43)
zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt, wenn das empfangene
Signal den EIN-Zustand aufweist, was anzeigt, dass die
betreffende Stationseinheit keine Paketdaten gespeichert
hat, wählt die vorausgehend aufgeführte
Wählersignal-Generierungsschaltung (41) die nächste
Stationseinheit und die Speicherlesesignal-
Genierierungsschaltung (43) beendet die Erzeugung eines
Lesesignals. Befindet sich das vorausgehend aufgeführte
Signal im AUS-Status, was anzeigt, dass die betreffende
Stationseinheit Paketdaten gespeichert hat, so behält
die Wählersignal-Generierungsschaltung (41) weiterhin
die gegenwärtig gewählte Stationseinheit bei und die
Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (43) gibt ein
Lesesignal ab. Die Speicherlesesignal-Generierungsschaltung
(43) unterbricht, wenn sie ein Datenpaketintervall-
Sensorsignal von der Datenpaketintervall-Sensorschaltung
(44) erhält, die Abgabe eines Lesesignals.
Erfasst die Paketintervall-Sensorschaltung (44) ein
von der Stationseinheit abgesandtes Paketintervall-
Sensorsignal, so sendet sie dieses Signal an die
Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (43) und an
den Zeitgeber (45). Der Zeitgeber (45) wird bei Empfang
des Paketintervall-Sensorsignals betätigt, um die
vorgeschriebene Zeit zu takten. Diese stellt die
kürzeste Zeitspanne dar, die zwischen benachbarten
Datenpaketen liegt. Die Speicherlesesignal-
Generierungsschaltung (43) unterbricht die Aussendung
eines Lesesignals, während der Zeitgeber (45) in Betrieb
ist und nimmt die Aussendung erneut auf, wenn der
Betrieb des Zeitgebers (45) zu Ende ist.
Es wird nunmehr die Betriebsweise der vorliegenden
Ausführungsform beschrieben. Bei der vorliegenden
Ausführungsform ist die Datenmenge, die in den
Aufnahmespeichern, beispielsweise den Schiebespeichern
der A-N-Stationseinheiten aufgespeichert werden kann,
wie vorausgehend beschrieben, im voraus festgelegt.
Beispielsweise wird sie unabhängig voneinander von den
Datenverarbeitungsanlagen der A-N-Stationen festgelegt.
Es sei nunmehr angenommen, dass der grösste Wert der
Gesamtmenge der Daten, die gleichzeitig in den
Aufnahmespeichern der A-N-Stationseinheiten aufgespeichert
werden kann, gleich P(Bit) ist und dass die
Sendegeschwindigkeit im System der vorliegenden
Ausführungsform gleich S(Bit)/Sekunde ist. Dann wird
die maximale Verzögerungszeit (T) (an der Zentralstation),
die zwischen dem Zeitpunkt liegt, wo eine gegebene
Station ein Datenpaket abgibt und dem Zeitpunkt, wo die
Zentralstation das gleiche Datenpaket abgibt, durch
folgenden Ausdruck gegeben:
T = P/S (Sekunden)
Die maximale Verzögerungszeit (T), die sich in Verbindung
mit der vorliegenden Erfindung eignet, kann erhalten
werden, und entsprechend kann die maximale
Verzögerungszeit des Systems für die Aussendung garantiert
werden, indem für (P) und (S) geeignete Werte festgesetzt
werden.
Die Datenverarbeitungsanlagen innerhalb des Systems können
jeweils eine festliegende Sendegeschwindigkeit aufweisen,
indem die maximale Grösse (P) der Datenaufspeicherung
bestimmt wird. Diese zugewiesene Grösse der
Datenaufspeicherung ändert sich mit den charakteristischen
Qualitäten der Datenverarbeitungsanlagen (beispielsweise
Aufspeicherungsgrösse kann bei der Anstiegszeit des
Systems festgelegt oder dynamisch eingestellt werden.
Es ist nur natürlich, dass die Gesamtgrösse der den
einzelnen Datenverarbeitungsanlagen zugeteilten
Aufspeicherung nicht die maximale Datenmenge (P), die
im Gesamtsystem gespeichert werden, überschreiten sollte.
Die Frage, wie die jeder Datenverarbeitungsanlage zugeteilte
Datenaufspeicherungsgrösse verwendet werden sollte,
bleibt völlig dem Belieben der in Frage stehenden Station
überlassen.
Beispielsweise wird P = 1 (M Bit) erhalten, wenn die
Übertragungsgeschwindigkeit (S) des Systems auf 100
(M Bit/s) festgelegt wird und die maximale
Verzögerungszeit (T) der Übertragung auf 10 (ms).
Es sei angenommen, dass eine bestimmte
Datenverarbeitungsanlage der Station (A) eine Zuteilung
von 2016 Bit erhält und dass die Ruhezeit zwischen den
Datenpaketen (das kleinste Datenpaketintervall, das
durch den Zeitgeber in der Anordnung nach Fig. 15
gezählt wird) 48 Bit beträgt. Somit kann die Station
(A) einen Datenkanal von 196.8 K Bit/s unter Verwendung
von 1968 + 48 (Bit) erstellen. Ansonsten kann sie zwei
Kanäle, 128 K Bit/s und 64 K Bit/s unter Verwendung
von (1280 + 48) + (640 + 48) (Bit) erstellen.
Um eine Variation in der Zuteilung der Aufspeicherungsmengen
zu garantieren, ist es erwünscht, den Aufnahmespeichern
der Stationseinheiten solche Kapazitäten zu geben, die
die maximal möglichen Aufspeicherungsmengen (P) übersteigen.
Beim bekannten System nehmen die Datenverarbeitungsstationen
nach Abgabe von Datenpaketen den Zustand ein, der eine
Abgabe von Datenpaketen verhindert. Bei dem in Frage
stehenden System ist jedoch folgende Änderung vorgesehen.
Es sei angenommen, dass eine bestimmte
Datenverarbeitungsstation zwei Kanäle (CH1, CH2) einrichten
kann, wovon jeder eine garantierte maximale
Verzögerungszeit für die Übertragung aufweist. Wenn diese
Datenverarbeitungsstation das Datenpaket von (CH1) auf
Anforderung der oberen Schicht abgibt, so nimmt sie den
Zustand ein, der die Abgabe allein des Paketes (CH1)
verbietet. Wird diese Datenverarbeitungsstation anschliessend
auf Anforderung der oberen Schicht veranlasst, das
Paket gemäss (CH2) abzugeben, so nimmt sie den Zustand
ein, der eine Abgabe überhaupt verbietet. Wird das
Paket gemäss (CH1) zurückgegeben, so wird der
Datenverarbeitungsstation erlaubt, allein das Paket
gemäss (CH1) abzugeben. Wird das Paket gemäss (CH2)
ebenfalls zurückgegeben, so wird der Datenverarbeitungsstation
erlaubt, ebenfalls das Paket gemäss (CH2) abzugeben.
Es wird ferner darauf hing wiesen, dass die Steuerschaltung
(5 p) der Zentralstation (5) kontinuierlich den Status
der Aufnahmespeicher in den Stationseinheiten durch
Anwahl über die Leersignalleitung (E) überwacht. Die
Steuerschaltung (5 p) gibt beispielsweise an den
Aufnahmespeicher der A-Station ein Speicherlesesignal
aus und veranlasst den Aufnahmespeicher, Daten auf den
Datenbus (B) abzugeben, wenn das von der A-Station
eingebrachte Leersignal den AUS-Status einnimmt, was
anzeigt, dass der Aufnahmespeicher der A-Station mit
Datenpaketen gefüllt ist. Die Steuerschaltung (5 p)
fährt fort, Speicherlesesignale mit der dem Netzwerk
gleichen Geschwindigkeit auszugeben, so dass die
Daten der A-Station veranlasst werden, auf dem Datenbus
(B) zu erscheinen. Wird das Paketintervall-Sensorsignal
eingeführt, das sich am hinteren Ende der Paketdaten
befindet, so wird der Zeitgeber (45) betätigt, das
Auslesen aus dem Speicher für das kleinste Paketintervall
(eine Länge von 48 Bit im vorausgehend aufgeführten
Fall) zu unterbrechen. Nimmt das vorausgehend aufgeführte
Leersignal den EIN-Status nach dem kleinsten
Paketintervall ein, so wird die nächste Stationseinheit
durch das Wählersignal ausgewählt. Nimmt das Leersignal
nicht den EIN-Status ein, da die Aufspeicherung der
Daten noch anhält, so wird das Lesen der Daten aus dem
Speicher erneut begonnen. Das heisst, das Auslesen der
Daten aus dem nächsten Kanal wird erneut begonnen.
Da im Einklang mit der vorliegenden Erfindung die
maximale Datenmenge, die gleichzeitig in den
Aufnahmespeichern in den A-N-Stationseinheiten der
Zentralstation aufgespeichert wird, wie vorausgehend
aufgeführt wurde, festliegt, so wird die maximale
Verzögerungszeit bei der Übertragung eines Datenpaketes
ausschliesslich durch die Übertragungsgeschwindigkeit
des Systems festgelegt. Somit realisiert die vorliegende
Erfindung eine Echtzeitübertragung von Daten, beispielsweise
Gesprächsdaten.
Das vorausgehend aufgeführte typische System wurde mit
einem Kanal oder mit zwei Kanälen in einer
Datenverarbeitungsstation beschrieben. Die Erfindung
ist nicht auf diese besondere Ausführung beschränkt. Die
Anzahl der Kanäle, die in einer gegebenen
Datenverarbeitungsstation gebildet werden, kann innerhalb
der Begrenzung der der Datenverarbeitungsstation
zugeteilten Menge der Datenaufspeicherung frei gewählt
werden. Diese Auswahl bleibt dem Belieben der in Frage
stehenden Datenverarbeitungsstation überlassen.
Es wird nunmehr die vierte Ausführungsform der Erfindung
erläutert, gemäss welcher eine dynamische Zuteilung der
Grösse der Datenspeicherung an dem vorausgehend erwähnten
Schiebespeicher (35) vorgesehen ist.
Den Datenverarbeitungsanlagen sind bestimmte festliegende
Speicherungsmengen bei der Anstiegszeit zugeteilt,
so dass die Summe der zugeteilten Mengen (Q) der
Beziehung Q<P (Bits) genügt. Dies heisst, dass die für
das System festgelegten Übertragungsbahnen, die mit der
garantierten maximalen Übertragungsverzögerung ausgestattet
sind, einen Rest aufweist, der dem Unterschied P-Q (Bit)
entspricht.
Innerhalb des Systems ist eine Datenverarbeitungsstation
angeordnet, deren Funktion es ist, diese
Speicherungsmenge zu verwalten (die anschliessend als
"Speicherungssteuerstation" bezeichnet wird). Falls eine
gegebene Datenverarbeitungsstation Daten in einer Menge
senden muss, die die ursprünglich zugeteilte Menge
überschreitet, so sendet sie ein Anforderungspaket
zwecks Zuteilung einer zusätzlichen Speichermenge zur
Speicherungssteuerstation. Im Datenbereich dieses
Anforderungspaketes ist die nachgesuchte Speicherungsmenge
eingeschrieben.
Die Speicherungssteuerstation enthält eine Tabelle, die
den Verbrauchszustand der Zuteilung der Speichermenge
angibt. Bei Empfang des Anforderungspaketes, welches
um eine Zuteilung einer zusätzlichen Speichermenge
nachsucht, überprüft die Speicherungssteuerstation
diese Tabelle, und wenn die angeforderte Speichermenge
vorrätig ist, sendet sie ein Genehmigungspaket zur
Zuteilung der Speichermenge an die Datenverarbeitungsanlage,
die um die Zuteilung nachsucht, und erneuert gleichzeitig
den Tabelleninhalt.
Falls die angeforderte Speichermenge nicht vorrätig ist,
so sendet die Speicherungssteuerstation ein
Versagungspaket an die Datenverarbeitungsanlage. Die
Datenverarbeitungsanlage, die um Zuteilung einer
zusätzlichen Speichermenge nachgesucht hat, darf bei
Empfang des Genehmigungspaketes für die Zuteilung die
Speichermenge der eine maximale Verzögerung garantiert
ist, um die nunmehr zugeteilte zusätzliche Menge erhöhen.
Sobald die zusätzliche Speichermenge nicht mehr
erforderlich ist, sendet die Datenverarbeitungsanlage
ein Rückgabepaket für die zugeteilte Speichermenge zur
Speicherungssteuerstation. Bei Erhalt dieses Rückgabepaketes
erneuert die Speicherungssteuerstation erneut den
Tabelleninhalt.
Es wird nunmehr die Ausführungsform der Erfindung, die
eine dynamische Zuteilung der Speichermenge an den
Schiebespeicher (35) vorsieht, näher beschrieben.
Fig. 16 stellt ein typisches Paketformat dar, das den
Datenverarbeitungsanlagen der A-N-Stationen zugeführt
und von diesen abgegeben wird. Dieses Paket besteht aus
einer Präambel, einer Bestimmungsadresse (Empfänger),
einer Ursprungsadresse (Absender), einem
Kennzeichnungsfeld, einem Inhaltsfeld, Daten und
zyklischer Redundanzprüfung (CRC). Das
Kennzeichnungsfeld dient dazu, wenn gegebene
Datenverarbeitungsanlagen Daten über eine Mehrzahl von
Kanälen senden, Daten für die Unterscheidung der Kanäle
anzugeben. Das Inhaltsfeld zeigt die Daten zur Unterscheidung
zwischen (a) einem allgemeinen Paket, (b) einem Paket
zur Anforderung einer Zuteilung der Speichermenge,
(c) einem Paket, das die Zuteilung der Speichermenge
genehmigt, (d) einem Paket zur Versagung der Zuteilung
der Speichermenge und (e) einem Paket zur Rückgabe der
zugeteilten Speichermenge.
Fig. 17 stellt eine typische Anordnung der vorausgehend
aufgeführten Datenverarbeitungsanlagen der A-N-Stationen
dar. Ein Dekodierer (131) dient zum Dekodieren eingegebener
Datenpakete und eine Paketunterscheidungsschaltung (132)
dient dazu, den allgemeinen Teil des dekodierten
Datenpaketes zu interpretieren. Die
Paketunterscheidungsschaltung (132) arbeitet wie folgt,
wenn sich als Bestimmungsadresse die eigene Adresse
herausstellt.
- 1) Weist das Inhaltsfeld ein allgemeines Paket auf, so leitet die Schaltung das Datenfeld zu der im Kennzeichnungsfeld angegebenen oberen Schicht.
- 2) Weist das Inhaltsfeld ein Steuerpaket bezüglich der Zuteilung der Speichermenge auf, so leitet sie das Datenfeld zu einer Steuerschaltung (133) für die Aufspeicherungsgrösse, die anschliessend näher beschrieben wird.
- 3) Stellt sich die Ursprungsadresse als eigene Adresse heraus, so liefert die Schaltung einen Impuls der Paketlänge an einen Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134), der im einzelnen später beschrieben wird. Beispielsweise gibt sie jedesmal einen Impuls an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) ab, wenn ein Datenbyte empfangen wurde.
Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) zählt eine Paketlänge
vorwärts, sooft die Schaltung ein Paket aussendet, und
er zählt eine Paketlänge rückwärts, sooft die Schaltung
ein Rückgabepaket empfängt. Somit gibt der im
Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) angezeigte Wert die Anzahl
der Pakete an, die ausgesandt, aber noch nicht zurückgegeben
worden sind.
Eine Sperrschaltung (135) dient dazu, die
Aufspeicherungsmenge (beispielsweise die Anzahl von Bytes)
zu bewahren, die gegenwärtig der eigenen Station zusteht,
und die von der Steuerschaltung (133) für die
Aufspeicherungsgrösse eingebracht wurde. Ein Komparator
(136) dient zum Vergleich des Ausgangs des
Vorwärts-Rückwärts-Zählers (134) und jenes der
Sperrschaltung (135). Die Zufuhrsteuerschaltung, die
innerhalb der oberen Schicht liegt, kennt den Wert
der der eigenen Station zugeteilten Aufspeicherungsgrösse
und dient dazu, zu verhindern, dass die gleichzeitig
zur Zentralstation ausgegebene Datenmenge die vorausgehend
erwähnte Menge überschreitet. Insbesondere verweigert
die Zufuhrsteuerschaltung eine Anforderung zur
Datenübertragung, wenn die angeforderte Menge die zugeteilte
Menge überschreitet.
Die in der Zentralstation aufgespeicherte Datenmenge
bleibt immer unter einem festgelegten Pegel, da die
Zufuhrsteuerschaltung einmal innerhalb einer Rahmenzeit
eine festgelegte Datenmenge aus der zugelassenen
synchronen Datenverarbeitungsanlage ausliest und sie
an eine Paketbereitstellungsschaltung (137) fördert.
Die Paketbereitstellungsschaltung (137) dient zur
Bereitstellung eines Datenpaketes im Einklang mit den
Daten, die von der oberen Schicht zugeführt wurden oder
auf Anforderung von der Steuerschaltung (133) für die
Aufspeicherungsgrösse. Die Schaltung sieht jedoch
vorübergehend davon ab, das nächste Paket bereitzustellen
und ein bereitgestelltes Paket auszugeben, wenn der
Ausgang des Komparators (136) aktiv ist, d.h. wenn der
Wert des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (134) die gegenwärtig
der eigenen Station erlaubte Aufspeicherungsmenge, wie
sie in der Sperrschaltung (135) gehalten wird, überschreitet.
Die Schaltung dient ferner dazu, dem Vorwärts-Rückwärts-
Zähler (134) einen Impuls zuzuführen, der der gerade
abgegebenen Paketlänge gleichkommt. Eine Torschaltung
(138) wird durch den Ausgang des Komparators (136)
gesteuert. Das Bezugszeichen (139) bezeichnet einen
Kodierer.
Es wird nunmehr ein typisches Ausführungsbeispiel der
Aufspeicherungssteuerstation unter Bezugnahme auf Fig. 18
beschrieben. In der Figur bezeichnet (141) einen
Dekodierer, (142) eine Paketunterscheidungsschaltung,
(143) eine Tabelle, die den Verbrauch der Zuteilung
der Aufspeicherungsgrösse angibt, (144) eine
Steuerschaltung für die Aufspeicherungsgrösse. (145)
eine Sperrschaltung, (146) einen
Vorwärts-Rückwärts-Zähler und (147) einen Komparator.
Das Bezugszeichen (148) bezeichnet eine
Paketbereitstellungsschaltung, (149) eine Torschaltung
und (150) einen Kodierer. Die anderen Schaltungen, abgesehen
von der Tabelle (143) und der Steuerschaltung (144) für
die Aufspeicherungsgrösse, sind jene Schaltungen, die
von der vorausgehend aufgeführten Steuerstation beim
Aussenden und beim Empfang von Datenpaketen etwa gemäss
Der Anordnung nach Fig. 17 benötigt werden.
Es wird nunmehr die Funktionsweise der in Fig. 17
dargestellten Steuerschaltung (133) für die
Aufspeicherungsgrösse in Verbindung mit der
Betriebsablaufdarstellung gemäss Fig. 19 beschrieben.
Wenn die Datenverarbeitungsanlage über einen
Stromversorgungsanschluss betätigt wird, so wird die
im voraus in der Datenverarbeitungsanlage festgelegte
Aufspeicherungsgrösse einleitend in der Sperrschaltung
(135) festgelegt (Stufe (S 1)). Anschliessend erfolgt
eine Entscheidung, ob eine Anforderung für die Zuteilung
einer Aufspeicherungsgrösse durch die obere Schicht erfolgt
ist oder nicht (Stufe (S 2)). Bejahendenfalls geht die
Verarbeitung zur nächsten Stufe (S 3) weiter, wobei ein
Steuerpaket, d.h. ein Paket, das die Zuteilung einer
Aufspeicherungsgrösse anfordert, an die
Speicherungssteuerstation. Anschliessend erfolgt eine
Entscheidung darüber, ob ein Genehmigungspaket für die
Zuteilung einer Aufspeicherungsgrösse als Steuerpaket
von der Speicherungssteuerstation weitergeleitet wurde
oder nicht (Stufe (S 4)). Bejahendenfalls wird die
Aufspeicherungsgrösse in der Sperrschaltung (135) erneuert
(Stufe (S 5)) und eine Bestätigung des Empfangs des
Genehmigungspaketes wird an die obere Schicht geliefert
(Stufe (S 6)). Ist andererseits die Antwort verneinend,
so erfolgt eine Entscheidung, ob ein Versagungspaket für
die Zuteilung einer Aufspeicherungsgrösse empfangen wurde
oder nicht (Stufe (S 7)). Wird der Empfang dieses
Paketes bestätigt, so erfolgt eine Bestätigung des
Empfangs des Versagungspaketes an die obere Schicht
(Stufe (S 8)).
Ist die Antwort in der Stufe (S 2) negativ und sind die
Antworten in den Stufen (S 6) und (S 8) abgeschlossen,
so erfolgt eine Entscheidung, ob eine Anforderung für
die Rückgabe der Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse
seitens der oberen Schicht erfolgte oder nicht (Stufe
(S 9)). Ist die Antwort negativ, so kehrt der
Verfahrensablauf zur Stufe (S 2) zurück. Ist andererseits
die Antwort positiv, so wird die Aufspeicherungsgrösse
in der Sperrschaltung (135) erneuert (Stufe (S 10)).
Anschliessend wird ein Rückgabepaket für die Zuteilung
der Aufspeicherungsgrösse der vorausgehend erwähnten
Speicherungssteuerstation zugeführt.
In der vorausgehend beschriebenen Weise erhält die
Sperrschaltung (135) bei Empfang einer Anforderung für die
Zuteilung einer Aufspeicherungsgrösse von der oberen
Schicht eine Genehmigung von der Speicherungssteuerstation
und erneuert die Aufspeicherungsgrösse entsprechend.
Wird die Schaltung andererseits aufgefordert, die durch
die obere Schicht zugeteilte Aufspeicherungsgrösse
zurückzugeben, so erneuert sie die Aufspeicherungsgrösse
in sich und benachrichtigt gleichzeitig die
Speicherungssteuerstation über die Erneuerung und bewirkt
eine ordnungsgemässe Änderung im Inhalt der
Speicherungssteuerstation.
Es wird nunmehr die Funktion der in der
Speicherungssteuerstation befindlichen Steuerschaltung
(144) für die Aufspeicherungsgrösse unter Bezugnahme
auf die Betriebsablaufdarstellung der Fig. 20 beschrieben.
Zunächst wird die der Datenverarbeitungsanlage zugeteilte
Aufspeicherungsgrösse in der Sperrschaltung (145)
verriegelt (Stufe (S 21)). Anschliessend erfolgt eine
Entscheidung, ob ein Anforderungspaket für die
Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse empfangen wurde
oder nicht (Stufe (S 22)). Die Steuerschaltung (144)
für die Aufspeicherungsgrösse entscheidet bei Empfang
des Anforderungspaketes für die Zuteilung der
Aufspeicherungsgrösse, ob irgendein Restbetrag der
zugeteilten Aufspeicherungsgrösse vorhanden ist oder
nicht (Stufe (S 23)). Falle ein Restbetrag vorhanden ist,
nimmt die Steuerschaltung (144) für die Aufspeicherungsgrösse
eine entsprechende Änderung im Inhalt der Tabelle (143)
vor (Stufe (S 24)) und gibt gleichzeitig ein
Genehmigungspaket für die Zuteilung der
Aufspeicherungsgrösse aus (Stufe (S 25)). Ist andererseits
die Antwort in der Stufe (S 23) negativ, so gibt die
Speicherungssteuerstation ein Versagungspaket für
die Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse ab (Stufe (S 26)).
Anschliessend erfolgt eine Entscheidung, ob ein
Rückgabepaket für die Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse
empfangen wurde oder nicht (Stufe (S 27)). Ist die
Antwort negativ, so kehrt der Verfahrensablauf zur
Stufe (S 22) zurück. Ist andererseits die Antwort positiv,
so wird der Inhalt der Tabelle (143) entsprechend
erneuert (Stufe (S 28)). Anschliessend kehrt der Ablauf
zur Stufe (S 22) zurück.
Wenn die Speicherungssteuerstation ein Anforderungspaket
zur Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse Empfängt, so
befrägt sie, wie vorausgehend beschrieben wurde, die
Tabelle und ermittelt, ob irgendein Restbetrag der
zugeteilten Aufspeicherungsgrösse vorhanden ist oder
nicht. Falls ein Restbetrag vorhanden ist, sendet die
Speicherungssteuerstation ein Genehmigungspaket zur
Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse an die
Datenverarbeitungsanlage, die die Anforderung gemacht
hat. Ist andererseits kein Restbetrag vorhanden, so
gibt sie ein Versagungspaket für die Zuteilung aus. Bei
Empfang einer Anforderung zur Rückgabe der Zuteilung
bewirkt sie eine entsprechende Änderung im Inhalt der
Tabelle.
Die vierte Ausführungsform der Erfindung gestattet es,
wie vorausgehend beschrieben wurde, dass die Datenmengen
gleichzeitig durch die Datenverarbeitungsanlagen der
A-N-Stationen in den jeweiligen Aufnahmespeichern der
A-N-Stationen dynamisch innerhalb der Grenze des
maximalen Wertes (T) geändert werden, womit die maximale
Verzögerung des Gesamtsystems bei der Übertragung
garantiert und ein effizienterer Einsatz des Systems
gesichert wird.
Anschliessend wird ein System zur Erzielung einer
synchronen Übertragung mit der vorausgehend erwähnten
dritten und vierten Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
Allgemein gilt, dass bei einer Übertragung von Daten
mittels eines Koaxialkabels oder eines Lichtleiters
eine Taktkomponente mittels eines Kodierverfahrens den
Daten überlagert wird, wenn die Daten gesendet werden.
Der Manchester-Kode und der CMI-Kode haben sich beim
Kodierverfahren als brauchbar erwiesen. Der
Stellarspeicher und das Rundspruchnetzwerk erfordern
die Kodierung als Voraussetzung für ihren Betrieb.
Beim bekannten Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk
gibt der in Fig. 11 dargestellte Sender (5 r) bei
Erscheinen von Daten auf den Datenbus (B) die Daten
des Datenbuses (B), kodiert sie mittels des
vorausgehend erwähnten Kodeverfahrens und übermittelt
die kodierten Daten mittels Rundspruch an alle
Datenverarbeitungsanlagen. Sind alle Daten auf diese
Weise vom Datenbus (B) entnommen, so stoppt der
Sender (5 r) die Übertragung von Daten an alle
Datenverarbeitungsanlagen und lässt die Übertragungswege
in einem Ruhezustand. Dank dieses Ruhezustandes werden
die Datenverarbeitungsanlagen jeweils freigegeben, um
die Grenzen zwischen zwei benachbarten Datenpaketen
zu erkennen.
Die synchrone Übertragung kann leicht durch die
einzelnen Stationen erfolgen, die das Aussenden und
den Empfang von Daten auf ein und demselben Takt
vornehmen können. Beim stellaren Netzwerk wird es
im Hinblick auf seinen Aufbau bevorzugt, ein System
zu verwenden, welches die synchrone Verbindung mittels
der Zentralstation verwendet, die eine konstante
Zuführung eines Taktes an alle Datenverarbeitungsanlagen
durchführt. Um dieses System zu ermöglichen, müssen die
Funktion des Senders (5 r) und das Übertragungsverfahren
in folgender Weise geändert werden.
Der Sender (5 r) entnimmt bei Auftreten von Daten auf
dem Datenbus (B) diese Daten vom Datenbus (B), kodiert
die Daten durch das vorausgehend erwähnte Kodierverfahren
und sendet die kodierten Daten mittels Rundspruch an
alle Datenverarbeitungsanlagen. Anschliessend wiederholt
der Sender (5 r) dieses Verfahren, bis alle Daten aus
dem Datenbus (B) entnommen sind. Ist das Senden der
Daten des Datenbuses (B) beendet, so gibt der Sender
(5 r) ein Synchronisierungsmuster aus. Das
Synchronisierungsmuster soll derart ausgebildet sein,
dass die dort verwendeten einzelnen Symbole eine einfache
Verriegelung der empfangsseitigen phasenverriegelten
Schleife (PLL) der Datenverarbeitungsanlage ermöglichen.
Bei einer Manchester-Kodierung ist dieses Muster
010101010101... . Die Grenze zwischen dem eigentlichen
Datenbit und dem Synchronisierungsmuster kann mittels
einer Bitverletzung erkennbar gemacht werden, beispielsweise
indem eine Zeichenumsetzung vorgenommen wird, die nicht
mit den üblichen Regeln der Zeichenumsetzung übereinstimmt.
In der in Fig. 21 gezeigten Darstellung einer
Statusänderung zeigt die voll ausgezogene Linie die
gewöhnlichen Regeln einer Manchester-Zeichenumsetzung
und die gestrichelte Linie zeigt die Regeln für ein
Manchester-Zeichen bei Bitverletzung.
Somit wird die Grenze zwischen dem Synchronisierungsmuster
und dem nächsten Datenpaket mittels eines Musters
erkannt, das sich vom Synchronisierungsmuster unterscheidet.
Wird beispielsweise ein Muster entsprechend 01010101011
verwendet, so können die diesem Muster folgenden Bits als
solche eines nächsten Datenpaketes erkannt werden. Die
eben beschriebene Verfahrensweise ist bekannt. Es
können andere Zeichen als die vorstehend erwähnten
verwendet werden.
Als Alternative kann das Erkennen der Grenze zwischen
dem letzten Datenbit und dem Synchronisierungsmuster
erreicht werden, indem in dem betreffenden Datenpaket ein
"LANGE"-Feld eingegeben wird. Mit einem redundanten Zeichen,
beispielsweise 4B5B, kann die Grenze zwischen dem
Synchronisierungsmuster in Form einer Endbegrenzung
oder 36370 00070 552 001000280000000200012000285913625900040 0002003705530 00004 36251 einer Anfangsbegrenzung erkennbar gemacht werden.
Durch die Einführung dieses bekannten Kodierverfahrens
im Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk kann die
konstante Zuführung eines gemeinsamen Taktes von der
Zentralstation an die Datenverarbeitungsanlagen erreicht
werden.
Wird der gemeinsame Takt von der Zentralstation in
der vorausgehend beschriebenen Weise an die
Datenverarbeitungsanlagen der Stationen abgegeben, so
tritt bei dem die Datenverarbeitungsstation erreichenden
Takt niemals ein Schlupfphänomen auf. Werden die
Datenpakete zyklisch mittels des Taktes zugeführt, so
erzielt das in Frage stehende stellare Netzwerk eine
synchrone Verbindung, da die maximale Übertragungsverzögerung
dafür garantiert ist.
Die vorausgehend angegebene Betriebsweise wird nunmehr
unter Bezugnahme auf Fig. 22 beschrieben. Die von einer
gestrichelten Linie umschlossenen Schaltungen stellen
eine Datenverarbeitungsanlage der stellaren Speicherung
für den Anschluss von mit Synchronisierung arbeitenden
Datenverarbeitungsanlagen dar, als typisches
Ausführungsbeispiel der Datenverarbeitungsanlagen der
A-N-Stationen gemäss Fig. 11. Die Zentralstation setzt
das Aussenden eines Taktes fort, der einem bestimmten
kodierten Signal überlagert ist. Die phasenverriegelte
Schleife (PLL) (151) übernimmt die Aufgabe, die
Taktkomponente dem kodierten Signal zu entnehmen. Mittels
des auf diese Weise entnommenen Taktes dekodiert der
Dekodierer (152) das vorausgehend aufgeführte Signal und
die Paketunterscheidungsschaltung (153) entscheidet, ob
das Paket an die eigene Station adressiert ist oder nicht.
Diese Schaltung entscheidet ferner, ob das Paket von der
eigenen Station ausgegeben worden ist oder nicht.
Stellt die Paketunterscheidungsschaltung (153) fest, dass
das empfangene Paket an die eigene Station adressiert
ist, so lässt sie das Paket zu und gibt es an den
Schiebespeicher (FIFO) für die synchrone
Datenverarbeitungsanlage weiter. Zu diesem Zeitpunkt
wird das Einschreiben von Daten in den Schiebespeicher
durch einen Takt bewirkt, der durch Teilung des
empfangenen, von der phasenverriegelten Schleife (151)
entnommenen Taktes erzeugt wird. Im Falle einer synchronen
Datenverarbeitungsanlage von 64 kbps wird beispielsweise
der Takt auf LAN in Quotienten von 64 kbps geteilt, die
unterteilten Takte werden den synchronen
Datenverarbeitungsanlagen zugeführt und das Auslesen
und Einschreiben der Daten in den Schiebespeicher wird
synchron mit den unterteilten Takten durchgeführt. Durch
Teilen des Taktes auf dem LAN und Zuführung der
unterteilten Takte an die synchronen
Datenverarbeitungsanlagen können letztere die die
Nachrichtenverbindung über das LAN führen, Takte völlig
gleicher Geschwindigkeit erhalten und das Aussenden und
den Empfang von Daten vornehmen, ohne dass irgendein
Schlupf der Takte auftritt. Stellt die vorausgehend
erwähnte Paketunterscheidungsschaltung (153) fest, dass
das empfangene Paket von der eigenen Station ausgegeben
wurde, so sendet sie einen Impuls an den
Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) und subtrahiert "1"
von der Zählung, sooft der Empfang eine vorgegebene
Länge erreicht hat.
Ein Rahmenzähler (154) erzeugt eine Rahmenzeitsteuerung
zur Durchführung der Übertragung eines Paketes im Einklang
mit dem empfangenen von der phasenverriegelten Schleife
(151) (PLL) entzogenen Takt. Die Zufuhrsteuerschaltung
(155) findet den Rest des festen Zuteilungswertes in
einem Register (157) und gibt mittels der vom Rahmenzähler
(154) zugeführten Rahmenzeitsteuerung ein Signal aus,
das die Aussendung von Datenpaketen innerhalb der durch
den Restwert gegebenen Begrenzung, einmal je Rahmen,
an die synchronen Datenverarbeitungsanlagen veranlasst,
die Sendegesuche gemacht haben. Infolgedessen wird es
den synchronen Datenverarbeitungsanlagen, die Sendegesuche
gemacht haben, gestattet, die Daten der
Paketbereitstellungsschaltung (156) zuzuführen, ohne
dass die abgehenden Datenpakete miteinander kollidieren.
Die Paketbereitstellungsschaltung (146) wird durch das
Ausgangssignal des Komparators (136) gesteuert. Der
Komparator (136) gibt an die Paketbereitstellungsschaltung
(156) ein Genehmigungssignal ab, wenn der Wert im
Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) kleiner als oder gleich
gross wie der feste zugeteilte Wert ist, der in einem
Register (157) gespeichert wird. Die
Paketbereitstellungsschaltung (156) stellt bei Empfang
dieses Genehmigungssignals die Daten in Pakete zusammen
und leitet die erhaltenen Datenpakete über die
Torschaltung einem Kodierer (158) zu. Der Kodierer (158)
kodiert in Verbindung mit dem von der phasenverriegelten
Schleife (151) (PLL) entnommenen Empfangstakt die
Paketdaten und liefert das Ergebnis der Kodierung über
die Sende- und Empfangsleitungen der Zentralstation. Zu
diesem Zeitpunkt sendet die Paketbereitstellungsschaltung
(156) ein Signal an den Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134),
sooft die gesendeten Daten eine feste Länge erreichen
(beispielsweise 1 Byte), um den Zählungswert im Zähler
(134) um "1" zu erhöhen.
Erhöht sich das Aussenden von Paketen aus den synchronen
Datenverarbeitungsanlagen anormal und überschreitet der
Wert im Vorwärts-Rückwärts-Zähler (134) den vorausgehend
erwähnten festen zugeteilten Wert, so gibt der Komparator
(136) an die Paketbereitstellungsschaltung (156) und die
Torschaltung ein Verbotsignal ab, und infolgedessen wird
dieAusgabe von Paketen von den synchronen
Datenverarbeitungsanlagen verboten. Somit wird die
maximale Verzögerung bei der Aussendung für das System
als Ganzes garantiert.
Bei dem Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk können die
synchronen Sendewege mit einer garantierten maximalen
Sendeverzögerung in der vorausgehend beschriebenen Weise
realisiert werden. Die übliche asynchrone Verbindung
wird erreicht, indem Datenpakete mit einem lokalen Takt
ausgegeben werden, der nicht synchron mit dem gelieferten
Takt ist. Natürlich ist es zulässig, dass diese beiden
Verbindungsarten zusammen im Netzwerk vorliegen.
Eine typische Datenverarbeitungsanlage, die sich zur
Verwendung in einem System eignet, das zur dynamischen
Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse entworfen wurde, ist
in Fig. 23 dargestellt. Die Ausbildung nach Fig. 23
unterscheidet sich von jener nach Fig. 22 nur dadurch,
dass eine Sperrschaltung (135) und eine Steuerschaltung
(133) für die Aufspeicherungsgrösse anstelle des
Registers (157) für die feste Zuteilungsgrösse verwendet
werden. In allen übrigen Aspekten sind die beiden
Anordnungen im wesentlichen identisch.
Die Steuerschaltung (133) für die Aufspeicherungsgrösse
gibt nach Empfang einer Anforderung für die Zuteilung
der Aufspeicherungsgrösse von der synchronen
Datenverarbeitungsanlage eine Zuteilung an die nicht
dargestellte Speicherungssteuerstation (Fig. 18) ab. Wird
andererseits ein Signal, das die Anforderung für die
Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse genehmigt oder versagt,
von der Speicherungssteuerstation erhalten, so erhöht die
Steuerschaltung (133) für die Aufspeicherungsgrösse den
in der Sperrschaltung (135) vorliegenden Wert und
benachrichtigt gleichzeitig die synchrone
Datenverarbeitungsanlage von der Erhöhung des Wertes,
wenn das Signal die Genehmigung erteilt. Da die
Steuerschaltung (133) für die Aufspeicherungsgrösse die
gleiche Funktion wie ihre Entsprechung in der Anordnung
nach Fig. 17 aufweist, sind die Einzelheiten der
Funktion bereits klar und brauchen hier nicht wiederholt
werden.
Wie ersichtlich, gestattet die Verwendung der
Datenverarbeitungsanlage gemäss Fig. 23 die Erzielung
eines synchronen Nachrichtensystems, eine
maximale Sendeverzögerung und eine dynamische Zuteilung
der Aufspeicherungsgrösse.
Es wird nunmehr ein weiteres System zur Erzielung einer
synchronen Verbindung beschrieben.
Dieses System kann wie folgt zusammengefasst werden.
Das System als Ganzes kann als Rahmen aufgefasst werden.
Dieser Rahmen ist als Zeitrahmen eines festliegenden
Zyklus definiert. Die Zentralstation zählt ständig die
Rahmenlänge mit einem Grundtakt und überträgt mittels
Rundspruch ein Paket an alle Datenverarbeitungsstationen,
das als "Rahmen-Zeitsteuerungspaket" bezeichnet wird. Die
Datenverarbeitungsanlagen erkennen jeweils dieses Paket
und liefern aus der Zeitsteuerung des Paketes eine
Rahmen-Zeitsteuerung.
Auf diese Weise wird es allen Stationen möglich, ein und
dieselbe Rahmen-Zeitsteuerung zu haben und sie garantieren
infolgedessen die maximale Sendeverzögerung und realisieren
eine synchrone Verbindung.
Dieses System wird nunmehr im einzelnen erläutert.
Fig. 24 ist ein Blockschaltbild der Zentralstation. Die
Zentralstation ist zusätzlich mit einer
Rahmen-Generierungsschaltung (61) und einer
Rahmen-Zeitsteuerungspaket-Generierungsschaltung versehen.
Die Rahmen-Generierungsschaltung (61) liefert eine
Rahmen-Zeitsteuerung für die gemeinsame Verwendung durch
die Datenverarbeitungsanlagen und gibt ein Rahmen-
Zeitsteuerungssignal ab. Die Rahmen-Zeitsteuerungspaket-
Generierungsschaltung (62) liefert bei Empfang des
Rahmen-Zeitsteuerungssignals ein Rahmen-Zeitsteuerungspaket
und gibt das Paket mittels Rundspruch über den Sender
(5 r) an alle Datenverarbeitungsanlagen ab.
Während des Aussendens des Rahmen-Zeitsteuerungspaketes
steuert die Steuerschaltung (5 p) dieses
Rahmen-Zeitsteuerungspaket derart, dass es nicht mit
anderen Paketen zusammenstösst. Ein typisches
Ausführungsbeispiel der Steuervorrichtung (5 p) ist in
Fig. 25 dargestellt. Diese Steuerschaltung (5 p)
unterscheidet sich von jener gemäss Fig. 15 lediglich
darin, dass sie zusätzlich eine
Speicherlesefenster-Generierungsschaltung (63) aufweist.
Die Speicherlesefenster-Generierungsschaltung (63) liefert
im Einklang mit dem Rahmen-Zeitsteuerungssignal eine
Rahmen-Zeitsteuerung und erzeugt, abhängig von der grössten
Paketlänge und dem kleinsten Paketintervall gemäss Fig. 26
ein Speicherlesefenster. Während des Intervalls dieses
Speicherlesefensters bleibt die
Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (23) aktiv und
ist in der Lage, eine Kollision mit dem
Rahmen-Zeitsteuerungspaket zu verhindern.
Es wird nunmehr die Anordnung eines weiteren typischen
Systems zur Synchronisierung der Datenverarbeitungsanlagen
der A-N-Stationen der Fig. 11 sowie die durch das System
bewirkte Verfahrensweise unter Bezugnahme auf Fig. 27
beschrieben. Das von der Zentralstation weitergeleitete
Rahmen-Zeitsteuerungspaket wird durch einen Dekodierer
(171) dekodiert, von einer Paketunterscheidungsschaltung
(172) unterschieden und einem Rahmenzähler (173) zugeführt.
Dieser Rahmenzähler (173) erfasst die Rahmen-Zeitsteuerung
und führt ein Rücksetzsignal einem Taktgenerator (174) zu.
Da der Taktgenerator (174) mit dem lokalen Takt selbst
gesteuert ist und durch die Rahmen-Zeitsteuerung
rückgesetzt wird, liefert er an die synchronen
Datenverarbeitungsanlagen einen mit der
Rahmen-Zeitsteuerung synchronisierten Takt. Die synchronen
Datenverarbeitungsanlagen lesen synchron mit dem Takt
Daten aus dem Schiebespeicher (FIFO) aus und schreiben
diese ein.
Die Zufuhrsteuerschaltung (155) findet den Rest der festen
zugeteilten Grösse im Register (157) und gibt ein Signal
ab, das die Aussendung eines Paketes innerhalb der durch
den Restwert gegebenen Begrenzung an die synchronen
Datenverarbeitungsanlagen veranlasst, die Gesuche zur
Aussendung einmal je Rahmen abgegeben haben.
Der übrige Betrieb ist der gleiche wie er unter Bezugnahme
auf Fig. 22 beschrieben wurde und benötigt deshalb keine
Erläuterung. Offensichtlich werden durch die Anwendung
dieser Ausführungsform in dem Stellarspeicher und dem
Rundspruchnetzwerk jene synchronen Sendewege errichtet,
die eine garantierte maximale Verzögerung während des
Sendens aufweisen. Alternativ wird die übliche asynchrone
Verbindung hergestellt, indem Pakete mit einem lokalen
Takt abgegeben werden, der nicht synchron mit dem
zugeführten Takt ist. Natürlich können diese beiden
Verbindungsarten in ein und demselben Stellarspeicher
und Rundspruchnetzwerk zusammen vorliegen.
Eine Anpassung der Datenverarbeitungsanlagen für
synchrone Verbindung gemäss Fig. 27 an das System, das
eine dynamische Zuteilung der Aufspeicherungsgrösse
vorsieht, ähnlich jenem gemäss Fig. 23, erfolgt, indem
eine Sperrschaltung und eine Zufuhrsteuerschaltung anstelle
des Registers (157) für die feste Zuteilungsgrösse
verwendet wird, wodurch die Zufuhrsteuerschaltung in
die Lage versetzt wird, die Speicherungssteuerstationen
über die sich ändernde Aufspeicherungsgrösse auf dem
laufenden zu halten und eine Steuerung der Grösse der
Pakete zu gestatten, die den Sendeleitungen zugeführt
werden.
Wie aus obiger Erläuterung hervorgeht, erzielen die
dritte und vierte Ausführungsform der Erfindung folgende
Wirkungen:
- 1) Sie sind beispielsweise einsetzbar bei Gesprächsübertragung und Frequenzbeweglichkeit ( FA), da sie die maximale Verzögerungszeit (T) bei der Aussendung der Paketdaten garantieren.
- 2) Sie ermöglichen den Aufbau von Systemen grosser Vielseitigkeit, da jede der Datenverarbeitungsanlagen einen Kanal einrichten kann, für den irgendeine maximale Verzögerungszeit bei der Sendung innerhalb der Grenze der zugeteilten Aufspeicherungsgrösse der Daten garantiert ist.
- 3) Sie gestatten, dass die Aufspeicherungsgrössen der Daten dynamisch den Datenverarbeitungsanlagen zugeteilt werden, abhängig von den Bedingungen ihres Einsatzes im System.
- 4) Sie benachteiligen die Systeme nicht, ab hängig vom Vorliegen oder der Abwesenheit einer synchronen Verbindung.
- 5) Sie weisen alle charakteristischen Qualitäten des Stellarspeichers und des Rundspruchnetzwerkes der ersten Ausführungsform auf, schliessen die Möglichkeit einer Kollision von Datenpaketen aus, gewährleisten einen ausreichenden physikalischen Sendewirkungsgrad und vermeiden die Notwendigkeit zur Einstellung der grössten Systemlänge.
Es wird nunmehr die fünfte Ausführungsform der Erfindung
beschrieben.
Bei einem stellaren Netzwerk wird häufig die Einführung
von lokalen Konzentratoreinrichtungen im System vorgesehen.
Der Ausdruck "lokaler Konzentrator" bezeichnet eine
Vorrichtung, die zwischen der Zentralstation und den
Datenverarbeitungsanlagen liegt, um einen Satz von der
Zentralstation wegführenden Sende- und Empfangsleitungen
in eine Vielzahl von Sende- und Empfangsleitungen zu
unterteilen. Den entsprechenden Datenverarbeitungsstationen
erscheint daher der lokale Konzentrator so, als wäre
er eine Zentralstation. Der Zentralstation erscheint er
so, als wäre er eine Datenverarbeitungsstation. Anders
ausgedrückt, die datenverarbeitungsstationsseitigen
Informationsrahmen (I/F) des lokalen Konzentrators sind
den datenstationsseitigen Informationsrahmen der
Zentralstation äquivalent, während die zentralstationsseitigen
Informationsrahmen des örtlichen Konzentrators den
Informationsrahmen der Datenverarbeitungsstationen
gegenüber der Zentralstation äquivalent sind.
Im Falle der ersten Ausführungsform ergibt sich folgender
Unterschied zwischen dem Vorliegen und der Abwesenheit
derartiger lokaler Konzentratoren. Es sei nunmehr
angenommen, dass ein Gebäude mit 10 Stockwerken 100
Datenaufzeichnungsstationen auf jedem Stockwerk und eine
Zentralstation im Erdgeschoss aufweist. Wird kein lokaler
Konzentrator verwendet, so sind die Kabel aller 1.000
Datenaufzeichnungsstationen mit der im Erdgeschoss
befindlichen Zentralstation verbunden. Wird eine
Datenaufzeichnungsstation auf einem bestimmten höheren
Stockwerk hinzugefügt, so muss ein zusätzliches Kabel von
der am Boden befindlichen Zentralstation zu der neu installierten
Datenaufzeichnungsstation geführt werden.
Sind lokale Konzentratoren auf jedem Stockwerk installiert,
so sind die Datenaufzeichnungsstationen in jedem der
Stockwerke mit einem lokalen Konzentrator im gleichen
Stockwerk verbunden und die lokalen Konzentratoren auf
den verschiedenen Stockwerken sind an die Zentralstation
angeschlossen. Bei dieser Anordnung müssen lediglich
ausreichend viele Kabel verwendet werden, um die
Zentralstation mit den 10 Datenaufzeichnungsstationen
zu verbinden. Selbst wenn in einem bestimmten Stockwerk
eine Datenaufzeichnungsstation hinzugefügt wird, so reicht
es aus, ein Kabel zwischen dem lokalen Konzentrator
auf jedem Stockwerk und der neu hinzugefügten
Datenaufzeichnungsstation zu legen. Das vorausgehend
aufgeführte gilt in ähnlicher Weise für den Fall, wo
10 einstöckige Gebäude in einer Anlage angeordnet sind.
Somit ist die Anordnung von lokalen Konzentratoren im
Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk dadurch
gekennzeichnet, dass sie die Kabelverteilung vereinfacht
und das Hinzufügen von Datenaufzeichnungsstationen
erleichtert.
Es wird nunmehr die Effizienz lokaler Konzentratoren
in der vorausgehend erwähnten dritten und vierten
Ausführungsform beschrieben.
Bei einem Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk, für
welche die maximale Sendeverzögerung, wie bei der
vorausgehend beschriebenen dritten und vierten Ausführungsform
garantiert wird, ist die Grösse der Datenpakete, die
gleichzeitig innerhalb der Zentralstation aufgespeichert
werden können, begrenzt, um zu gewährleisten, dass die
maximale Verzögerung bei der Aussendung von Datenpaketen
von den Datenverarbeitungsstationen unterhalb einer
festen Zeitspanne bleibt. Infolge dieser Anordnung
liegt die Zeit, die für alle Aufnahmespeicher der
Zentralstation erforderlich ist, um die Aussendung von
Datenpaketen mittels Rundspruch zu beenden, innerhalb
einer festen Zeitspanne, selbst wenn die Datenpakete
von den Stationen an einem Zeitpunkt konzentriert werden.
Die Datenpakete, die von den Datenverarbeitungsstationen
an die Zentralstation ausgegeben werden, werden daher
vollständig innerhalb der festen Zeitspanne mittels
Rundspruch gesendet. Die Zeit für diesen Sendevorgang
stellt die maximale Sendeverzögerung des Systems dar.
Bei einem System dieser Art sind Datenverarbeitungsanlagen
vorhanden, für welche die maximale Verzögerung beim
Senden nicht garantiert zu werden braucht. Wird die
maximale Verzögerung beim Senden mit 10 ms angenommen,
so müssen, da die Sendegeschwindigkeit bei Gesprächen
64 kbps (64 Kilobit je Sekunde) ist, die
Datenverarbeitungsanlagen die Gespräche verarbeiten,
80 Byte zusätzlich Gemeinpakete, d.h. etwa 100 Byte in
Paketen innerhalb der Zeitspanne von 10 ms aus
senden. In den Datenverarbeitungsanlagen, die mit einem
Gesprächskanal ausgestattet sind, benötigen die
Aufnahmespeicher an den Schnittstellen der Zentralstation
zur Datenverarbeitungsanlage 100 Byte. Im Falle von
Ethernet (einem Datenübermittlungsnetzwerk von Xerox
Corporation) beträgt beispielsweise die grösste Paketlänge
1.500 Byte. In der Tat ist bei Verbindungen dieser Art
zwischen Computern eine Paketlänge dieser Grössenordnung eine
zwingende Notwendigkeit. Für Schriftdatenaufzeichnungsstationen
(datagram), die derartige vorausgehend beschriebene
Pakete abgeben, erfordern die Aufnahmespeicher an den
Schnittstellen der Zentralstation zu den
Datenverarbeitungsanlagen 1.500 Byte.
Es sei angemerkt, dass in dem Stellarspeicher und
Rundsprechnetzwerk, für welche die maximale Verzögerung
beim Senden garantiert wird, eine Gesamtzahl von
125 für Gespräche geeignete Datenverarbeitungsstationen
an das Netzwerk angeschlossen werden kann, falls die
Übertragungsgeschwindigkeit des Systems 10 Mbps beträgt.
Im Gegensatz hierzu können beim Ethernet-System nur
8 Datenaufzeichnungsstationen angeschlossen werden. Dies
liegt daran, dass die maximale Verzögerung beim Senden,
die für die Datenverarbeitungsanlagen zur
Gesprächsverarbeitung zugelassen ist, für alle
Datenaufzeichnungsstationen garantiert ist. Die
charakteristischen Merkmale der
Schriftdatenaufzeichnungsstationen (datagram) sind folgende:
- a) Die Datenaufzeichnungsstationen gestatten die Übermittlung von Daten, ohne die Herstellung einer Verbindung zu erfordern.
- b) Sie haben ein extrem kleines Tastverhältnis.
- c) Sie haben eine hohe Wahrscheinlichkeit, Pakete mit der kleinsten Länge und Pakete mit der grössten Länge auszugeben.
- d) Sie müssen nicht die maximale Verzögerung beim Senden garantieren.
Somit brauchen diese Datenaufzeichnungsstationen nicht
den Datenverarbeitungsstationen für Gesprächsverarbeitung
gleichgestellt werden.
Bei aller Würdigung dieser kennzeichnenden Qualitäten der Schrift
datenaufzeichnungsstationen (datagram) liefert die
fünfte Ausführungsform einen Stellarspeicher und ein
Rundspruchnetzwerk, das die Kabelverteilung vereinfacht,
verglichen mit der vorausgehend aufgeführten ersten, dritten
und vierten Ausführungsform und gestattet gleichzeitig
den Anschluss von weit mehr Datenaufzeichnungsstationen.
Es wird nunmehr der Aufbau und der Betrieb der fünften
Ausführungsform in Verbindung mit Fig. 28 im einzelnen
beschrieben. Wie in der Figur dargestellt ist, sind die
Tondatenverarbeitungsstationen (204 A) und die
Schriftdatenverarbeitungsstationen (204 B) unmittelbar
an die zugehörigen Schnittstellen einer Zentralstation
(201) über die Sende- und Empfangsleitungen (205) verbunden.
Wenn die maximale Verzögerung beim Senden garantiert wird,
wird die Anzahl der Stationen, die angeschlossen werden
können, wie vorausgehend beschrieben wurde, ziemlich
klein, da die Anzahl der für die Verbindung verfügbaren
Datenverarbeitungsstationen begrenzt ist, und insbesondere,
weil die Schriftdatenverarbeitungsstationen eine grössere
Paketlänge aufweisen und einen grösseren Anteil der für
die Zentralstation zugelassenen Aufspeicherungsgrösse
einnehmen. Zur Lösung dieses Problem ist eine lokale
Konzentratoreinrichtung (206) mit einer der
Schnittstellen der Zentralstation (201) für die
Datenverarbeitungsanlagen mittels einer
Sende-Empfangsleitung (219) verbunden und eine Anzahl
von Schriftdatenverarbeitungsstationen (208 A-208 D),
für welche die maximale Verzögerung beim Senden nicht
garantiert zu werden braucht, sind mit der lokalen
Konzentratoreinrichtung (206) über die Sende-Empfangsleitungen
(207 a-207 d) verbunden, wie dies in der Figur dargestellt
ist.
Das Blockschaltbild eines typischen Ausführungsbeispiels
der lokalen Konzentratoreinrichtung (206) ist in Fig. 29
dargestellt.
Diese lokale Konzentratoreinrichtung (206) besteht aus
Aufnahmespeichern (211 A-211 N), einer Steuerschaltung
(212), einem Kurzzeitregister (213), einem Komparator
(216), einem Empfänger (217) und einem Sender (218).
Die Datenverarbeitungsstationen (208 A-208 N) sind jeweils
mit den Aufnahmespeichern (211 A-211 N) über Sendeleitungen
(207as-207ns) und Empfangsleitungen (207ar-207nr) verbunden.
Ein Treiber (216) ist mit der Schnittstelle der
Zentralstation (201) für die Datenverarbeitungsanlagen
über die Sendeleitung (219 s) verbunden. Die Zentralstation
(201) und der Empfänger (217) sind mit einer
Empfangsleitung (219 r) verbunden, so dass die von der
Zentralstation ausgehenden Signale in den Empfänger (217)
über dieEmpfangsleitung (219 r) abgegeben werden.
Der Treiber (216) stellt selbst eine Datensendevorrichtung
zur Weiterleitung von aus den Aufnahmespeichern (211 A-211 N)
ausgelesenen Daten an die Zentralstation dar und der
Empfänger (217) stellt eine Datenempfangsvorrichtung zur
Weiterleitung von aus der Zentralstation (201) empfangenen
Daten zu den Datenverarbeitungsanlagen dar. Das
Kurzzeitregister (213) bildet eine Speicherschaltung zum
kurzzeitigen Speichern von Daten, die aus den
Aufnahmespeichern (211 A-211 N) ausgelesen werden und der
Komparator (214) stellt eine Vergleichsschaltung zum
Vergleich der kurzzeitig gespeicherten Daten mit den von
der Zentralstation (201) abgegebenen Daten dar.
Die von den Datenverarbeitungsstationen (208 A-208 N)
ausgesandten Daten gelangen über die Sendeleitungen
(207as-207an) in dieAufnahmespeicher (211 A-211 N) innerhalb
der lokalen Konzentratoreinrichtung (206). Die
Aufnahmespeicher (211 A-211 N) haben jeweils eine Kapazität
für die grösste Paketlänge und sind derart ausgebildet,
dass, selbst wenn alle Datenverarbeitungsstationen
(208 A-208 N) gleichzeitig Datenpakete ausgeben, keine
ausgegebenen Datenpakete miteinander kollidieren. Ferner
haben die Aufnahmespeicher (211 A-211 N) die Aufgabe,
ihre jeweiligen Leersignale (211Ae-211Ne) in den
EIN-Status zu bringen, wenn sie keine Daten enthalten,
oder die gleichen Signale in den AUS-Status zu bringen,
wenn die Speicher mit Daten gefüllt sind, und ferner
die Leersignale für jeden dieser Betriebszustände zur
Steuerschaltung (212) weiterzuleiten.
Ferner haben die Aufnahmespeicher (211 A-211 N) die Aufgabe,
Speicherlesesignale (211Ar-211Nr) von der Steuerschaltung
(212) zu empfangen und sooft dieser Empfang erfolgt,
anschliessend die Daten der eingegebenen Pakete aufeinanderfolgend
auf einen Datenbus (215) auszugeben und nach Beendigung
dieser Ausgabe die Leersignale (211Ae-211Ne) zu veranlassen,
den EIN-Status einzunehmen. Die auf dem Datenbus (215)
erscheinenden Daten werden vom Treiber (216) über die
Sendeleitung (219 s) der Zentralstation (201) zugeführt.
Ein Teil oder die Gesamtheit der Daten, die auf dem
Datenbus (205) erscheinen, wird im Kurzzeitregister (213)
gespeichert. Die von der Zentralstation (201) durch
Rundspruch ausgegebenen Pakete kommen über die
Empfangsleitung (219 r) in den Empfänger (217) und werden
anschliessend dem Komparator (214) und dem Sender (218)
zugeführt.
Im Komparator (214) wird ein Teil oder die Gesamtheit der
Daten mit dem Inhalt des Kurzzeitregisters (213) verglichen.
Der Komparator (214) sendet ein Genehmigungssignal (214 a)
an die Steuerschaltung (212), wenn die Daten einander
entsprechen. Dieser Vorgang dient dazu festzustellen, ob
die von den lokalen Konzentratoreinrichtungen (206) an
die Zentralstation (201) abgegebenen Daten zur Gänze
wieder an die lokalen Konzentratoreinrichtungen (206)
zurückgegeben werden oder nicht, wenn die Zentralstation
(201) sie durch Rundspruch aussendet. Insbesondere besteht
der Vergleich der Daten im Komparator aus der Bestimmung,
ob die Datenpakete aus der eigenen Ausgabe stammen oder
nicht. Es ist daher erforderlich, diesen Vergleich
zumindest bezüglich den Bereichen der Ursprungsadressen
der Datenpakete vorzunehmen.
Inzwischen werden die Daten, die vom Empfänger (217)
zum Sender (218) abgegeben wurden, mittels Rundspruch
zu den Aufnahmeleitungen (207ar-207 nr) der jeweiligen
Datenverarbeitungsstationen (208 A-208 N) gesandt.
Ein typischer Aufbau der Steuerschaltung (212) ist in
Fig. 30 dargestellt.
Diese Steuerschaltung besteht aus einer Speicherlesesignal-
Steuerschaltung (221), einer Speicherlesesignal-
Generierungsschaltung (222), einer Wählersignal-
Generierungsschaltung (223) und zwei Wählern (224, 225).
Diese Steuerschaltung (212) überwacht durch kontinuierliche
Wahl der Aufnahmespeicher (211 A-211 N) (Fig. 29) die
Betriebszustände der Aufnahmespeicher (211 A-211 N), indem
die jeweiligen Leersignale (211 Ae-211 Ne) zugeführt werden.
Die Wählsignal-Generierungsschaltung (223) steuert
diesen Wahlvorgang. Die Wählersignal-Generierungsschaltung
(223) liefert ein Wählersignal (223 a) an die Wähler
(224, 225), um entweder die von den jeweiligen
Aufnahmespeichern (211 A-211 N) (Fig. 29) eingespeisten
Leersignale (211 Ae-21 1Ne) auszuwählen oder die von den
jeweiligen Aufnahmespeichern abgegebenen
Speicherlesesignale (211 Ar-211 Nr), und sie schaltet bei
Ankunft des nächsten Signals (221 a) die Auswahl der
nächsten Aufnahmespeicher.
Die Speicherlesesignal-Steuerschaltung (221) überwacht
das vom Wähler (224) eingespeiste Leersignal und falls
das Leersignal sich im EIN-Status befindet, zieht
daraus den Schluss, dass der betreffende Aufnahmespeicher
kein Paket aufweist, leitet das nächste Signal (221 a)
der Wählersignal-Generierungsschaltung (223) zu und
überprüft den nächsten Aufnahmespeicher. Die
Speicherlesesignal-Steuerschaltung (221) wiederholt diesen
Vorgang und gibt bei Erfassung eines Leersignals im
AUS-Status, der anzeigt, dass der zugehörige Aufnahmespeicher
mit Datenpaketen gefüllt ist, ein Freigabesignal (221 b)
an die Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (222) ab.
Die Speicherlesesignal-Generierungsschaltung (222) gibt
nach Aufnahme des Freigabesignals (221 b) ein
Speicherlesesignal an den Wähler (225) mit einer der
Sendegeschwindigkeit über die Sendewege gleichkommenden
Geschwindigkeit ab. Dieses Speicherlesesignal wird dem
jeweiligen Aufnahmespeicher zugeführt, der durch den
Wähler (225) gewählt worden ist.
Als Folge dieses Betriebes werden die Daten in jedem der
in Fig. 29 dargestellten Aufnahmespeicher (211 A-211 N)
veranlasst, auf dem Datenbus (215) zu erscheinen und
werden dann zur Zentralstation (201) weitergeleitet und
gleichzeitig im Kurzzeitregister (213) gespeichert. Sind
die Daten zur Gänze aus den Aufnahmespeichern (211 A-211 N)
entnommen, so werden die Leersignale (211 Ae-211 Ne)
veranlasst, den EIN-Status anzunehmen. Die
Speicherlesesignal-Steuerschaltung (221) (Fig. 30)
veranlasst das Freigabesignal (221 b), den AUS-Status
einzunehmen. Die Speicherlesesignal-Generierungsschaltung
(222) stellt bei Empfang dieses Freigabesignals (221 b)
die Ausgabe eines Speicherlesesignals ein.
Es wird nunmehr auf Fig. 29 Bezug genommen. Sind die der
Zentralstation (201) zugeführten Datenpakete durch
Rundspruch ausgesandt und anschliessend wieder an die
lokale Konzentratoreinrichtung (206) zurückgegeben,
so gibt der Komparator (214) ein Genehmigungssignal (14 a) aus.
Wie in Fig. 30 dargestellt ist, gibt die
Speicherlesesignal-Steuerschaltung (221) bei Empfang
des Genehmigungssignals (14 a) ein nächstes Signal (221 a)
ab und überprüft den nächsten Aufnahmespeicher.
In der vorausgehend beschriebenen Weise werden die von
den Datenverarbeitungsstationen (208 A-208 N) ausgegebenen
Daten durch die lokale Konzentratoreinrichtung (206)
mehrfach genützt (multiplex) und an die Zentralstation (201)
gesendet. Die von der Zentralstation (201) ausgegebenen
Daten werden mittels Rundspruch an alle
Datenverarbeitungsanlagen gesandt, die mit der Zentralstation
verbunden sind. Als Folge dieses Betriebes werden die
lokalen Konzentratoreinrichtungen (206) im wesentlichen
gleich wie die anderen Datenverarbeitungsanlagen (204 A,
204 B) (Fig. 28) behandelt. Somit wird die Zentralstation
(201) in die Lage versetzt, die Aussendung der Datenpakete
mittels Rundspruch ohne Rücksicht auf die Anwesenheit der
Schriftdaten-Verarbeitungsstationen vorzunehmen, die mit
den lokalen Konzentratoreinrichtungen (206) verbunden
sind. Ferner werden die Schriftdaten-Verarbeitungsstationen,
die an die lokalen Konzentratoreinrichtungen (206) im
Einklang mit der dritten und vierten Ausführungsform
angeschlossen sind, freigegeben, um Daten mit einer von
der Anzahl der Verbindungen abhängigen Verzögerungszeit
zu senden und zu empfangen.
Selbstverständlich sind der erfindungsgemässe
Stellarspeicher und das Rundspruchnetzwerk nicht auf
die vorausgehend beschriebene Ausbildung begrenzt.
Wahlweise können zwei oder mehr lokale
Konzentratoreinrichtungen mit dem stellaren Netzwerk
verbunden werden und eine Anzahl von Schriftdaten-
Verarbeitungsstationen kann an jede der lokalen
Konzentratoreinrichtungen angeschlossen sein.
Die vorausgehend beschriebene fünfte Ausführungsform
weist folgende Wirkungen auf:
- 1) Diese Ausführungsform fördert die Freiheit hinsichtlich einer Vermehrung der Datenverarbeitungsstationen, da die Datenverarbeitungsanlagen, für welche die maximale Verzögerung beim Senden nicht garantiert werden muss, mit dem Netzwerk über die lokalen Konzentratoreinrichtungen verbunden werden können.
- 2) Im Falle eines stellaren Netzwerkes, das eine Mehrzahl von Schriftdaten-Verarbeitungsstationen aufweist, gestattet die Verwendung von zwei oder mehr lokalen Konzentratoreinrichtungen eine Vereinfachung der Kabelanschlüsse zwischen der Lokalstation und den Schriftdaten-Verarbeitungsstationen.
Claims (22)
1. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung, mit einer Anzahl
Datenverarbeitungsanlagen (A-N), einer Zentralstation
(5) zur kollektiven Verteilung der von den
Datenverarbeitungsanlagen gesendeten Datenpakete und
Aussendung dieser Datenpakete mittels Rundspruch
an die Datenverarbeitungsanlagen und mit bidirektionalen
Verbindungskanälen (6 a-6 n, 7 a-7 n), die die
Datenverarbeitungsanlagen mit der Zentralstation
verbinden, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zentralstation mit Aufnahmespeichern (5 a-5 n)
versehen ist, die sich an den Schnittstellen der
Zentralstation für die Datenverarbeitungsanlagen
befinden und von denen jeder eine Kapazität für
mindestens ein Datenpaket aufweist, dass eine
Steuerschaltung (5 p) zur Überwachung der Betriebszustände
der Aufnahmespeicher vorhanden ist und die Lesesignale
aufeinanderfolgend jenen der Aufnahmespeicher zuführt,
die Daten enthalten, und dass eine Vorrichtung (5 r)
alle aus den Aufnahmespeichern ausgelesenen Daten
an alle Empfangsleitungen mittels Rundspruch sendet.
2. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Datentverarbeitungsanlagen in der Lage sind, die
Datenpakete nach Aufforderung an die entsprechenden
Aufnahmespeicher der Zentralstation zu jedem gewünschten
Zeitpunkt zu senden, ausser wenn die Aufnahmespeicher
Daten enthalten.
3. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufnahmespeicher
in der Lage sind, der Steuerschaltung Leersignale
zuzuführen, die angeben, ob sie Daten enthalten oder
nicht.
4. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung
in der Lage ist, die Überwachung der Betriebszustände
der Aufnahmespeicher durch Anwählen vorzunehmen.
5. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die lokalen
Konzentratoreinrichtungen mit der Zentralstation
verbunden sind und dass die Datenverarbeitungsanlagen
mit den lokalen Konzentratoreinrichtungen verbunden
sind, um die Kabelverteilung zu vereinfachen und die
Zugabe von Datenverarbeitungsstationen zu erleichtern.
6. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zentralstation mit
einer Vorrichtung (22) versehen ist, die sich zur Anwahl der
Aufnahmespeicher der Datenverarbeitungsstationen einmal
innerhalb eines festen Zeitrahmens (der anschliessend als
"ein Rahmen" bezeichnet wird) eignet, dass eine Speichervor
richtung (23) die Unterscheidungsdaten der Aufnahmespeicher
speichert, die Datenpakete enthalten, abhängig von der von
der Anwahlvorrichtung erhaltenen Mitteilung, und dass eine
Rundsprucheinrichtung (24, 25, 26) vorhanden ist, um
aufeinanderfolgend Datenpakete aus jenen der Aufnahmespeicher
auszulesen, die den Unterscheidungsdaten entsprechen, die in
der Speichervorrichtung registriert sind, und um die derart
ausgelesenen Datenpakete mittels Rundspruch an die
Datenverarbeitungsanlagen zu senden.
7. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Rahmen durch einen
Rahmenzähler (21) gesteuert wird.
8. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Datenlese- und
Rundspruchvorrichtung eine Schaltungssteuerungsvorrichtung
(24) aufweist, die in der Lage ist, zur Speichervorrichtung
in festliegender Folge für jeden Rahmen Zutritt zu gewinnen.
9. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Datenlese- und Rundspruchvorrichtung eine
Schaltungssteuerungsvorrichtung (24) aufweist, die
in der Lage ist, zur Speichervorrichtung in
unregelmässiger Folge für jeden Rahmen Zutritt zu
gewinnen.
10. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Datenlese- und Rundspruchvorrichtung eine
Schaltungssteuerungsvorrichtung (24) aufweist, die
in der Lage ist, Zutritt zu der Speichervorrichtung
zu gewinnen, indem ein Rahmen in zwei Abschnitte
unterteilt wird, wovon einer festliegt und der
andere unregelmässig ist.
11. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Datenlese- und Rundspruchvorrichtung einen
Lesesignalgenerator (25) aufweist, um Datenpakete
aus jeweiligen Aufnahmespeichern mit einer
Geschwindigkeit auszulesen, die der Geschwindigkeit
des Netzwerkes gleichkommt, sowie einen
Löschsignalgenerator (27) zur Löschung jener
Aufnahmespeicher, die nicht dem Auslesen innerhalb
eines Rahmens unterzogen worden sind.
12. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung, mit einer Anzahl
Datenverarbeitungsanlagen (A-N), einer Zentralstation (5)
zur kollektiven Verteilung von Datenpaketen, die
von den Datenverarbeitungsanlagen gesendet wurden,
und Aussendung derselben mittels Rundspruch an die
Datenverarbeitungsanlagen, und mit bidirektionalen
Verbindungskanälen (6 a-6 n, 7 a-7 n), die die
Datenverarbeitungsanlagen und die Zentralstation
miteinander verbinden, dadurch
gekennzeichnet, dass das Netzwerk
Baueinheiten der Zentralstation aufweist, die mit
Aufnahmespeichern ausgestattet sind, die einen Zutritt
durch Anwahl erlauben und in der Lage sind, das
Volumen von Datenpaketen, die gleichzeitig in den
Aufnahmespeichern aufgespeichert werden, unter
einem festen Pegel zu halten und die maximale
Verzögerungszeit beim Aussenden des Datenpaketes zu
garantieren.
13. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Aufnahmespeicher Kapazitäten aufweisen, die gross
genug sind, um darin Datenpakete mit der grössten
Kanallänge zu halten und dadurch die Errichtung
einer Vielzahl von Kanälen zu gestatten, für welche
die maximale Verzögerungszeit beim Senden garantiert
ist.
14. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 12,
Aufspeicherungssteueranlagen, die in der Lage sind,
Aufspeicherungsrestgrössen zu steuern, d.h. die
Unterschiede zwischen den in den Aufnahmespeichern
gespeicherten Paketgrössen und den grössten zur
Aufspeicherung zugelassenen Paketgrössen, wobei
die Aufspeicherungssteueranlagen in der Lage sind,
die von den Datenverarbeitungsanlagen innerhalb der
Grenzen der Aufspeicherungsrestgrössen angefordert
werden.
15. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zentralstation
in der Lage ist, eine synchrone Verbindung durch
Zufuhr eines Taktes an die Datenverarbeitungsanlagen
zu gestatten.
16. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zentralstation
in der Lage ist, eine synchrone Verbindung zu
gestatten, indem Rahmensteuerpakete in einem festliegenden
Zyklus an die Datenverarbeitungsanlagen geliefert werden.
17. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung, gekennzeichnet
durch eine Anzahl Datenverarbeitungsanlagen (204 A,
204 B, 208 A-208 D), eine Zentralstation (201) zur
kollektiven Verteilung von Datenpaketen, die von
den Datenverarbeitungsanlagen gesendet wurden und
zur Aussendung derselben mittels Rundspruch an die
Datenverarbeitungsanlagen und mit bidirektionalen
Verbindungskanälen (205, 219, 207 a-207 d), die die
Datenverarbeitungsanlagen und die Zentralstation
verbinden, wobei die Zentralstation Aufnahmespeicher
zur kurzzeitigen Speicherung von Datenpaketen
aufweist, die von den Datenverarbeitungsanlagen
gesendet wurden und ferner in der Lage ist, alle
in den Aufnahmespeichern aufgespeicherten Datenpakete
mittels Rundspruch zu senden, dadurch
gekennzeichnet, dass das Netzwerk
lokale Konzentratoreinrichtungen (206) aufweist, die
mit der Zentralstation verbunden sind, sowie eine
Anzahl Datenverarbeitungsanlagen, für welche die
maximale Verzögerungszeit beim Senden nicht garantiert
zu werden braucht.
18. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die lokalen
Konzentratoreinrichtungen (206) jeweils mit
Schnittstellen zum Anschluss an eine Anzahl von
Datenverarbeitungsstationen (208 A-208 N) versehen sind,
ferner mit Aufnahmespeichern (211 A-211 N), wovon
jeder eine Kapazität für mindestens ein Datenpaket
aufweist, mit einer Steuerschaltung (212) zur
Überwachung der Betriebszustände der Aufnahmespeicher,
die Speicherlesesignale aufeinanderfolgend an jene
Aufnahmespeicher sendet, die von den
Datenverarbeitungsanlagen ausgesandte Daten enthalten,
und die die Daten ausliest, mit einer
Datensendevorrichtung (216) zum Senden der aus
den Aufnahmespeichern ausgelesenen Daten aufeinanderfolgend
zur Zentralstation, mit einer Datenaufnahmevorrichtung
(218) zur Übermittlung aller von der Zentralstation
erhaltenen Daten an die Datenverarbeitungsstationen,
mit einer Aufspeicherungsschaltung zur zeitweiligen
Speicherung der Gesamtheit oder aller Daten, die
aus den Aufnahmespeichern ausgelesen und zur
Zentralstation übermittelt wurden, und mit einer
Vergleichsschaltung (214) zum Vergleich der
zeitweilig gespeicherten Daten mit den von der
Zentralstation empfangenen Daten.
19. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Vergleichsschaltung in der Lage ist, die zeitweilig
gespeicherten Daten, d.h. die Gesamtheit oder einen
Teil der aus den Aufnahmespeichern ausgelesenen
Daten mit den Daten zu vergleichen, die von der
Zentralstation erhalten wurden, und bei Übereinstimmung
der Daten an die Steuerschaltung ein
Genehmigungssignal auszugeben und das Auslesen der
nächsten Daten zu gestatten.
20. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Aufnahmespeicher in der Lage sind, der Steuerschaltung
Leersignale zuzuführen, die anzeigen, ob Daten in
den Aufnahmespeichern gehalten werden oder nicht.
21. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Steuerschaltung in der Lage ist, die Überwachung der
Betriebszustände der Aufnahmespeicher durch Anwählen
vorzunehmen.
22. Stellarspeicher und Rundspruchnetzwerk mit
Kollisionsvermeidung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die
Steuerschaltung in der Lage ist, ein Speicherlesesignal
an einen Aufnahmespeicher auszugeben, und die
Ausgabe des Speicherlesesignals abzubrechen, wenn
das Auslesen der Daten beendet ist, und anschliessend
bei Empfang eines Koinzidenzsignals von der
Vergleichsschaltung ein Speicherlesesignal dem
nächsten Aufnahmespeicher zuzuführen.
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