DE3728805C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenpaketvermittlung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Herkömmlicherweise ist eine Datenpaketvermittlung als Busmatrixvermittlung ausgebildet, die einen Aufbau gemäß Fig. 1 hat.

In Fig. 1 werden ankommende Pakete, die über Verbindungsleitungen 10 l bis 10 n übertragen werden, einer vorgegebenen Verarbeitung in Paketverarbeitungseinheiten 30 l bis 30 n für empfangene Datenpakete unterworfen, wobei die empfangenen Pakete jeweils mit einem Paketvorsatz versehen werden, der irgendeine der Paketverarbei­ tungseinheiten 31 l bis 31 n für übertragene Datenpakete bezeich­ net, die anschließend bei demjenigen der Spaltenbusse 20 l bis 20 n vorgesehen sind, der mit der spezifizierten Paketverarbeitungs­ einheit für übertragene Datenpakete verbunden ist. An den Kreu­ zungen der Spaltenbusse 20 l bis 20 n mit Zeilenbussen 21 l bis 21 n sind Kreuzungselemente XE vorgesehen, die mit 4 ll bis 4 nn bezeichnet sind. Das Kreuzungselement 4 ÿ erfaßt bzw. akzeptiert nur ein Paket, dessen Vorsatz einen Zielort j angibt, d. h. ein Paket, welches für die Paketverarbeitungseinheit 31 j für über­ tragene Datenpakete bestimmt ist, und das erfaßte Paket wird vorübergehend in einem Puffer 400 gespeichert, der in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn das Kreuzungselement 4 ÿ das Datenpaket im Puffer 400 gespeichert hat, sendet es dem Zeilenbus 21 j eine Busbenutzungs­ anfrage zur Übertragung des Datenpakets. Diese Anfrage wird von einer der Bussteuerungen 32 l bis 32 n für jeden Zeilenbus abge­ tastet und gesteuert, und Zugriffsfreigabe wird nur dem einen Kreuzungselement 4 ÿ gegeben, woraufhin das Datenpaket abge­ schickt wird.

Fig. 2 zeigt die Anordnung des Kreuzungselements 4 ÿ. Die Köpfe oder Vorsätze der Datenpakete, die von dem Spaltenbus 20 i erhalten werden, werden von einer Steuerung 401 hinsichtlich ihres Ziel- oder Bestimmungsortes geprüft, und nur diejenigen, die für den Zeilenbus 21 j bestimmt sind, werden in den Puffer 400 geladen. Der Puffer 400 ist ein sogenannter Durchlaufspeicher, der die Daten in der Reihenfolge ihres Eingangs wieder ausgibt. Der Zeilenbus 21 j umfaßt einen Datenbus 21 j-1, der Datenpakete überträgt, und einen Steuerbus 21 j-2, der Steuersignale für Anfrage und Freigabe überträgt.

Bei einer herkömmlichen Anordnung der oben beschriebenen Art erfordert jedoch eine Busmatrixvermittlung mit n Eingängen und n Ausgängen n ² Kreuzungselemente. Aus diesem Grunde ist eine herkömmliche Anordnung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten insofern nachteilig, als eine Erhöhung der Zahl n eine erhebliche Zunahme hinsichtlich der Anzahl von erforderlichen Kreuzungselementen mit sich bringt.

Aus der DE-OS 33 31 600 ist eine Paketvermittlung der eingangs genannten Art bekannt, bei der über eine Hardware-Steuerung eine Vielzahl von Eingangsleitungen mit Ausgangsleitung verbindbar ist. Die jeweilige Verbindung wird über Informationen gesteuert, die von den zu übertragenden Datenpaketen selbst mitgeführt werden. Ein gemeinsamer Pufferspeicher ist vorgesehen, der von den eingehenden und den ausgehenden Leitungen aus zugänglich ist. Der Zugriff zum gemeinsamen Speicher erfolgt zyklisch. Das Auslesen erfolgt über eine Adessensteuerung. Ein wesentlicher Punkt hierbei ist der Synchronbetrieb, der die Eingangsübertragung, die Ausgangsübertragung und die Speicherbenutzung bestimmt. Bei diesem bekannten System tritt nun das Problem auf, das ein ungleichmäßiger Datenverkehr auf den Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen nur mit erhöhtem apparativem Aufwand zu bewältigen ist. Dies ist in erster Linie durch den gemeinsamen Pufferspeicher begründet, der nur eine begrenzte Durchsatzrate aufweist. Wenn man erhöhte Durchsatzraten bewältigen will, so muß man die Durchlaufspeicher vor dem gemeinsamen Speicher vergrößern und zwar so, daß jeder dieser Speicher eine Vielzahl von Datenpaketen speichern kann, um den maximalen Datenfluß über eine Leitung zu bewältigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Datenpaketvermittlung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auf einfache Weise eine ungleichmäßige Verkehrsbelastung bewältigbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer herkömmlichen Busmatrixvermittlung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus von Kreuzungselementen zur Verwendung in der Busmatrix­ vermittlung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen Puffer- und Speicheradressen in einem bei der ersten Ausführungsform verwendeten Speicher 1300;

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Aufbaus von Registern 141 l bis 141 n bei der ersten Ausführungs­ form;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der zweiten Ausführungsform;

Fig. 9 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der dritten Ausführungsform;

Fig. 11 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 12 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus des Hauptteils einer Paketvermittlungseinheit bei der vierten Ausführungsform;

Fig. 13 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Anordnung eines Parallel-Serien-Umsetzers, der in einer Ausgangsschaltung vorgesehen ist;

Fig. 14 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Anordnung eines Serien-Parallel-Umsetzers, der in einer Eingangschal­ tung vorgesehen ist; und

Fig. 15 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer fünften Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Datenpaket­ vermittlung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Datenpakete, die von den Eingangsleitungen 110 l bis 110 n empfangen werden, werden Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n zugeführt. Die Ausgänge der Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n sind alle an einen Multiplexer 1301 angeschlossen. Der Multi­ plexer 1301 wählt eine der n Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n. Die Daten der gewählten Eingangsschaltung 120 i werden in einen Speicher 1300 eingeschrieben, der von einem RAM gebildet wird.

Andererseits werden die Datepakete in dem Speicher 1300 über einem Demultiplexer 1302 zu irgendeiner der n Ausgangsschal­ tungen 121 l bis 121 n ausgelesen, von denen sie auf derjenigen der Ausgangsleitungen 111 l bis 111 n zur Verfügung gestellt werden, die mit der Ausgangsschaltung verbunden ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, hat der Speicher 1300 eine Anzahl von k Puffern, die jeweils eine Länge m haben, und eine Adresse in dem Speicher 1300 wird bestimmt durch eine Pufferzahl und eine Adresse innerhalb des Puffers.

An den Speicher 1300 ist eine Adressensteuerung 1400 ange­ schlossen, mit der n Register 141 l bis 141 n, eine Warteschlange 1420 und ein Zähler 1430 verbunden sind.

Die Register 141 l bis 141 n haben eine Anordnung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Register 141 l bis 141 n entsprechen den n ankommenden und abgehenden Leitungen 110 l bis 110 n bzw. 111 l bis 111 n, wobei die Eingangs- und Ausgangsseiten separat gesteuert werden. Das bedeutet, in den Registern 141 l bis 141 n sind jeweils der Leitungszustand, die Pufferzahl und die pufferinterne Adresse für eine der Eingangsleitungen 110 l bis 110 n sowie der Leitungszustand, die Pufferzahl, die puffer­ interne Adresse und die Pufferadresse eines Warteschlangen­ pakets für eine der Ausgangsleitungen 111 l bis 111 n gespeichert.

Die Warteschlange 1420 speichert eine Warteschlange zur Steuerung der leeren Puffer. Der Zähler 1430 zählt und teilt frequenzmäßig Taktimpulse 1120 und sorgt dafür, daß die Adressensteuerung 1400 die Adressenzählung durchführt.

Im folgenden wird der Betrieb einer derartigen ersten Ausfüh­ rungsform näher beschrieben.

I. Schreibbetrieb des Speichers 1330

• 1. Eingangsdaten werden der Adressensteuerung 1400 über die Eingangsschaltung 120 i und den Multiplexer 1301 zugeführt.
• 2. Die Adressensteuerung 1400 überwacht den Datenpaketvorsatz der Eingangsdaten, um die Anwesenheit oder Abwesenheit des Pakets und seinen Bestimmungsort festzustellen.
• 3. Beim Empfang des Vorsatzes des Pakets setzt die Adressen­ steuerung 1400 den Leitungszustand im Register 141 i, das der betreffenden Eingangsleitung entspricht, auf "Empfang".
• 4. Die Adressensteuerung 1400 liest leere Puffer aus der Warteschlange 1420 aus und erfaßt einen von ihnen für die Zuordnung des empfangenen Pakets.
• 5. Beim Empfang des Vorsatzes des Pakets macht die Adressen­ steuerung 1400 die pufferinterne Adresse zu einer "0" und bestimmt die pufferinterne Adresse auf der Basis der puffer­ internen Adresse "0" und der Pufferzahl des erfaßten Puffers.
• 6. Die Adressensteuerung 1400 schreibt das Datenpaket in den erfaßten Puffer ein.
• 7. Zur gleichen Zeit inkrementiert oder erhöht die Adressen­ steuerung 1400 die pufferinterne Adresse um Eins und schreibt sie in das Register 141 i der betroffenen Leitung zusammen mit der Pufferzahl.
• 8. Die Adressensteuerung 1400 liest den Bestimmungsort des Pakets aus dem Paketvorsatz und schreibt die Pufferzahl des erfaßten Puffers in einen Wartepaket-Speicherbereich des Registers 141 i, der der Ausgangsleitung 111 i entspricht, für die das Datenpaket bestimmt ist.
• 9. Während des Paketempfangs liest die Adressensteuerung 1400 die Pufferzahl und die pufferinterne Adresse aus dem Register 141 i aus, bestimmt eine Schreibadresse in dem Speicher 1300 und setzt die Daten in die Adresse. Außerdem inkrementiert oder erhöht die Adressensteuerung 1400 die pufferinterne Adresse und schreibt sie in das Register 141 i.
• 10. Beim Empfang des Endes des Datenpakets schreibt die Adressensteuerung 1400 die Daten in den Speicher 1300, und zur gleichen Zeit macht sie den Leitungszustand im Register 141 i "leer".

Wenn der Paketempfangsbetrieb somit beendet ist, wird der Paketübertragungsbetrieb sofort gestartet.

II. Lesebetrieb des Speichers 1300

• 1. Beim Start des Paketübertragungsbetriebs liest die Adressensteuerung 1400 das Register 141 i der betreffenden Leitung auf der Suche nach einem Warteschlangenpaket aus. Wenn ein Warteschlangenpaket festgestellt wird, liest die Adressen­ steuerung 1400 Daten aus einer Speicheradresse aus, die gegeben ist durch die Pufferzahl, in der das Warteschlangenpaket gespeichert ist, und ihre pufferinterne Adresse "0".
• 2. Die Adressensteuerung 1400 liefert die ausgelesenen Daten über den Demultiplexer 1302 an die Ausgangsschaltung 121 j, von der sie über die Ausgangsleitung 111 j abgeschickt werden.
• 3. Die Adressensteuerung 1400 finkrementiert oder erhöht die pufferinterne Adresse um Eins und setzt den Ausgangsleitungs­ zustand im Register 141 j auf "Übertragung" und schreibt dann die oben erwähnte Pufferzahl in das Register 141 j ein.
• 4. Während der Paketübertragung liest die Adressensteuerung 1400 den Ausgangsleitungszustand im Register 141 j. Wenn der Ausgangsleitungszustand "Übertragung" ist, liest die Adressen­ steuerung 1400 Daten aus der Speicheradresse aus, die gegeben ist durch die Pufferzahl und die pufferinterne Adresse, die im Register 141 j gespeichert sind, und liefert die Daten über den Demultiplexer 1302 der Ausgangsschaltung 121 j, von der sie der Ausgangsleitung 111 j zugeführt werden.
• 5. Zur gleichen Zeit erhöht oder inkrementiert die Adressen­ steuerung 1400 die pufferinterne Adresse und speichert sie im Register 141 j.
• 6. Wenn das Ende des Datenpakets ausgesendet wird, sendet die Adressensteuerung die Daten in gleicher Weise wie oben beim Schritt 4. Um den zur Absendung des Datenpakets verwendeten Puffer zu löschen, schreibt die Adressensteuerung 1400 dann seine Pufferzahl in die Warteschlange 1420 ein.

Der Schreib- und Lesebetrieb für den Speicher 1300 findet abwechselnd statt, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Fig. 6 zeigt den Fall, wo zwei Leitungen verwendet werden, und der Schreib- und Lesebetrieb wird in abwechselnder zyklischer Reihenfolge durchgeführt, also Schreiben für Leitung 1 - Lesen für Leitung 1 - Schreiben für Leitung 2 - Lesen für Leitung 2. Auch in dem Fall, wo die Anzahl der verwendeten Leitungen den Wert n hat, werden die Daten auf den Leitungen 1 bis n in gleicher Weise im Timesharingbetrieb in den Speicher 1300 eingegeben und aus diesem ausgegeben.

Mit dem oben beschriebenen Betrieb ist es möglich, eine Daten­ paketvermittlung auszubilden, die einen RAM oder Speicher mit wahlweisem Zugriff als Puffer verwendet. Dieser Puffer kann von n Eingangs- und Ausgangsleitungen 110 l bis 110 n bzw. 111 l bis 111 n gemeinsam verwendet werden.

Während vorstehend ein Paket beschrieben worden ist, das in einen Puffer einzuspeichern ist, kann ein langes Paket auch unter Verwendung von n Puffern gespeichert werden. Ferner können Daten mit m parallelen Bits ebenfalls in den Speicher eingeschrieben und aus diesem ausgelesen werden, indem man eine Serien-Parallel-Umsetzung und eine Parallel-Serien-Umsetzung in den Eingangs- und Ausgangsschaltungen 120 l bis 120 n und 121 l bis 121 n durchführt.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer Datenpaketvermittlung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Die Datenpaketvermittlung gemäß dieser Ausführungsform hat zusätzlich zu der Ausbildung der Datenpaketvermittlung gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 3 zusätzliche Einrich­ tungen, nämlich (1) einen Ratenanpassungs-Durchlaufspeicher in jeder der Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n und jeder der Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n, und (2) Signalleitungen 200 l bis 200 n sowie 201 l bis 201 n zur Informationsangabe, ob Daten­ übertragung und -empfang möglich ist oder nicht, zwischen den Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n und der Adressensteuerung 1400, sowie zwischen den Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n und der Adressensteuerung 1400.

Fig. 8 zeigt den Betrieb der zweiten Ausführungsform. In Fig. 8 unterscheiden sich die Eingangsleitungen 1 und 2 in der Über­ tragungsrate, und erstere ist geringer als letztere. Das Ein­ schreiben in den Speicher 1300 wechselt zwischen den Eingangs­ leitungen 1 und 2 ab, und der Zyklus ist somit gleich dem Eingangszyklus der Leitung 2 mit höherer Rate. Infolgedessen kann im Falle der Leitung 1 mit niedrigerer Rate manchmal ein Zyklus mit ungenutztem Zugriff auftreten, wie es mit (1) zwischen den Schreibvorgängen 2 B und 2 C in Fig. 8(c) angegeben ist, und zwar aufgrund der Abwesenheit von Daten 1 C, die während des Zugriffs in den Speicher 1300 einzuschreiben wären.

Dementsprechend muß die Adressensteuerung 1400 erkennen, ob die in den Speicher 1300 zu bringenden Daten bei den Durchlauf­ speichern der Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n angekommen sind. Die Signalleitungen 200 l bis 200 n sind zu diesem Zweck vorgesehen.

Das bedeutet, die Adressensteuerung 1400 prüft die Signal­ leitungen 200 l bis 200 n auf die Anwesenheit von Daten, und wenn die Daten vorhanden sind, schreibt sie sie in den Speicher 1300 in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform ein. Wenn keine Daten vorhanden sind, führt die Adressensteuerung 1400 weder ein Einschreiben in den Speicher 1300 noch ein Aktualisieren der Register 141 j durch.

Dies gilt für die Leseseite. Mit den Signalleitungen 201 l bis 201 n wird der Adressensteuerung 1400 angegeben, ob der Durch­ laufspeicher der Ausgangschaltung 121 j in der Lage ist, Daten zu empfangen. Auf der Basis der so übertragenen Information entscheidet die Adressensteuerung 1400, ob Daten aus dem Speicher 1300 zur Eingabe in die Ausgangsschaltung 121 j ausge­ lesen werden. Das bedeutet, wenn die Durchlaufspeicher der Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n leer sind und eine Datenüber­ tragung möglich ist, liest die Adressensteuerung 1400 Daten aus dem Speicher 1300 in gleicher Weise wie bei der ersten Ausfüh­ rungsform aus, während dann, wenn die Datenübertragung nicht möglich ist, die Adressensteuerung 1400 weder Daten aus dem Speicher 1300 ausliest noch das Register 141 j akutalisiert.

Dabei muß die Schreib/Lese-Rate VO für den Speicher 1300 der folgenden Relation mit der Datenrate Vi der Eingangsleitungen und Ausgangsleitungen genügen, wobei i ein Laufindex ist und i = 1, 2, . . . n gilt:

VO ≧n × max(Vi).

Die oben beschriebene zweite Ausführungsform ermöglicht eine Datenpaketvermittlung zwischen Leitungen verschiedener Raten. Mit anderen Worten, es kann eine wirtschaftlich arbeitende Datenpaketvermittlung erhalten werden, ohne daß das Erfordernis eintritt, eine Ratenanpassungseinrichtung zu verwenden.

Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer Datenpaketvermittlung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform weist eine dynamische Zuordnung des Zugriffs zum Speicher 1300 für jede Leitung auf. Zu diesem Zweck ist (1) eine Entscheidungsschaltung oder Arbiter-Einheit 1431 zwischen die Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n und die Adressensteuerung 1400 geschaltet, um Verarbei­ tungsanfragen von den Eingangschaltungen 120 l bis 120 n abzu­ tasten und die Folge zu bestimmen, in der sie bedient werden; ferner ist (2) eine Entscheidungsschaltung oder Arbiter-Einheit 1432 zwischen den Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n und der Adressensteuerung 1400 dazwischengeschaltet, um Verarbeitungs­ anfragen von den Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n abzutasten und eine Prioritätsverarbeitung durchzuführen.

Diese Ausführungsform gleicht der zweiten Ausführungsform insofern, als die Eingangsschaltungen 120 l bis 120 n und die Ausgangsschaltungen 121 l bis 121 n jeweils einen Durchlauf­ speicher haben.

Fig. 10 zeigt den zeitlichen Ablauf des Zugriffs zum Speicher 1300 bei dieser dritten Ausführungsform. Wie in Fig. 10 darge­ stellt, erfolgt das Einschreiben in den Speicher 1300 in der Reihenfolge der Erzeugung der Eingangssignale. Es ist erforder­ lich, daß die nachstehende Relation zwischen der Schreib/Lese- Rate VO und der Datenrate Vi der Eingangsleitungen und Ausgangsleitungen erfüllt ist, wobei i = 1, 2, . . . n gilt:

VO ≧V 1 + V 2 + . . . + Vn.

Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform kann eine Datenpaketvermittlung zwischen Leitungen verschiedener Raten durchgeführt werden, und da außerdem beim Zugriff zum Speicher 1300 kein Zugriffszyklus ungenutzt bleibt wie bei der zweiten Ausführungsform, kann die Betriebsgeschwindigkeit des Speichers verringert werden, oder aber, wenn die Zugriffsgeschwindigkeit fest ist, können Leitungen mit höherer Geschwindigkeit bedient werden.

Obwohl die obigen Ausführungsformen im Zusammenhang mit dem Fall beschrieben worden sind, wo die Datenpaketvermittlung so ausgebildet ist, daß sie eine einzige Datenpaketvermittlung als Vermittlungseinheit verwendet, ist es selbstverständlich gemäß der Erfindung auch möglich, eine Datenpaketvermittlung mit einer mehrstufigen Verbindung einer Vielzahl von Datenpaketver­ mittlungseinheiten auszubilden, die über Verbindungsleitungen verbunden sind.

Nachstehend folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer Datenpaketvermittlung gemäß der Erfindung, die als mehr­ stufige Verbindung einer Vielzahl von Vermittlungseinheiten aufgebaut ist, die identisch mit denen sind, die vorstehend im Zusammenhang mit den ersten bis dritten Ausführungsformen beschrieben sind. Die Datenpaketvermittlung weist eine mehr­ stufige Verbindung von solchen Vermittlungseinheiten auf, die jeweils einen oder mehrere Datenpaketeingänge, einen oder mehrere Datenpaketausgänge und einen Pufferspeicher aufweisen, der sowohl für die Eingänge als auch für die Ausgänge zugäng­ lich ist und der eine ausreichend große Kapazität hat, um eine Vielzahl von Datenpaketen zu speichern. Dabei werden die Daten in den Puffer eingegeben und aus dem Puffer ausgegeben in Abhängigkeit von einer Anfrage zum Einschreiben von den Ein­ gängen in den Pufferspeicher und einer Anfrage zum Auslesen aus dem Pufferspeicher zu den Ausgängen.

Die jeweiligen Stufen von Datenpaketvermittlungseinheiten sind mit Verbindungsleitungen verbunden, die unter Verwendung eines Quittungsbetriebs einen asynchronen Datenpaket-Übertragungs­ betrieb durchführen. Eine Steuerung steuert die Datenübertra­ gung, während sie dynamisch die Kapazität der jeweiligen Verbindungsleitungen ändert, die in der jeweiligen Paketver­ mittlungseinheit untergebracht sind, innerhalb eines Bereichs, in welchem die Summe der Datenübertragungsraten der Verbin­ dungsleitungen niedriger ist als die Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers in der Paketvermittlungseinheit.

Mit der oben beschriebenen Anordnung kann die Datenübertra­ gungsrate der Datenpaket-Übertragungsleitungen, die in der jeweiligen Paketvermittlungseinheit untergebracht sind, dynamisch innerhalb eines Bereiches geändert werden, in welchem die Summe der Datenübertragungsraten der Verbindungsleitungen unterhalb der Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers gehalten wird, der in der Paketvermittlungseinheit verwendet wird. Dies macht es möglich, die Datenübertragungsrate von derjenigen Verbindungsleitung der Paketvermittlungseinheiten zu erhöhen, die ein besonders hohes Verkehrsvolumen hat, während die Datenübertragungsrate der anderen Verbindungsleitungen verringert wird, so daß eine effiziente Datenübertragung ermöglicht wird.

Die Fig. 11 und 12 zeigen beide in Form von Blockschaltbildern den Aufbau einer Datenpaketvermittlung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der Dreiergruppen von Vermittlungseinheiten in zwei Spalten angeordnet sind. In den Fig. 11 und 12 bezeichneten die Bezugszeichen 5101 bis 5106 Paketvermittlungseinheiten, 5000 eine Datenpaketvermittlung in ihrer Gesamtheit, die zwei Stufen von Paketvermittlungs­ einheiten aufweist, die Bezugszeichen 11 bis 19 Eingangs­ leitungen der Datenpaketvermittlung 5000, die Bezugszeichen 21 bis 29 Ausgangsleitungen der Datenpaketvermittlung 5000, die Bezugszeichen 31 bis 39 Verbindungsleitungen, und die Bezugs­ zeichen 41 bis 49 Steuerleitungen zur Durchführung der Daten­ übertragungen über die Verbindungsleitungen 31 bis 39 unter Verwendung des Quittungsbetriebs.

Fig. 12 zeigt den Innenaufbau der Paketvermittlungseinheiten 5101 und 5104 der ersten Stufe und der zweiten Stufe. Die anderen Paketvermittlungseinheiten sind in gleicher Weise aufgebaut. Bei dieser dritten Ausführungsform werden die Paketvermittlungen als jeweilige Paketvermittlungseinheiten verwendet.

Die Paketvermittlungseinheit 5101 der ersten Stufe weist einen Pufferspeicher 5111 zum Speichern von empfangenen Datenpaketen, Ausgangsschaltungen 5131 bis 5133 zum Aussenden von Daten auf den Verbindungsleitungen 31 bis 33 sowie eine Wählsteuerung 5121 auf. Die Ausgangsschaltungen 5131 bis 5133 senden jeweils eine Datenpaket-Ausleseanfrage an die Wählsteuerung 5121 in dem Fall, wo das in die Ausgangsschaltung auszulesende Datenpaket in dem Pufferspeicher 5111 gespeichert ist und das vorher in die Ausgangsschaltung eingelesene Datenpaket bereits von dort auf irgendeiner der Verbindungsleitungen 31 bis 33 ausgesendet worden ist.

Die Wählsteuerung 5121 führt die Beurteilungsentscheidung (Auflösung der konkurrierenden Anforderungen und Wahl des speziellen Ausgangs) der Ausleseanfragen von den Ausgangs­ schaltungen 5131 bis 5133 durch, wobei sie die Anfragen in einer Reihenfolge wählt und die Daten, die den gewählten Anfragen entsprechen, in die Ausgangsschaltungen 5131 bis 5133 einliest bzw. aus diesen ausliest. Die Wählsteuerung 5121 entspricht dem Demultiplexer 1302, der Entscheidungsschaltung 1432 und der Adressensteuerung 1400 in Fig. 9.

Die Paketvermittlungseinheit 5104 der zweiten Stufe weist einen Pufferspeicher 5112, eine Wählsteuerung 5122 sowie Eingangs­ schaltungen 5141 bis 5143 auf. Die Eingangsschaltungen 5141 bis 5143 senden jeweils eine Schreibanfrage an die Wählsteuerung 5122 beim Empfang eines Datenpakets von einer der Verbindungs­ leitungen 31, 34 und 37. Die Wählsteuerung 5122 entspricht dem Multiplexer 1301, der Entscheidungsschaltung 1431 und der Adressensteuerung 1400 in Fig. 9. Die Wählsteuerung 5122 führt die Beurteilungsentscheidung der Schreibanfragen von den Eingangsschaltungen 5141 bis 5143 durch, wählt die Eingangs­ schaltungen 5141 bis 5143 in einer Reihenfolge und schreibt die empfangenen Daten in den Pufferspeicher 5112 im Timesharing- Betrieb ein.

Bei einer derartigen Anordnung werden die Datenpakete, die auf den Eingangsleitungen 11 bis 13 angekommen sind, auf parallele Datenstücke ausgedehnt, die jeweils gleich der Wortlänge des Pufferspeichers 5111 sind, und werden dann Wort für Wort darin eingeschrieben. Wenn beispielsweise ein Datenpaket 2048 Bit lang ist und ein Wort 32 Bit lang ist, werden die Daten eines Pakets in 64 Schritten in den Pufferspeicher 5111 einge­ schrieben.

Wenn das Datenpaket in den Pufferspeicher 5111 eingeschrieben worden ist, wird die Speicherinformation als Warteschlange in diejenige der Verbindungsleitungen 31 bis 33 geladen, die der Ausgangsleitung entspricht, auf der die Daten auszusenden sind, und zwar entsprechend der Leitweginformation in dem Paketvor­ satz des Datenpakets. Wenn die vorgegebene eine der Verbin­ dungsleitungen 31 bis 33 leer wird, wird das Datenpaket wieder in Datenstücke aufgeteilt, deren Länge gleich der Wortlänge des Pufferspeichers 5111 ist, und von dort ausgelesen, woraufhin sie zu den Paketvermittlungseinheiten 5104 bis 5106 der zweiten Stufe übertragen werden.

Die oben beschriebene Warteschlange befindet sich unter der Steuerung eines nicht dargestellten Steuerbereichs in der Paketvermittlungseinheit 5101.

Die oben beschriebenen Schreib- und Leseoperationen für den Pufferspeicher 5111 unterliegen dem Timesharing-Betrieb durch die Eingangsleitungen 11 bis 19 und die Verbindungsleitungen 31 bis 39. Da in diesem Falle die Eingangsleitungen 11 bis 19 von der gleichen festen Rate sind, wird das Schreiben von diesen periodisch durchgeführt. Durch Vorsehen von Durchlaufspeichern kleiner Kapazität für Datenpakete in einem Eins-zu-Eins- Verhältnis zu den Eingangsleitungen 11 bis 19 ist ein gewisser Freiheitsgrad für das Einschreiben von den Eingangsleitungen 11 bis 19 in den Pufferspeicher 5111 möglich.

Da andererseits die Datenübertragung über die Verbindungs­ leitungen 31 bis 39 auf einem asynchronen Quittungsbetrieb basiert, werden die Leseoperationen von dem Pufferspeicher 5111 zu den Verbindungsleitungen 31 bis 39 asynchron.

Auf diese Weise werden die Datenpakete von den Paketvermitt­ lungseinheiten 5101 bis 5103 der ersten Stufe zu den Paketver­ mittlungseinheiten 5104 bis 5106 der zweiten Stufe übertragen und vorübergehend in den Pufferspeichern 5112 von letzteren gespeichert, woraufhin sie den Ausgangsleitungen 21 bis 29 mit einer festen Rate zur Verfügung gestellt werden.

Die Datenübertragungsrate beim Quittungsbetrieb hängt ab von der Lesezykluszeit zum Auslesen der Übertragungsdaten aus dem Pufferspeicher 5111, der Schreibzykluszeit zum Einschreiben der empfangenen Daten in den Pufferspeicher 5111 und der Betriebs­ zeit einer Schaltung, welche das Datenpaket und Steuerinfor­ mation überträgt. Die Übertragungsschaltung wird üblicherweise von einer einfachen Schaltung, wie z. B. einem Flip-Flop, einem Gatter od. dgl. gebildet und arbeitet mit einer Geschwindig­ keit, die ausreichend höher ist als die Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers 5111. Somit wird die Datenübertragungsrate im wesentlichen durch die Betriebsgeschwindigkeit des Puffer­ speichers 5111 bestimmt.

In einem Falle, wo beispielsweise das Datenpaket, das von der Paketvermittlungseinheit 5101 zur Paketvermittlungseinheit 5104 zu schicken ist, nicht im Pufferspeicher 5111 von ersterer gespeichert ist, oder wo der Pufferspeicher 5112 der Paketver­ mittlungseinheit 5104 voll ist und dementsprechend ein neues Datenpaket darin nicht eingeschrieben werden kann, wird die Datenübertragungsrate auf der Verbindungsleitung 31 zu null, da die Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers 5111 oder 5112 null beträgt.

Wenn andererseits die Paketvermittlungseinheit 5101 keinerlei Daten hat, die den Paketvermittlungseinheiten 5105 und 5106 zu senden sind, noch die Paketvermittlungseinheiten 5102 und 5103 irgendwelche Daten haben, die der Paketvermittlungseinheit 5104 zu senden sind, liefern die Ausgangsschaltungen 5132 und 5133, die den Verbindungsleitungen 32 und 33 entsprechen, keine Lese­ anfragen an die Paketvermittlungseinheit 5101, und die Ein­ gangsschaltungen 5142 und 5143, die den Verbindungsleitungen 34 und 37 entsprechen, liefern keine Schreibanfragen an die Paketvermittlungseinheit 5104.

Dementsprechend kann die Datenpaketübertragung von der Paket­ vermittlungseinheit 5101 an die Paketvermittlungseinheit 5104 mit höherer Rate erfolgen als in den Fällen, wo das Lesen und Schreiben auf einer Vielzahl von Verbindungsleitungen erfolgt. Der Grund hierfür besteht darin, daß in diesem Fall, weil die Ausgangsschaltung 5131 und die Eingangsschaltung 5141 die Pufferspeicher 5111 bzw. 5112 besetzen können, die Lesezyklus­ zeit zum Lesen des Datenpakets aus dem Pufferspeicher 5111 und die Schreibzykluszeit zum Einschreiben des Datenpakets in den Pufferspeicher 5112 verringert werden können.

Durch die Gewährung der Zugriffsfreigabe auf die Pufferspeicher 5111 und 5112 für diejenigen Ausgangsschaltungen 5131 bis 5133 und Eingangschaltungen 5141 bis 5143, in denen Übertragungs­ anfragen auftreten, ist es in der oben beschriebenen Weise möglich, die Daten asynchron zu übertragen und somit die Über­ tragungsrate zu erhöhen.

In den Paketvermittlungseinheiten 5101 bis 5106 werden die Datenpakete auf eine parallele Form ausgedehnt, um sie in die Pufferspeicher 5111 und 5112 einzuschreiben und aus diesen auszulesen, um dadurch die äquivalenten Betriebsgeschwindig­ keiten dieser Speicher zu erhöhen. Beispielsweise wird ein Datenpaket, das parallel aus dem Pufferspeicher 5111 der Paketvermittlungseinheit 5101 ausgelesen wird, in eine serielle Form in den Ausgangsschaltungen 5131 bis 5133 umgesetzt, von denen die Daten den Verbindungsleitungen 31 bis 33 zugeführt werden. Die seriellen Daten des Datenpakets, die in der Eingangschaltung 5141 der Paketvermittlungseinheit 5104 ange­ kommen sind, werden in parallele Form in der Eingangsschaltung 5141 umgesetzt und dann in den Pufferspeicher 5112 einge­ schrieben.

Die Fig. 13 und 14 zeigen Blockschaltbilder zur Erläuterung von Schaltungen zur Durchführung der Parallel-Serien-Umsetzung und der Serien-Parallel-Umsetzung.

Fig. 13 zeigt einen Parallel-Serien-Umsetzer, um parallele 3-Bit-Daten, die aus dem Pufferspeicher 5111 ausgelesen werden, in serielle Daten umzuformen. Dieser Umsetzer bildet einen Teil der Ausgangsschaltung 5131. Der Parallel-Serien-Umsetzer führt die folgenden Operationen durch:

• 1. Parallele Daten bzw. ein paralleler Datensatz, der dieser Schaltung zugeführt wird, wird unter der Steuerung von Quittungssteuerungen 5215 bis 5217 in Datenpuffern 5205 bis 5207 zwischengespeichert.
• 2. Wenn die parallelen Daten so zwischengespeichert sind, schalten die Quittungssteuerungen 5215 und 5216 die jeweiligen Wählschaltungen 5223 bis 5226 auf die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Seite, so daß die Datenpuffer 5205 und 5208 miteinander verbunden sind und die Quittungssteuerungen 5215 und 5218 miteinander verbunden sind.
• 3. Die Quittungssteuerung 5218 spricht auf die Steuerinfor­ mation von der Quittungssteuerung 5215 an, um die Daten aus dem Datenpuffer 5205 zum Datenpuffer 5208 zu übertragen.
• 4. Die Quittungssteuerung 5218 sendet die Daten aus dem Datenpuffer 5208 über die Verbindungsleitung 31 aus.
• 5. Die Quittungssteuerung 5215 schaltet die jeweiligen Wähl­ schaltungen 5223 und 5225 auf die mit gestrichelten Linien gezeichnete Seite, so daß die Datenpuffer 5206 und 5208 miteinander verbunden sind und die Quittungssteuerung 5216 und 5218 miteinander verbunden sind.
• 6. Die Quittungssteuerung 5218 spricht auf die Steuerinfor­ mation von der Quittungssteuerung 5216 an, um die Daten aus dem Datenpuffer 5206 zum Datenpuffer 5208 zu übertragen.
• 7. Die Quittungssteuerung 5218 sendet die Daten aus dem Daten­ puffer 5208 über die Verbindungsleitung 31 aus.
• 8. Die Quittungssteuerung 5216 schaltet die jeweiligen Wähl­ schaltungen 5224 und 5226 auf die mit gestrichelten Linien gezeichnete Seite, so daß der Datenpuffer 5207 mit dem Daten­ puffer 5208 verbunden ist und die Quittungssteuerung 5217 mit der Quittungssteuerung 5218 verbunden ist.
• 9. Die Quittungssteuerung 5218 spricht auf die Steuerinfor­ mation von der Quittungssteuerung 5217 an, um die Daten aus dem Datenpuffer 5207 zum Datenpuffer 5208 zu übertragen. Die Quittungssteuerung 5217 gibt der Wählsteuerung 5121 an, daß die Ausgangsschaltung bereit ist, um den nächsten parallelen Datensatz zu empfangen.
• 10. Die Daten im Datenpuffer 5208 werden auf der Verbindungs­ leitung 31 zur Verfügung gestellt.

Der Parallel-Serien-Umsetzer wiederholt die obigen Operationen, so daß die parallelen Daten in serielle Form umgesetzt werden.

Fig. 14 zeigt einen Serien-Parallel-Umsetzer, mit dem die seriellen Daten, die von der Verbindungsleitung 31 empfangen werden, in parallele 3-Bit-Daten umgesetzt werden. Dieser Umsetzer bildet einen Teil der Eingangsschaltung 5141 in Fig. 12. Der Serien-Parallel-Umsetzer führt die folgenden Operationen durch:

• 1. Wenn das erste Datenbit in der Eingangsschaltung ankommt, wird es, gesteuert durch eine Quittungssteuerung 5211, in einem Datenpuffer 5201 zwischengespeichert.
• 2. Die Quittungssteuerung 5211 gibt einer Quittungssteuerung 5212 über eine Wählschaltung 5221 an, daß im Datenpuffer 5201 ein Datenbit zwischengespeichert worden ist.
• 3. Die Quittungssteuerung 5212 spricht auf Steuerinformation von der Quittungssteuerung 5211 an, um das zwischengespeicherte Datenbit aus Datenpuffer 5201 zu einem Datenpuffer 5202 zu übertragen.
• 4. Die Quittungssteuerung 5212 schaltet die Wählschaltung 5221 auf die mit gestrichelten Linien gezeichnete Seite um, so daß die Quittungssteuerung 5211 mit einer anderen Quittungs­ steuerung 5213 verbunden ist.
• 5. Das zweite Datenbit, das im Datenpuffer 5201 zwischenge­ speichert ist, wird zu einem anderen Datenpuffer 5203 über­ tragen, und zwar in Abhängigkeit von Steuerinformation, die der Quittungssteuerung 5213 über die nachstehende Route gesendet wird: Quittungssteuerung 5211 → Wählschaltung 5221 → Wähl­ schaltung 5222 → Quittungssteuerung 5213.
• 6. Die Quittungssteuerung 5213 schaltet die Wählschaltung 5222 auf die mit gestrichelten Linien gezeichnete Seite um, so daß die Quittungssteuerung 5211 mit einer anderen Quittungs­ steuerung 5214 verbunden ist.
• 7. Das dritte Datenbit, das im Datenpuffer 5201 zwischenge­ speichert ist, wird einem weiteren Datenpuffer 5204 zugeführt, und zwar gesteuert durch die Quittungssteuerung 5214.
• 8. Im Anschluß daran gibt die Quittungssteuerung 5214 der Wählsteuerungsschaltung 5122 an, daß die Eingangsschaltung bereit ist, die nächsten parallelen Daten bzw. den parallelen Datensatz auszusenden.
• 9. Bei der Übertragung der parallelen Daten werden die Quittungssteuerungen 5212 bis 5214 zurückgesetzt. Die oben beschriebenen Operationen, mit denen die Serien-Parallel- Umsetzung erfolgt, werden wiederholt durchgeführt.

Im folgenden wird bei der vierten Ausführungsform angenommen, daß die Übertragungsrate der jeweiligen Eingangsleitungen 11 bis 13 und die Summe der Schreib- und Leseraten der Puffer­ speicher 5111 und 5112 die Werte V bzw. 3V haben, und daß die Bestimmungsorte der Datenpakete von den Eingangsleitungen 11 bis 13 für einen Augenblick als Ausgangsleitungen 21 bis 23 lokalisiert worden sind.

In dem Falle, wo die im Pufferspeicher 5111 der Paketvermitt­ lungseinheit 5101 gespeicherten Daten nur Datenpakete sind, die über die Verbindungsleitung 31 der Paketvermittlungseinheit 5104 zu senden sind, brauchen keine Daten den Verbindungslei­ tungen 32 und 33 geschickt zu werden. Dadurch kann die Aus­ gangsschaltung 5131 den Pufferspeicher 5111 belegen und braucht nur aus diesem die Daten auszulesen, die der Verbindungsleitung 31 zuzuführen sind. Dementsprechend können die Daten zur Paket­ vermittlungseinheit 5104 mit einer Rate bis zu 3V übertragen werden. Infolgedessen wird kein interner Datenpaketverlust in dem Vermittlungssystem aufgrund der Übertragungsrate V der jeweiligen Verbindungsleitungen verursacht.

Wenn andererseits in dem Pufferspeicher 5111 der Paketvermitt­ lungseinheit 5101 Datenpakete gespeichert sind, die über die Verbindungsleitungen 31, 32 und 33 zu den Paketvermittlungs­ einheiten 5104, 5105 und 5106 zu übertragen sind, können die Verbindungsleitungen 31, 32 und 33 die Daten mit der gleichen Rate übertragen, d. h. mit der Rate V. Das bedeutet, es ist möglich, genau die gleiche Übertragung zu erzielen wie in dem Fall, wo die Paketvermittlungseinheiten über Verbindungs­ leitungen fester Rate V miteinander verbunden sind.

Das obige gilt für das Einschreiben von Daten in den Puffer­ speicher 5112. Die Daten, die nur von einer Verbindungsleitung empfangen werden, werden nämlich mit hoher Geschwindigkeit eingeschrieben, und die Daten von einer Vielzahl von Verbin­ dungsleitungen werden mit niedriger Geschwindigkeit einge­ schrieben.

Durch die Durchführung der Datenübertragung zwischen den Stufen der Paketvermittlungseinheiten unter Verwendung des oben beschriebenen Quittungsbetriebs oder Handshake-Betriebs unter­ liegt die Kapazität jeder Datenpaket-Übertragungsleitung zwischen den Stufen einer dynamischen Änderung innerhalb eines Bereichs, in welchem die Summe von Übertragungsraten der Verbindungsleitungen, die in jeder Paketvermittlungseinheit untergebracht sind, unterhalb der Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers in der Paketvermittlungseinheit bleibt. Dies vergrößert den Durchsatz der Datenpaketvermittlung 5000 und macht es möglich, eine flexible Anpassung an die Verkehrs­ schwankungen der Datenpakete vorzunehmen.

Während vorstehend eine Datenpaketvermittlung beschrieben worden ist, die von zwei Stufen von Paketvermittlungseinheiten gebildet wird, die jeweils drei Anschlußleitungen und drei Verbindungsleitungen aufweisen, sind die gleichen Wirkungen wie oben auch erzielbar, wenn die Anzahl der Anschlußleitungen und der Verbindungsleitungen, die in jeder Paketvermittlungseinheit vorhanden sind, sich ändert und die Anzahl von Stufen geändert wird. Die Umsetzer gemäß Fig. 13 und 14 sind Schaltungen zur Umsetzung zwischen seriellen Daten und parallelen Daten, wobei die Anzahl von Bits dreimal größer ist als die der seriellen Daten; entsprechende Umsetzer können in gleicher Weise ohne weiteres aufgebaut werden, und zwar unabhängig von dem Verhält­ nis der Bit-Zahlen zwischen den seriellen und den parallelen Daten.

Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer fünften Ausführungsform gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Datenpaketvermittlung 5001, welche drei Stufen von Paketvermittlungseinheiten enthält, die identischen Aufbau haben wie die Paketvermitt­ lungen der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 9.

In Fig. 15 bezeichnen die Bezugszeichen 5331 bis 5334 Eingangs­ leitungen, 5301 bis 5308 Paketvermittlungseinheiten der ersten Stufe, 5311 bis 5318 Paketvermittlungseinheiten der zweiten Stufe, 5321 bis 5324 Paketvermittlungseinheiten der dritten Stufe, 5001 die gesamte Datenpaketvermittlung, welche die drei Stufen von Paketvermittlungseinheiten enthält, 5341 bis 5356 Verbindungsleitungen zwischen der erste Stufe und der zweiten Stufe, und 5357 bis 5364 Verbindungsleitungen zwischen der zweiten Stufe und der dritten Stufe. Die Verbindungsleitungen 5341 bis 5364 zwischen den jeweiligen Stufen führen jeweils eine Datenübertragung unter Verwendung des Quittungsbetriebs bzw. der Handshake-Technik durch.

Die Eingangsleitungen 5331 bis 5334 sind jeweils an zwei Paket­ vermittlungseinheiten der ersten Stufe angeschlossen.

Beispielsweise ist die Eingangsleitung 5331 an die Paketver­ mittlungseinheiten 5301 und 5303 angeschlossen. Nur diejenigen Daten, die von der Eingangsleitung 5331 den Ausgangsleitungen 5371 und 5372 geschickt werden, werden im Pufferspeicher der Paketvermittlungseinheit 5301 gespeichert; Daten, die den Ausgangsleitungen 5373 und 5374 zu senden sind, werden im Pufferspeicher der Paketvermittlungseinheit 5303 gespeichert.

Die Datenübertragung von den Paketvermittlungseinheiten 5301 bis 5308 der ersten Stufe zu den Paketvermittlungseinheiten 5311 bis 5318 der zweiten Stufe sowie die Datenübertragung von den Paketvermittlungseinheiten 5311 bis 5318 der zweiten Stufe zu den Paketvermittlungseinheiten 5321 bis 5324 der dritten Stufe wird unter Verwendung des Quittungsbetriebs wie bei der vierten Ausführungsform durchgeführt. Die übertragenen Daten werden auf den Ausgangsleitungen 5371 bis 5374 von den Puffer­ speichern der Paketvermittlungseinheiten 5321 bis 5324 der dritten Stufe zur Verfügung gestellt.

Auch bei dieser Ausführungsform ändert sich die Rate der jeweiligen Verbindungsleitungen in dynamischer Weise bei nicht ausgeglichenem Verkehr innerhalb eines Bereichs, in welchem die Summe der Raten der jeweiligen Paare von Verbindungsleitungen, wie z. B. der Verbindungsleitungen 5341 und 5342, die bei der Paketvermittlungseinheit 5301 der ersten Stufe vorgesehen sind, der Verbindungsleitungen 5341 und 5343, die bei der Paketver­ mittlungseinheit 5311 der zweiten Stufe vorgesehen sind, oder der Verbindungsleitungen 5357 und 5361, die bei der Paketver­ mittlungseinheit 5321 der dritten Stufe vorgesehen sind, unter­ halb der Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers der jeweiligen Paketvermittlungseinheit bleibt. Dementsprechend gibt es bei dieser Ausführungsform keine Datenpaketverluste in dem Vermittlungssystem, die durch einen Mangel der Verbindungs­ leitungskapazität zwischen den Stufen von Paketvermittlungs­ einheiten hervorgerufen werden könnte.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 sind die Paketver­ mittlungseinheiten 5301 bis 5308 der ersten Stufe jeweils mit einer einzigen Eingangsleitung versehen, und die Paketvermitt­ lungseinheiten der dritten Stufe sind ebenfalls jeweils mit einer einzigen Ausgangsleitung versehen. Somit ist es möglich, Leitungen zu verwenden, deren Datenübertragungsrate entsprechend hoch ist.

Wie oben angegeben, ist die Datenpaketvermittlung gemäß der Erfindung, die von einer einzigen Paketvermittlungseinheit gebildet wird, so angeordnet, daß die Daten von einer Vielzahl von Leitungen in einen Speicher eingegeben und aus diesem ausgegeben werden. Dementsprechend kann in wirtschaftlicher Weise eine Datenpaketvermittlung großer Kapazität erhalten werden.

Durch das Vorsehen von Durchlaufspeichern in den Eingangs- und Ausgangsschaltungen ist es außerdem möglich, eine Datenpaket­ vermittlung zwischen Leitungen mit verschiedenen Datenüber­ tragungsraten vorzunehmen.

Da weiterhin Entscheidungsschaltungen oder Arbiter-Einheiten vorgesehen sind, um Verarbeitungsanfragen von den Eingangs­ schaltungen bzw. den Ausgangsschaltungen abzutasten, kann der Zugriff zu dem Speicher in dynamischer Weise zugeordnet werden. Dies ermöglicht nicht nur eine Datenpaketvermittlung zwischen Leitungen mit verschiedenen Datenübertragungsraten, sondern auch einen effizienten Zugriff zum Speicher.

Weiterhin verwendet die erfindungsgemäße Datenpaketvermittlung, die einen mehrstufigen Aufbau hat und eine Vielzahl von Paket­ vermittlungseinheiten aufweist, die zwischen den jeweiligen Stufen mit Verbindungsleitungen verbunden sind, eine Quittungs­ technik für die Datenübertragung mit den Verbindungsleitungen, so daß ihre Datenübertragungsrate bei unausgeglichenem Datenverkehr dynamisch geändert wird. Eine solche Daten­ paketvermittlung besitzt die folgenden Vorteile:

• 1. Da die Betriebsgeschwindigkeit des Pufferspeichers, der das Hauptteil der Datenpaketvermittlung bildet, bis zum äußersten verwendet werden kann, kann der Durchsatz in der Datenpaket­ vermittlung vergrößert werden.
• 2. Da die Datenübertragungsrate der jeweiligen Verbindungs­ leitungen bei einer Änderung im Datenverkehr flexibel geändert werden kann, kann der Verlust von Datenpaketen in der Paket­ vermittlung vermieden und eine kleine Verzögerungszeit realisiert werden, und zwar mit geringem Hardware-Aufwand.

Claims (3)

1. Datenpaketvermittlung mit mindestens einer Paketvermittlungseinheit (Fig. 15: 5301-5324) umfassend
eine Vielzahl von Eingängen und Ausgängen für Eingangsleitungen (Fig. 7: 110 l-110 n) bzw. Ausgangsleitungen (Fig. 7: 111 l-111 n);
eine diesen Eingängen bzw. Ausgängen entsprechende und mit ihnen verbundene Vielzahl von Eingangsschaltungen (Fig. 7: 120 l-120 n) bzw. Ausgangsschaltungen (Fig. 7: 121 l-121 n);
einen Pufferspeicher (Fig. 7: 1300), der von den Eingängen und den Ausgängen gemeinsam indirekt zugänglich ist;
eine Vielzahl von Durchlaufspeichern, die den Eingangs- und den Ausgangsschaltungen (Fig. 7: 120 l-120 n; 121 l-121 n) zugeordnet sind, zum zeitweisen Speichern ein- bzw. auslaufender Daten, und
Steuerungseinrichtungen (Fig. 12: 5121, 5122) zur Steuerung der Datenübertragung,
gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Paketvermittlungseinheiten (Fig. 11: 5101-5106; Fig. 15: 5301-5324) in einem mehrstufigen Aufbau mit folgenden Merkmalen:

• - jede Eingangsschaltung (Fig. 7, 9: 120 l-120 n) und jede Ausgangsschaltung (Fig. 7, 9: 121 l-121 n) ist mit einem der Durchlaufspeicher ausgerüstet;
• - erste Signalleitungen (Fig. 7, 9: 200 l-200 n) sind jeweils an eine der Eingangsschaltungen (Fig. 7, 9: 120 l-120 n) angeschlossen, um Informationen zu übertragen, welche die Ankunft von Daten in der Eingangsschaltung von der daran angeschlossenen Eingangsleitung angeben;
• - eine erste Entscheidungsschaltung (Fig. 9: 1431) ist an die ersten Signalleitungen angeschlossen, um Datenverarbeitungsabfragen von den Eingangsschaltungen (120 l-120 n) auf der Basis der von den ersten Signalleitungen gelieferten Informationen abzutasten und um eine Prioritätssteuerung zur Bedienung der Anfragen vorzunehmen;
• - zweite Signalleitungen (Fig. 9: 201 l-201 n) sind jeweils an eine der Ausgangsschaltungen (Fig. 9: 121 l-121 n) angeschlossen, um Informationen zu liefern, ob eine Datenübertragung zur Ausgangsschaltung (121 l-121 n) möglich ist oder nicht;
• - eine zweite Entscheidungsschaltung (Fig. 9: 1432) ist an die zweiten Signalleitungen (201 l-201 n) angeschlossen, um Datenverarbeitungsanfragen von den Ausgangsschaltungen (121 l-121 n) auf der Basis der von den zweiten Signalleitungen gelieferten Informationen abzutasten und eine Prioritätssteuerung zur Bedienung der Anfragen vorzunehmen.
• - die Paketvermittlungseinheiten (Fig. 11: 5101-5106; Fig. 15; 5301-5324) der jeweiligen Stufen sind über Verbindungsleitungen (Fig. 11: 31-39; Fig. 15: 5341-5364) zur asynchronen Datenübertragung verbunden;
• - die Steuerungseinrichtungen (Fig. 12: 5121, 5122) sind derart ausgebildet, daß die Datenübertragung über eine Verbindungsleitung (Fig. 11: 31; Fig. 15: 5341) in Abhängigkeit von der Datenübertragung über die anderen Verbindungsleitungen (Fig. 11: 32, 33; Fig. 15: 5342) einer Paketvermittlungseinheit (Fig. 11: 5101; Fig. 15: 5301) derart dynamisch eingestellt wird, daß die Summe der Datenübertragungsraten auf den Verbindungsleitungen (Fig. 11: 31-39; Fig. 15: 5341-5364) kleiner als der Durchsatz des Pufferspeichers der jeweiligen Paketvermittlungseinheit (Fig. 11: 5101; Fig. 15: 5301) ist.

2. Datenpaketvermittlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ausgangsschaltungen (Fig. 7: 121 l-121 n) eine Einrichtung zur Parallel-Serien-Umsetzung aufweist, um Daten parallel aus dem Pufferspeicher (Fig. 7: 1300) auszulesen.

3. Datenpaketvermittlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Eingangsschaltungen (Fig. 7: 120 l-120 n) eine Einrichtung zur Serien-Parallel-Umsetzung aufweist, um Daten parallel in den Pufferspeicher (Fig. 7: 1300) einzuschreiben.