DE3743686A1 - Schaltungsanordnung zum umordnen von zeichen, insbesondere binaerzeichen, eines blocks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Umordnen von Zeichen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

In Kommunikationsnetzen nimmt der Anteil des zu übertra­ genden Datenverkehrs ständig zu. Zur Bewältigung des Datenverkehrs wurden Vermittlungssysteme getrennt für den Daten- und Fernsprechverkehr aufgebaut. Da die Datenrate der zu übertragenden Datensignale eine Vielzahl von unterschiedlichen Werten annehmen kann ist es schwierig, Daten- und Fernsprechvermittlung in einem Netzknoten zu vereinen. Für die Vermittlung von Daten wird häufig ent­ weder das Verfahren der Durchschalte- oder der Speicher­ vermittlung angewandt.

Bei dem Verfahren der Durchschaltevermittlung ist der Vermittlungsvorgang in einem Knoten durch die Aufnahme eines Verbindungswunsches, Auswerten der Zielinformation, Bereitstellung eines physikalischen Weges durch die Koppelanordnung und Auslösen der Verbindung durch ent­ sprechende Anforderung gekennzeichnet. Das Verfahren der Speichervermittlung dagegen ist durch die Aufnahme eines Verbindungswunsches, Auswerten der Zielinformation, Bereitstellen eines virtuellen Weges, Auswerten des Nach­ richtenkopfes der Pakete, Verteilen der Pakete und Aus­ lösen der virtuellen Verbindung auf Anforderung gekenn­ zeichnet.

Bei dem Verfahren der Durchschaltevermittlung ist also ein physikalischer Weg zwischen zwei Teilnehmern während der ganzen Verbindung nur diesen Teilnehmern vorbehalten, während bei dem Verfahren der Speichervermittlung dieser physikalische Weg durch mehrere Teilnehmer benutzt werden kann. Dies wird durch Speicherung der Nachrichten in den Knoten erreicht, bis eine Leitung frei ist. Bei dem Ver­ fahren der Speichervermittlung können die Nachrichten entweder im Falle eines Netzes mit Meldevermittlung beliebig lang sein oder die Nachrichten werden im Falle eines Netzes mit Paketvermittlung in Pakete zerlegt, deren Länge begrenzt ist.

In einem Paketvermittlungssystem kann die Flußsteuerung der Pakete mittels Datagramm oder unter Verwendung des Verfahrens der virtuellen Verbindung erfolgen. Im ersten Fall enthält jedes Paket die Adresse des empfangenden Teilnehmers und die Pakete werden dem Paketvermittlungs­ system unter Berücksichtigung der Netzbelastung übertra­ gen. Im Falle der Steuerung mit virtueller Verbindung fließen die Pakete während des ganzen Datenaustausches zwischen zwei Teilnehmern auf dem gleichen Verbindungs­ weg.

Bei der Optimierung eines solches Paketvermittlungs­ systems sind die Randbedingungen hinsichtlich der Kapazität, der Flußkontrolle und Flußsteuerung besonders zu berücksichtigen. Das Verfahren zur Flußsteuerung in einem Paketvermittlungssystem soll eine schnelle Adaptierung des Netzes im Fall eines Ausfalls oder großer Änderung des Verkehrsangebots ermöglichen, wozu jede Paketvermittlungseinrichtung so viele Informationen wie möglich über den Netzzustand besitzen muß, um einen entsprechenden Umleitungsweg berechnen zu können. Bei einer verteilten Steuerung liegt die Entscheidung über die Paketführung bei jeder Paketvermittlungseinrichtung. Die Durchschaltung der Pakete in der Paketvermittlungs­ einrichtung kann dabei nach dem Prinzip der asynchronen Zeitvielfachtechnik, wie dieses beispielsweise aus dem Vortrag "Asynchronous Time-Division Techniques" von Coudreuse et al, gehalten beim ISS 84 France 07.-11. Mai 1984 (Session 32 C paper 2, pages 1 bis 7) hervor­ geht, durchgeführt werden.

Die Durchschaltung der Pakete in der Paketvermittlungs­ einrichtung nach dem Prinzip der asynchronen Zeitviel­ fachtechnik wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 näher beschrieben und erläutert.

Jede Datenquelle beim Teilnehmer ist mit einem sogenann­ ten Paketisierer PAD ausgestattet, welcher der Teil­ nehmerleitung sogenannte Rahmen (frames) zuführt.

Ein Paket P (auch Rahmen oder Block genannt) enthält einen Blockkopf H und die eigentlichen Daten D.

Der Blockkopf H selbst weist verschiedene Kennungen VC auf, um unterschiedliche virtuelle Kanäle auf der Teil­ nehmerleitung oder einer Leitung im Netz voneinander unterscheiden zu können, sowie eine Weglenkungs-Informa­ tion RI. Mittels der Weglenkungs-Information RI erfolgt die Steuerung des Koppelfelds in der Vermittlungseinrich­ tung (Vermittlungsknoten), wobei nachfolgend davon ausge­ gangen wird, daß ein Rahmen die Weglenkungs-Information RI für die zu durchlaufenden Koppelfelder enthält und wobei davon ausgegangen wird, daß alle Rahmen von gleicher Länge sind.

Es sind auch Netze denkbar,

• a) in denen die Weglenkungs-Information RI nur für das nächste zu durchlaufende Koppelfeld gilt oder
• b) in denen keine Weglenkungs-Information RI im Block­ kopf H enthalten ist.

Im Fall a) werden die am Eingang des Koppelfeldes gültigen Werte für die Kennung VC und die Weglenkungs-Information RI mit Verlassen des Koppelfelds durch neue Werte von VC und RI ersetzt. Die Information für diesen Übersetzungs­ schritt kann entweder aus den alten Werten algorithmisch ableitbar sein oder sie wird in der Signalisierungsphase von virtuellen Verbindungen erzeugt und in Tabellen abge­ legt. Typischerweise würden "Header-Übersetzer"-Schal­ tungen HÜ genannte Einrichtungen, die den Austausch der VC-, RI-Werte vornehmen, in den Abnehmerleitungen A des durchlaufenden Koppelfeldes angeordnet werden.

Im Fall b) wird am Eingang des Koppelfeldes der Block­ kopf H um einen Wert für die Weglenkungs-Information RI erweitert. Der Wert für die Weglenkungsinformation RI kann entweder aus dem Wert für die Kennung VC algo­ rithmisch ableitbar sein oder er wird in der Signalisie­ rungsphase von virtuellen Verbindungen erzeugt und in Tabellen abgelegt. Auf den Abnehmerleitungen A des Koppelfeldes werden keine Werte für die Weglenkungs-In­ formation RI weitergereicht.

Aus der DE-PS 26 20 220 ist eine Schaltungsanordnung zum Übertragen von Paketen über einen Zwischenspeicher in einer Zeitmultiplex-Datenübertragungsanlage bekannt, mittels der im selbststeuernden Koppelnetz unter Verwen­ dung einer Warteschlangensteuerung die Durchschaltung der Pakete erfolgt.

Weiterhin ist aus der DE-AS 26 14 086 eine Schaltungsan­ ordnung zum Übertragen digitaler Nachrichten über mehrere Vermittlungsstellen bekannt, bei welcher die Weglen­ kungs-Information RI in jeder Paketvermittlungseinrich­ tung ausgewertet wird und bei der nach Durchschaltung des Pakets in der Paketvermittlungseinrichtung die Weglen­ kungs-Information RI entsprechend verkürzt wird. Es ist davon auszugehen, daß dem Fachmann verschiedene Warte­ schlangensteuerungen bekannt sind, bei denen eine Sortierung der Pakete nach Zeit und/oder Priorität erfolgt. In der vorstehend geschilderten Zeitviel­ fach-Vermittlungstechnik wird also vielfach von sogenann­ ten selbst-steuernden Kopffeldern H der Blöcke (Daten­ pakete) Gebrauch gemacht. Hierbei ist die Wegelen­ kungs-Information RI in einem bestimmten Feld des Block­ kopfs H enthalten (siehe Fig. 2).

Durchläuft ein Block mehrere Vermittlungsknoten, so ist es möglich, daß das Kopffeld H die Wegelenkungs-Informa­ tion RI für alle Knoten enthält, wobei die jeweils aktuelle Wegelenkungs-Information RI in einem festen Feld (z. B. das erste Byte) des Kopffeldes H steht. Damit wird es nötig, Wegelenkungs-Information RI an die ausge­ zeichnete Stelle zu bringen, sobald sie aktuell wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung zum Umordnen von Zeichen eines Blocks derartig anzugeben, daß ein geringer Schaltungsaufwand erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungs­ anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vor­ teil auf, daß auf überraschend einfache Art und Weise das Umordnen von Zeichen eines Blocks vorgenommen werden kann. Dabei kann die erfindungsgemäße Schaltungsanord­ nung, durch die Unabhängigkeit von der Blockstruktur, bei vielen Fällen für die unterschiedlichsten Aufgaben einge­ setzt werden.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung sind in den weiteren Patentansprüchen angege­ ben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand verschiedener in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die teilnehmerseitigen Einrichtungen in einem Vermittlungssystem,

Fig. 2 den Aufbau der Blöcke,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform und

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaltungsanordnung.

Fig. 1 zeigt vereinfacht die teilnehmerseitige Erzeugung der Blöcke P zur Übertragung einer Nachricht von einer Datenendeinrichtung DEE. Mittels des Paketisierers PAD wird die Nachricht in Blöcke (Einheitspakete) definierter Länge zerlegt und mit einem Blockkopf H versehen. Die so gebildeten Blöcke werden über eine Sammelschiene (Zubringerleitung Z) zur Vermittlungseinrichtung (Ver­ mittlungsknoten) übertragen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau der einzelnen Blöcke P, bestehend aus dem Blockkopf H und den Daten D. Im Blockkopf H ist die Weglenkungs-Information RI enthalten. Mittels der Kennungen VC können virtuelle Kanäle voneinander unter­ schieden werden.

Eine erste Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Manipulation der Felder in einem Block wird im folgenden anhand von Fig. 3 näher beschrieben.

Ein Block wird seriell in ein Schieberegister SR 1 von der Länge eines Blockes geschrieben. Wenn der Block voll­ ständig im Schieberegister SR 1 enthalten ist, werden die Daten parallel in ein gleich großes Halteregister HR übernommen und das erste Schieberegister SR 1 wird mit dem nächsten Block geladen. Das Halteregister HR übergibt seinerseits die Daten parallel an ein zweites Schiebe­ register SR 2, an dem die Daten anschließend wieder seriell ausgelesen werden. Die Verbindungsleitungen zwischen dem parallelen Ausgang des Halteregisters HR und dem parallelen Eingang des zweiten Schieberegisters SR 2 werden nun so geführt, daß die gewünschte Permutation in­ nerhalb der Kopffeld-Struktur erzielt wird.

Bei dieser Ausführungsform ist es auch für die Anwendung als Kopffeld-Manipulator erforderlich, daß der gesamte Block (Länge n) gespeichert sein muß, bevor das Umordnen beginnt, wodurch eine entsprechene Verzögerung verur­ sacht wird.

Eine Schaltungsanordnung, die diese langen Verzögerungs­ zeiten vermeidet, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier wird nur das Kopffeld (Länge k) in das erste Schiebere­ gister SR 1 eingelesen, während der Rest des Blockes un­ mittelbar in das dritte Schieberegister SR 3 eingelesen wird. Das Umordnen wird nur auf das Kopffeld H ange­ wandt. Die Verzögerung, die ein Block erfährt, ist infol­ gedessen auch nur durch die Länge des Kopffeldes H be­ stimmt. Das dritte Schieberegister SR 3 in Fig. 4 hat vor­ teilhaft eine Länge n + 2, so daß die Taktzeiten, die für die Übernahmen vom Schieberegister SR 1 in das Haltere­ gister HR und vom Halteregister HR in das zweite Schiebe­ register SR 2 anfallen, kompensiert werden. Weiter­ hin ist mit dem zweiten und dritten Schieberegister SR 2 und SR 3 ein Multiplexer MUX verbunden, in welchem die aus den beiden Schieberegistern ausgelesenen Teile des Blocks wieder in der richtigen Reihenfolge zusammengefügt wer­ den. Die Steuerung erfolgt mittels der Einrichtung T, in welcher ein aus den bei E ankommenden Daten abgeleiteter Takt zur Anwendung kommt.

Die vorbeschriebenen Schaltungsanordnungen lassen sich für die unterschiedlichsten Aufgaben einsetzen. Beispielsweise können die Schaltungsanordnungen als Formatwandler benutzt werden.

Auch für die Umordnung der Zeichen lassen sich eine Reihe von verschiedenen Verfahren einsetzen. Beispielsweise kann die Umordnung der Zeichen durch zyklische Ver­ tauschung oder anhand von Prioritätsklassen (z. B. zum Durchschalten priorisierter Blöcke) erfolgen.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung zum Umordnen von Zeichen, insbe­ sondere Binärzeichen, eines Blocks, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein erstes Schieberegister (SR 1) vorgesehen ist, in welches der Block seriell geladen wird, daß mit dem ersten Schieberegister (SR 1) ein Halteregister (HR) verbunden ist, wobei nach vollständigem Laden des Blocks im ersten Schieberegister (SR 1) der Block in paralleler Form im Halteregister (HR) abgespeichert wird und daß mit dem Halteregister (HR) ein zweites Schieberegister (SR 2) verbunden ist, wobei der Block unter entsprechender Umordnung der Zeichen aus dem Halteregister (HR) in paralleler Form ins zweite Schieberegister (SR 2) geladen wird, welches seriell entladen wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellenzahl des ersten und zweiten Schieberegisters (SR 1, SR 2) kleiner als die Blocklänge ist, daß ein drittes Schieberegister (SR 3) mit einer mindestens der Blocklänge entsprechenden Stellenzahl vor­ gesehen ist, in welches der Block seriell geladen und entladen wird und daß mit dem zweiten und dritten Schieberegister (SR 2, SR 3) ein Multiplexer (MUX) verbun­ den ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch die Umordnung von Adressen für die Koppel­ felder von Vermittlungsknoten eines Breitband-Ver­ mittlungssystems, bei dem die in Blöcke zerlegten und Adressen enthaltenden Nachrichten über breitbandige Über­ tragungswege nach einem Zeitvielfachverfahren übertragen werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung als Formatwandler.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umordnung der Zeichen durch zyklische Vertauschung erfolgt.