DE3783492T2

DE3783492T2 - Verfahren zum zugriff auf ein lokales netz mit einseitig gerichteter uebertragungsleitung und netz mit anwendung des verfahrens.

Info

Publication number: DE3783492T2
Application number: DE8787103117T
Authority: DE
Inventors: Daniele Roffinella; Maurizio Sposini
Original assignee: CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2007-03-06
Also published as: DE3783492D1; US4841523A; IT8667176A0; DE239828T1; JPS62210753A; IT1203544B; EP0239828B1; CA1273118A; EP0239828A2; EP0239828A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Netze für örtlichen Bereich, und speziell auf ein Verfahren zum asynchronen Zugang zu einem örtlichen Netz mit einer unidirektionalen Übertragungsringleitung und auf ein Netz, das dieses Verfahren anwendet.
Örtliche Breitbandnetze, wie sie heutzutage untersucht werden, binden in ein einziges System alle Kommunikationsdienste innerhalb einer Firma ein und müssen deshalb nicht nur die üblichen Sprech- und Datendienste ermöglichen, sondern auch neue Dienste wie rechnerunterstütztes Entwerfen und rechnerunterstützte Herstellung (CAD, CAM), Videokonferenz, Fernsteuerung von Herstellungsprozessen usw.
Bei der Verwirklichung dieser Dienstintegration ist es das Ziel, eine hohe Wirksamkeit (also eine optimale Ausnützung des verfügbaren Bandes), eine hohe Flexibilität (also eine leichte Anpaßbarkeit an neue Diensteinführungen und an Änderungen in den Charakteristiken der verschiedenen Dienste und/oder der individuellen Teilnehmeranforderungen) und einen guten Betrieb (hinsichtlich Netzkapazität und Dienstqualität) zu erzielen. Auch sind die Zuverlässigkeit und die Kosten in Betracht zu ziehen.
Den mit der Integration einhergehenden Anforderungen wird man dann gerecht, wenn die von den verschiedenen Quellen emittierte Information in sich zyklisch wiederholende Hybridrahmen organisiert wird und wenn geordnete Zugangsprotokolle verwendet werden, beispielsweise solche, wie sie in der italienischen Patentanmeldung Nr. 67856-A/84 beschrieben sind, die am 28.08.84 angemeldet und am 28.02.86 zur allgemeinen Einsicht offengelegt wurde, im Namen desselben Anmelders, und zwar für den Fall eines gefalteten Unidirektional-Bus-Netzes. Die italienische Patentanmeldung entspricht der EP-A 173947 vom 12.03.86. Das in dieser Anmeldung angegebene Zugangsprotokoll wurde von den Erfindern und von A. Luvison in einem Papier, das in der Konferenz Globecom '85, New Orleans, 02. bis 05.12.85 vorgestellt wurde, und in dem Papier "Service integration in high bandwidth local area networks", CSELT Technical Reports, Band XIII, Nr. 6, November 1985, Seiten 373 bis 382, veröffentlicht.
Ein derartiges Zugangsprotokoll weist naturgemäß Vorteile hinsichtlich der Zuverlässigkeit auf, da ein Fehler, der eine Station am Senden hindert, nur im Nichtgebrauch des Zugangsrechts resultiert und als Widerruf des Sendens interpretiert wird, ohne den Zugang durch die anderen Stationen zu beeinträchtigen.
Was die Zuverlässigkeitsaspekte in Abhängigkeit von der Netztopologie angeht, wäre es die ideale Lösung, über ein rekonfigurierbares Netz zu verfügen, also ein Netz, das bei Vorhandensein eines Fehlers auf der Leitung oder in einer oder mehreren Stationen eine Topologie annehmen kann, die die gegenseitige Verbindung aller oder der meisten tätigen Stationen erlaubt und den fehlerhaften Leitungsabschnitt und die fehlerhaften Stationen abschneidet. Dies würde jedoch die Komplexität der Adressenhandhabungsvorrichtungen erheblich erhöhen und im Fall eines Ringnetzes eine Verdoppelung des Sende-Untersystems erfordern. Allgemein gesprochen, werden die Netzkosten umso höher, je höher der Zuverlässigkeitsgrad wird.
Wird die Anwendung eines Zugangs- und Sendeschemas angenommen, bei dem Hybridrahmen verwendet werden, um Dienstintegrationserfordernisse zu erfüllen, so kann für verschiedene Anwendungen ein vernünftiger Kompromiß zwischen den Netzkosten und dem Zuverlässigkeitsgrad interessant sein.
Ein Beispiel kann durch die Amtsautomation gegeben werden, wobei eine vorübergehende Aktivitätsunterbrechung auch tolerierbar sein kann. In diesem Fall können nicht-verdoppelte Strukturen zur Anwendung kommen, wie etwa der unidirektionale Ring, der eine maximale Realisierungseinfachheit bietet, da die Überwachung und das Anfragen der Aktivität auf der Leitung mit dem Empfang zusammenfallen. Was dann die Sicherheit gegen Netzausfälle angeht, wobei berücksichtigt wird, daß bei der angegebenen Anwendung solche Fehler hauptsächlich die Endstellen und ihre Verbindungen zur Hauptleitung betreffen (beispielsweise als Folge möglicher Endstellenentfernungen), könnte die Sendeleitung in einem geschützten Kanal untergebracht sein und könnten Parallelleitungen vorhanden sein, um in die Ausfälle involvierte Zweige abzutrennen.
Üblicherweise beruhen Ringnetze auf Markendurchlauf-Protokollen und paketgeschalteten Informationsflüssen. Die Betriebsweise eignet sich jedoch nicht zur Handhabung von Kommunikationen mit Stetigkeitscharakterisiken, wie Sprechkommunikationen, und zwar sowohl hinsichtlich der Effizienz als auch hinsichtlich der Veränderlichkeit der Übertragungsverzögerung. Es sind deshalb Zugangsschemen vorgeschlagen worden, die zyklische Hybridrahmen auch auf einem Ring verwenden. In diesem Fall stellt es das zu lösende Hauptproblem dar, das Überlappen eines Rahmenanfangs mit dem Endteil des vorhergehenden Rahmens, der noch seinen Bestimmungsort erreichen soll, zu verhindern. Tatsächlich fallen, anders als beim gefalteten unidirektionalen Bus, die Schreib- und die Lesekanäle in einem Ring zusammen, so daß die Rahmenschlange und der Beginn der nächsten Rahmenschlangen gleichzeitig am gleichen Leitungsabschnitt vorliegen können.
Ein Beispiel der Lösung dieses Problems wird von R. Hiyama, H. Narisawa und H. Satou in dem Papier "An Integrated Services Optical Fiber Local Area Network "ΣNetwork", Hitachi Review, Band 32 (1983), Nr. 4, beschrieben.
Die dort vorgeschlagene Lösung sieht ein synchrones Netz vor, wobei der Rahmen eine feste Länge hat, die beiden Rahmenbereiche in Intervalle gleicher und konstanter Dauer unterteilt sind und die gesamte Signalfortschreitungsverzögerung im Netz (wobei die Verzögerung sowohl die Fortschreitungszeit entlang der Faser als auch die Betriebszeitspannen in den einzelnen Knoten umfaßt) gleich der Rahmendauer oder einem ganzzahligen Vielfachen der Rahmendauer gemacht wird. Die einzelnen Kanäle sind den Kommunikationen in einer Entsprechung eins-zu-eins entsprechend einer TDMA-Technik zugeordnet. Beim beschriebenen Beispiel hat der Rahmen eine Dauer von 125 us und umfaßt 400 Kanäle, von denen jeder zehn Bits transportiert, nämlich acht Informationsbits und zwei Steuerbits. Die Übertragungsrate beträgt 32 Mbits/s, so daß jeder Kanal eine 64 kbits/s-Kapazität (was die Informationsbits betrifft) hat.
Eine Struktur dieser Art ist kaum effizient und kaum geeignet, Kommunikationen mit unterschiedlichen Banderfordernissen zu bedienen.
Tatsächlich bilden aufgrund der kurzen Rahmendauer die Rahmen- und Steuersignale einen erheblichen Anteil (etwa 20%) der zu übertragenden Signale, wodurch die Übertragungskapazität der tatsächlichen Informationssignale verkleinert wird. Außerdem sind den paketgeschalteten Kommunikationen, die im allgemeinen Übertragungsleitungen mit einem Band von wenigen kbit/s verwenden, einem 64-kbit/s-Kanal zugeordnet, der dann teilweise unausgenützt bleibt. Umgekehrt müssen für breitbandige durchgeschaltete Kommumikationen vielfache Zuordnungsalgorithmen definiert werden, und bekanntlich wird die Komplexität solcher Algorithmen umso höher, je besser die geforderte Betriebsweise ist.
Schließlich wird die Netzgestaltung durch die feste Beziehung zwischen der Rahmenlänge und der Fortschreitungsverzögerung kompliziert. Diese Beziehung macht das Netz nahezu unflexibel, da im Fall von aufbaumäßigen Modifikationen eine komplette Neuorganisation der Rahmen und Kanäle erforderlich ist.
Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch das erfindungsgemäße Netz überwunden, die nicht auf einen Rahmen mit starren Zeitlagen zurückgreifen und die Betriebsweise und Flexibilität erlauben, die durch künftige Anwendungen auch bei hoher Geschwindigkeit erzielt werden sollen, und zwar in Verbindung mit einer sehr einfachen Architektur und damit reduzierten Kosten.
Die Charakteristiken des Verfahrens sind in den Ansprüchen 1 bis 11 dargelegt und die Charakteristiken des Netzes sind in den Ansprüchen 12 bis 22 dargelegt.
Im folgenden wird Bezug auf die anliegende Zeichnung genommen, in der:
Fig. 1 ein Schaltplan eines erfindungsgemaßen Netzes ist;
Fig. 2 bis 6 Beispiele für die Informationsorganisation nach einer ersten Durchführungsform des Zugangsprotokolls sind;
Fig. 7 ein mehr ins Einzelne gehender Blockschaltplan der logischen Schaltung ist, die das Zugangsprotokoll in einer Einheit verwaltet;
Fig. 8 bis 16 Schaltpläne einiger Blöcke in Fig. 7 sind;
Fig. 17 ein Beispiel der Organisation der Information bei einer weiteren Durchführungsform des Protokolls ist;
Fig. 18 bis 20 Schaltpläne einiger Blöcke des Netzes im Fall des Protokolls von Fig. 17 sind;
Fig. 21 ein Beispiel der Informationsorganisation bei einer Abwandlung des Protokolls ist;
Fig. 22 ein Blockschaltplan entsprechend Fig. 7 für das Protokoll von Fig. 21 ist;
Fig. 23 bis 27 Schaltpläne einiger Blöcke von Fig. 22 sind.
In Fig. 1 umfaßt ein örtliches Netz eine breitbandige unidirektionale Sendeleitung 1, die beispielsweise aus einer Lichtleitfaser besteht und die einen geschlossenen Ring bildet, entlang den im folgenden als Knoten bezeichnete Vorrichtungen N1, N2 . . . Nh . . . Ni . . .. Nj . . . Nk . . . Nn angeordnet sind. Wenigstens einer dieser Knoten, beispielsweise Nh, ist mit einem sogenannten Netzsteuerzentrum NCC verbunden, das die Funktionen ausübt, die zentralisiert sein sollen (beispielsweise Speicherung von Tarifen, Speicherung der Zuordnungen zwischen Teilnehmern und Knoten usw.). eine Mehrzahl von Stationen S1 . . . Sn, die einer oder mehreren Endstellen für die verschiedenen Dienste, die das Netz bieten kann, entsprechen, sind mit den anderen Knoten verbunden.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform sind die Knoten mit der Leitung 1 über optische Umgehungen BP1 . . . BPn verbunden, die den entsprechenden, Knoten im Fall eines Fehlers oder Ausfalls abtrennen, um die Kontinuität der Sendeleitung sicherzustellen. Vorrichtungen dieser Art sind im Handel erhältlich.
Die Knoten N1 . . . Nn sind aktive Knoten und können, wie für N1 gezeigt ist, als aus zwei Teilen zusammengesetzt angesehen werden: Der erste, mit MAU bezeichnete Teil umfaßt die Vorrichtungen, die zum Empfangen, Senden und Synchronisieren der auf der Leitung übertragenen Signale (physikalische Ebene des Zugangsprotokolls) notwendig sind. Der zweite Teil, NCU, umfaßt die Vorrichtungen, die in verteilter Weise das Bus-Zugangsprotokoll handhaben, die von den Quellen abgegebene Information in Hybridrahmen konstanter Dauer zu organisieren (nämlich Hybridrahmen, die in zwei Bereiche unterteilt sind, von denen einer den durchgeschalteten Kommunikationen und der andere den paketgeschalteten Kommunikationen zugeordnet ist) und allgemein Funktionen höherer hierarchischer Ebenen ausführen, die durch die standardisierten Kommunikationsprotokolle erforderlich sind.
Weitere Einzelheiten des Aufbaus von MAU und NCU werden später untersucht.
Der Knotenzugang zum Netz und die Informationsübertragung auf der Leitung 1 erfolgen mit Modalitäten, die von den in der schon erwähnten italienischen Patentanmeldung Nr. 67856-A/84 beschriebenen Modalitäten abgeleitet sind.
Im einzelnen wird ein Protokoll (des Typs "Round Robin") des geordneten Zugangs, basierend auf der physikalischen Anordnung der Knoten entlang dem Netz, verwendet.
Gemäß diesem Protokoll wird eine Anzahl von Runden eingerichtet und in jeder Runde können alle Knoten, die eine zu sendende Information haben, wenigstens einmal, aber auch nicht mehr als einmal eingreifen; ein gegebener Knoten, der auch von Rahmen zu Rahmen wechseln kann, greift als erster ein und die anderen Knoten folgen in der Reihenfolge, in der sie entlang dem Ring verteilt sind, entsprechend der Senderichtung auf dem Ring. Sobald also der letzte Knoten das Recht des Zugangs erhalten hat, kann die nächste Runde beginnen.
Ein Protokoll dieser Art zeigt eine hohe Zugangs-Effizienz und hängt nicht kritisch von der Netzgröße und damit von der Fortschreitungszeit ab. Außerdem begrenzt es die Übertragungsverzögerung eines Pakets (Summe der Zugangszeit, der Übertragungszeit und der Fortschreitungszeit) auf einen gegebenen Maximalwert. Der Zugang in den Runden betrifft sowohl die durchgeschalteten als auch die paketgeschalteten Kommunikationen. Auf diese Weise wird eine bessere Dienstintegration erzielt und die Struktur der Kommunikationssteuervorrichtungen erheblich vereinfacht. Hinsichtlich der durchgeschalteten Kommunikationen enthält der Rahmen nur eine einzige Runde, während der jedem Knoten das Band zugeordnet wird, das tatsächlich in diesem Rahmen für die zu übertragende Information erforderlich ist; für die paketgeschalteten Kommunikationen umfaßt ein Rahmen eine veränderliche und sogar nicht-ganzzahlige Anzahl von Runden und werden die möglicherweise durch den Beginn des Durchschaltebereiches eines neuen Rahmens unterbrochenen Runden im nachfolgenden Rahmen ab dem Unterbrechungspunkt fortgesetzt.
Die jedem Knoten zugeteilte Aktivitätsperiode wird unter den verschiedenen Endstellen (und somit unter den verschiedenen Kommunikationen) so aufgeteilt, daß auch diese ihre Information entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge senden, was während der gesamten Periode der Knotenaktivität aufrechterhalten wird.
Die Information ist auf der Leitung mit einer Codierung zu senden, die auch das Senden derjenigen Signale erlaubt, die für die Handhabung des Protokolls notwendig sind (Befehle), außer der Sicherstellung einer guten Extraktion des Taktsignals aus dem Datenfluß. Diese Erfordernisse werden beispielsweise vom CMI-Code (Coded Mark Inversion) erfüllt, der die Bits 0 mit 01 und Bits 1 abwechselnd mit 00 und 11 codiert.
Bei diesem Code kann jeder "Befehl" aus einem 8-Bit-Wort bestehen, wobei jedes der beiden ersten Bits und der beiden letzten Bits mit dem Paar 10 übertragen wird (also eine Konfiguration, die eine Codeverletzung bildet), während die anderen vier Bits die Art des Signals angeben und mit den Konfigurationen gesendet werden, die vom Code vorgesehen sind. Unaktivitätsperioden werden durch das Auftreten nur der Taktinformation signalisiert. Da es sich um ein aktives Netzwerk handelt, ist der modulierte Träger ständig vorhanden und werden die Rahmensignale und/oder die Befehle explizit übertragen.
Bei den Ausführungen, bei denen der Zugangsbefehl für alle Rahmen aufrechterhalten wird, können alle Knoten mit dem Rahmensignalgenerator ausgestattet sein, auch wenn stets der selbe Knoten (Meister- oder Primärknoten) in einer gegebenen Netzkonfiguration mit der Rahmensignalerzeugung beauftragt ist. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn der Primärknoten fehlerhaft wird oder durch seine optischen Umgehung BP abgehängt wird, der Netzbetrieb weiterlaufen, wobei die Primärknotenaufgaben einem anderen Knoten übertragen werden, beispielsweise dem nächsten.
Vorteilhafterweise kann der Primärknoten der letzte Knoten sein, der Zugang zur Leitung hat, da dies die Schaltungsausführung einiger Vorrichtungen im Teil NCU vereinfacht, wie später ersichtlich sein wird.
Im einzelnen kann das Netz so initialisiert werden, daß der Knoten, der als letzter Zugang hat, der oder einer der mit NCC verbundenen Knoten ist. Hierdurch können einige Initialisierungs- Prozeduren vereinfacht werden und, wenn die Einheit NCC nur einmal vorhanden ist, kann NCU weiter vereinfacht werden, indem nur im Primärknoten ein Rahmensignalgenerator vorgesehen wird. Dies hat eine gewisse Betriebsverschlechterung zur Folge, da im Fall eines Ausfalls, der genau diesen Knoten beeinträchtigt, das Netz die im Ablauf befindenden Kommunikationen nicht einmal beenden kann, da kein weiterer Knoten Rahmensignale senden kann.
Jedoch werden die Kosten vermindert, da anstelle eines Rahmensignalgenerators für jeden Knoten nur ein einziger Rahmensignalgenerator vorhanden ist.
Bei den Ausführungen, bei denen der Befehl, durch den den Knoten das Recht auf Zugang gegeben wird, von Rahmen zu Rahmen wechselt, ändert sich auch der Knoten, der die Rahmensignale erzeugen soll, so daß in diesem Fall das Vorhandensein von diese Signale erzeugenden Vorrichtungen in allen Knoten unvermeidlich ist.
Bei einer Ringstruktur muß die Information unterdrückt werden, nachdem sie den gesamten Ring durchlaufen hat, und muß ein Überlappen zwischen der letzten Paketinformation in einem Rahmen, die noch ihr Ziel erreichen muß, und dem Beginn des nächstfolgenden Rahmens zu vermeiden.
Die Informationsunterdrückung wird praktisch erzielt durch ein Verhindern des erneuten Sendens; dies erfordert das Vorhandensein von Vorrichtungen zum Erkennen der zu unterdrückenden Information und zum Erzeugen des Verhinderungsbefehls. Wird angenommen, daß eine Information von dem Knoten unterdrückt wird, von dem sie erzeugt worden ist, so muß jeder Knoten, nachdem er seine Information auf die Leitung gegeben hat, auf deren Wiederkehr warten, um die Unterdrückung zu bewirken. Die Folge für jeden Knoten ist eine Periode der Unaktivität, deren Dauer gleich der gesamten Fortschreitungszeit Tp entlang dem Ring ist (nämlich der tatsächlichen Fortschreitungszeit des Signals entlang der Faser plus den durch die anderen Knoten eingeführten Verzögerungen).
Es sind verschiedene Vorgehensweisen möglich, um die zu unterdrückende Information festzustellen. Beispielweise kann jeder Knoten alle Informationsstücke unterdrücken, die auf der Leitung nach der Pause vorhanden sind, bis zum ersten Signal des Endes der Aktivität eines Knotens; oder jeder Knoten kann vor der eigentlichen Information ein Wort senden, das seine Seriennummer codiert, und die Information unterdrücken, die er eingesetzt hat, sowie die Information der vorhergehenden Knoten, die möglicherweise aufgrund eines Fehlers auf der Leitung verblieben ist. Die erstere Lösung erfordert, daß der Primärknoten neben seiner eigenen Information die Gesamtheit der möglicherweise auf der Leitung verbliebenen Information löscht, da ein Knoten nicht sicher sein kann, daß er seine Aktivität und nicht nur die eines vorhergehenden Knotens unterdrückt hat; diese Lösung hat jedenfalls den Vorteil, keine explizite Anzeige der Knotenadresse zu erfordern. Die zweite Lösung beseitigt jeden Zweifel über die durch einen Knoten erfolgte tatsächliche Unterdrückung auch seiner eigenen Aktivität, sie erfordert jedoch das Vorhandensein von Adressendecodern in jedem Knoten.
Hinsichtlich der Weise, wie gemäß der Erfindung die Überlagerung aufeinanderfolgender Rahmen im Paketbereich jedes Rahmens vermieden wird, wird, ausgehend von einem Zeitpunkt, der dem Ende des Rahmens um eine gegebene Zeit vorausläuft, das Einfügen von Information auf die Leitung durch die Knoten, die das Recht auf Zugang haben, von diesem Zeitpunkt bis zum Rahmenende gesperrt.
Die Dauer dieser gegebenen Zeit wird offensichtlich gezählt ab dem Zeitpunkt der Erkennung des Rahmenanfangssignals im Knoten.
Genauer dargestellt, kann die vorgegebene Zeit gleich der Fortschreitungszeit Tp sein. Diese Wahl stellt auch sicher, daß man das Rahmenanfangssignal des neuen Rahmens unmittelbar der Paketaktivität, die vor der Unterbrechung gesendet worden ist, folgen läßt.
Diese vorweggenommene Aktivitätsunterbrechung erfordert nur die Verwendung eines Zeitzählers und kann deshalb ohne jede Schwierigkeit verwirklicht werden.
Wird das in MAU regenerierte Taktsignal als Taktsignal für den Zeitzähler verwendet, so ergibt sich keine Gefahr von Phasenverschiebungen zwischen den Zählern in den verschiedenen Knoten und es tritt folglich kein Risiko einer Kollision zwischen dem Ende der Paketaktivität und dem Beginn des neuen Rahmens auf.
Außerdem kann durch die beschriebene Betriebsweise die Überlagerung vermieden werden, ohne daß eine starre Rahmen- Zeitschlitzeinteilung erforderlich ist und ohne daß Zeitspannen der Unaktivität hinzugefügt werden, so daß eine hohe Effizienz aufrechterhalten werden kann.
Zurückkommend zur Knotenstruktur, ist hier der Block MAU schematisch dargestellt durch einen Empfänger Rx und einen Sender Tx (die Synchronismus-Extraktionseinrichtungen, Taktsignal- Generator-Einrichtungen, und elastische Pufferspeicher für die Änderungen der Zahl der Auffüllbits enthalten), eine logische Schaltung RL (die Decoder und Codierer der empfangenen bzw. der zu sendenen Signale und die Verbindungsschaltung, die einen Signalaustausch zwischen höheren Ebenen und dem Empfänger oder Sender oder das Weitergeben von Signalen von Rx nach Tx ermöglicht, umfaßt) sowie durch eine Anpassungsschaltung IF1, die den Signalaustausch zwischen MAU und NCU verwaltet.
Der Block NCU umfaßt eine Anpassungsschaltung IF2, die komplementär zu IF1 ist, eine den Zugang zur Leitung steuernde Vorrichtung ACM (die auch mit der Steuerung der Operationen befaßt ist, die im Zusammenhang mit der Unterdrückung von Information und der vorweggenommenen Aktivitätsunterbrechung stehen), eine Vorrichtung PSH, die den Verkehr mit der paketgeschalteten Information und die Signalisierung für die durchgeschalteten Kommunikationen steuert, und eine Anpassungsschaltung AIH zu den Stationen zu, die die beiden Arten von Verkehr trennt oder wieder kombiniert.
Es sei daran erinnert, daß die sich auf durchgeschaltete Kommunikationen beziehenden Informationsflüsse von AIH direkt an ACM geliefert werden. Der Block ACM umfaßt eine das Zugangsprotokoll steuernde Einrichtung APH und Speichereinrichtungen ME. Die letztere Einrichtung kann beispielsweise zwei FIFO-Speicher für zu sendende Pakete bzw. für empfangene Pakete umfassen, sowie weiterhin zwei Gruppen von RAM-Speicher für die Information, die die vom Knoten ausgehenden oder in den Knoten eintretenden durchgeschalteten Kommunikationen betreffen.
Die ins einzelne gehenden Beschreibungen der Blöcke APH beziehen sich auf dieses Beispiel.
Sowohl der Block MAU als auch der Block NCU umfassen eine örtliche Steuervorrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Im einzelnen führt die Steuervorrichtung in MAU die üblichen Aufgaben der Schaltungsinitialisierung und der Überwachung des guten Funktionierens von Senderempfängern des Pufferspeichers aus.
Die Steuervorrichtung von NCU kann außer der Überwachung der Schaltungen von NCU allgemeinere Überwachungs- oder Verwaltungsaufgaben wahrnehmen, die nicht unmittelbar den Zugang, die Signalisierung und die physikalische Ebene des Protokolls betreffen und deshalb keine unmittelbaren Interventionen benötigen, nämlich: statistische Verarbeitungen, Fehlersignalisierungsverarbeitungen, Feststellung einer inaktiven entfernten Station.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen zwei aufeinanderfolgende Rahmen der Ausführung der Protokolls, bei der die Reihenfolge des Zugangs in allen Runden gleich ist. Bei den Figuren wurde davon ausgegangen, daß die Informationsunterdrückung von dem Knoten durchgeführt wird, der die Information erzeugt hat, daß der Primärknoten der Knoten Nn ist, der als letzter Zugang zur Leitung hat, und daß kein Knoten aufgrund eines Fehlers abgehängt ist.
Die Fig. 2 bis 3 zeigen den Fall, daß die Paketaktivität im ersten Rahmen unterbrochen wird, während dem Knoten Nj das Recht auf Zugang gegeben wird, und im zweiten Rahmen vollendet wird, währenddessen auch die in die Unterbrechung einbezogene Runde komplettiert wird.
Diese Figuren zeigen die Aktivität, wie sie am Empfänger eines Knotens Ni festgestellt wird, der Zugang zur Leitung vor dem Knoten Nj hat, und des Primärknotens Nn, dem nach Nj der Zugang gegeben wird. Das Verhalten von Nn unterscheidet sich nicht stark von dem eines beliebigen Knotens, der Zugang nach Nj hat. Im Gegensatz hierzu zeigen die Fig. 4 bis 5 den Fall, daß die Aktivität unterbrochen wird, während dem Knoten Nn das Recht auf Zugang gegeben ist, und zeigen die Aktivität, die am Empfänger von Nn und am Empfänger eines weiteren allgemeinen Knotens Ni festgestellt wird.
Bei dieser Ausführung sind die Befehle, die für die Anwendung des Zugangsprotokolls notwendig sind, die folgenden:
SF: Beginn des Rahmens (bezeichnet mit SF1, SF2, SFa, SFb in den verschiedenen Fig. );
SR: Start der Paketrunde (bezeichnet mit SR1, SR2, SRa, SRb in den verschiedenen Fig. );
CR: Fortsetzung einer im vorhergehenden Rahmen unterbrochenen Paketrunde;
SC: Start einer Schaltung mit starrer Verwaltung oder eines Pakets (mit Schaltungen für starre Verwaltung meinen wir solche, die Kommunikationen zugeordnet sind, welche eine Bandzuteilung während ihrer gesamten Dauer benötigen, unabhängig von der Existenz möglicher Pausen; ein Beispiel ist gegeben durch Nichtsprech-Kommunikationen, die Kontinuität erfordern, wie etwa Grafikbetrieb, Videokonferenz
SCV: Start einer Schaltung mit dynamischer Verwaltung, beispielsweise durch DSI-Techniken (Digital Speech Interpolation) für Sprachkommunikationen;
EA: Ende der Aktivität eines Knotens: dieses Signal wird selbst dann gesendet, wenn die mit dem Knoten verbundenen Endstellen keine Information zu senden haben (Signale SC, SCV, EA sind in Fig. 6 dargestellt, wobei im einzelnen eine Knotenaktivität gezeigt ist).
In den Fig. 2 bis 5 bedeuten: die Symbole Cx, Px (x = 1 . . . n) Paketaktivität bzw. Durchschalteaktivität der einzelnen Knoten; die Symbole Pj*, Pj**, Pn*, Pn** die Paketaktivität der Knoten Nj, Nn vor und nach der Unterbrechung; kleine, gestrichelt eingezeichnete Blöcke C, P über dem Rahmen die vom Knoten eingefügte Aktivität; und aufwärts orientierte Pfeile die von Knoten unterdrückte Aktivität. Signale SF2, SFb sind zur Klarheit-der Zeichnung auch am Ende des vorhergehenden Rahmens dargestellt.
Nachdem dies dargestellt wurde, gilt: solange ein Knoten nicht das Recht auf Zugang hat, empfängt er und sendet er wieder die gesamte Aktivität im Transit, er empfängt und sendet wiederum die zu ihm gerichtete Aktivität und überblickt die gesamte Aktivität, um die Zeitpunkte zu erkennen, zu denen er das Recht auf Zugang hat. Gemäß den Fig. 2 und 3 entdecken die Knoten Ni, Nn nach dem Signal SF ohne Pausen die Durchschaltaktivitäten C1 . . . C(i-1) bzw. C1 . . . C(n-1).
Beim Eintreffen des Zeitpunkt des Zugangs setzt der Knoten seine eigene Aktivität (und im Fall von Nn die Rahmensignale) ein und wartet auf deren Wiederkehr, um sie zu unterdrücken. Beim Empfänger führt dies zu einer Unaktivitätsperiode Tp zwischen C(i- 1) und Ci bzw. zwischen C(n-1) und Cn.
Beim Knoten Ni folgen der Aktivität Ci ohne Unterbrechung die Durchschaltaktivität des nachfolgenden Knotens (bis zu Cn), das Signal SR1 und die Paketaktivität P1 . . . P(i-1) des vorhergehenden Knotens. Dann gibt es wieder eine Pause Tp in Übereinstimmung mit dem Zugang von Ni für die Paketaktivität und dann die Pakete von P(i+1) bis Pj*. Dem Symbol Pj* folgt unmittelbar das Rahmenanfangssignal SF2 des zweiten Rahmens.
Beim zweiten Rahmen wird die Durchschaltaktivität ebenso durchgeführt wie beim ersten Rahmen. Für die Paketaktivität entdeckt nach dem Signal CR der Knoten Ni die Aktivität Pj** nach einer unaktiven Periode Tp und dann die Aktivitäten P(j+1) . . . Pn, das Signal SR2 usw.
Diese zweite Unaktivitätsperiode hängt vom asynchronen Mechanismus der Erzeugung des Signals CR ab, wie es aus der im folgenden beschriebenen Abfolge von Ereignissen ersichtlich ist.
Nach der Emission von CR durch den Primärknoten hat kein Knoten das Recht auf Zugang vor Nj, der seine Pakete Pj** unmittelbar nach dem Signal CR einsetzt. Diesen Paketen folgen dann die der nachfolgenden Knoten: Das Signal CR fährt mit dem Fortschreiten entlang dem Ring zusammen mit den Paketen Pj**, P(j+1) . . . Pn fort und wird vom Primärknoten unterdrückt, während die Pakete weiter umlaufen, bis die Runde vollständig ist. Zwischen der Erkennung von CR und dem Eintreffen von Pj** am Knoten Ni vergeht eine Zeitspanne gleich Tp, während der (aus dem Gesichtspunkt von Ni) auf der Leitung keine Aktivität stattfindet.
Was für Ni gesagt wurde, gilt auch für den in die Unterbrechung verwickelten Knoten Nj.
Im Gegensatz hierzu entdeckt der Knoten Nn nach Cn und SR1 die Paketaktivität der Knoten N1 . . . Nj bis zu Pj*; dieser Aktivität folgt eine Pause Tp aufgrund der vorweggenommenen Unterbrechung der Paketaktivität von Nj in Bezug zum Rahmenende. Nach dieser unaktiven Periode entdeckt Nn zuerst das Signal SF2 (da Pj* bei dem Durchlauf durch Nj unterdrückt wird), gefolgt von der Durchschaltaktivität des zweiten Rahmens.
Nach CR entdeckt Nn das Paket Pj** ohne Unterbrechungen, da Nj, das noch das Recht auf Zugang hat, seine Information gemacht hat, hinter CR anzuschließen. Die Vorgänge laufen dann weiter wie im Durchschaltbereich, mit einer Pause Tp zwischen P(n-1) und Pn.
Im Fall, daß die Unterbrechung der Paketaktivität gerade während des Zugangs von Nn stattfindet, wie in Fig. 4 dargestellt ist, werden die Aktivität Pn** und das Signal SF2 durch den selben Knoten eingefügt und es erscheinen somit Pn*, SF2 und die gesamte Durchschaltaktivität C1 . . . C(n-1) ohne Unterbrechung am Empfänger, und zwar nach der Pause Tp anschließend an P(n-1). Nach C(n-1) gibt es die Unaktivitätsperiode Tp, gefolgt von der Durchschaltaktivität Cn des Knotens Nn, von CR, von Pn**, von SR2 und dann von der Paketaktivität der neuen Runde.
In gleicher Weise werden in den Knoten Ni nach der Durchschaltaktivität Cn des zweiten Rahmens die Signale bzw. Aktivitäten CR, Pn**, SR2, P1 usw. (Fig. 5) festgestellt. Aufgrund der Wahl des Knotens Nn als Primärknoten wird die Pause in Übereinstimmung mit der Unterbrechung oder Wiederaufnahme der Paketaktivität vermieden, wenn die Unterbrechung den Primärknoten betrifft. Die Zeichnung zeigt den Fall nicht, in dem keine Unterbrechungen in der Paketaktivität erfolgen, was auftritt, wenn die Notwendigkeit des Abgebens von SF auftritt, nachdem Nn die Aktivitätsende-Fahne emittiert hat. Es ist zumindest unwahrscheinlich, daß ein derartiges Ereignis stattfindet, und jedenfalls ist die Situation am Empfänger der verschiedenen Knoten ähnlich der nach den Fig. 4 und 5 mit der Ausnahme, daß anstelle von Pn* die gesamte Paketaktivität Pn des Knotens auftritt und der Aktivität Cn des zweiten Rahmens unmittelbar SR2, P1 usw. folgen.
Als Folge gibt es stets eine Unaktivitäts-Zeitspanne Tp für jeden Durchschalt- oder Paketzugang, nämlich eine Zeit Tp für jede Runde. Außerdem gibt es im Fall, daß eine Paketrunde während des Zugangs eines anderen Knotens als des Primärknotens unterbrochen wird, eine weitere unaktive Zeit Tp in Abhängigkeit von der Unterbrechung der Paketrunde. Ein rekonfigurierbares Bus-Netz der gleichen Größe, das das in der zitierten Patentanmeldung beschriebene Protokoll verwendet, weist eine Unaktivitätszeit Tp am Beginn und an der Unterbrechung oder Wiederaufnahme jeder Paketrunde auf (und damit im Mittel eine Unaktivität 2 Tp wie Rahmen). Wird berücksichtigt, daß durch geeignete Strategien der Verwaltung des Paketsendens durch die Vorrichtungen von höherer hierarchischer Ebene der Paketbereich im Durchschnitt einer Paketrunde gleich gemacht werden kann (allgemein resultierend aus zwei Bruchstücken zweier aufeinanderfolgender Runden), so weist das Ringnetz im Vergleich zum Bus-Netz im Mittel bei jedem Rahmen eine unaktive Zeitspanne Tp mehr auf.
Wird eine Fortschreitungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 5 u/km und eine Paketverarbeitungszeit an jedem Knoten entsprechend beispielsweise der Zeit von 3 Bytes (die bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 140 Mbit/s der Zeit von 150 ns entspricht) angenommen, so ist für ein Netzwerk von einigen 10 km und mit 50 Knoten die Zeitperiode Tp etwa 60 us lang. Bei einem Rahmen von 5 bis 10 ms (was einen leidlich guten Kompromiß zwischen der Effizienz, die lange Rahmen zum Reduzieren des Einflusses der Rahmensignale und Pausen erfordert, und der Notwendigkeit, ein Überlappen zu vermeiden, was mit kürzeren Rahmen leichter zu erreichen ist, darstellt) weist das Ringnetz im Vergleich zum Bus eine Effizienz-Verminderung aufgrund der zusätzlichen Unaktivitätszeit von etwa 0,1% auf, was bei Anwendungen, bei denen der wirtschaftliche Aspekt grundlegend ist, problemlos toleriert werden kann.
Wird ein Knoten durch seine optische Umgehung als Folge eines Fehlers abgehängt, so erkennt der folgende Knoten diese Tatsache, da dem letzten betrachteten Signal EA kein weiterer Befehl (nämlich SC, SCV) folgt.
Im Fall, in dem die Knoten die Information nicht zusammen mit der Codierung ihrer Seriennummer senden, setzt der dem abgetrennten Knoten folgende Knoten die Aktivität nach einer Zeit Ta ein, die es den stromabwärts liegenden Knoten erlaubt, das Fehlen eines Knotens zu erkennen.
Die Unaktivitätszeit Ta kann eine Dauer von einigen Bytes (z. B. 4) haben, so daß es keinen schwerwiegenden Effizienzverlust gibt, selbst wenn eine Mehrzahl von Knoten abgehängt sind.
Andererseits kann auch eine lange Folge von unaktiven Knoten keine Verwechslung mit den Pausen Tp bewirken, da die Zeit Ta entweder zu Zeitpunkten auftritt, an denen keine Pause Tp stattfinden kann (beispielsweise erfolgt Ta zwischen den Aktivitäten der beiden Knoten, die dem beteiligten Knoten entweder vorhergehen oder folgen), oder zusammen mit Tp auftritt (für den Knoten oder die Knoten, der bzw. die unmittelbar dem Knoten mit dem Recht auf Zugang vorhergeht/-gehen); in beiden Fällen ist sie leicht zu erkennen.
Was die Organisation der Durchschaltaktivität in einem Knoten betrifft, sind verschiedene Aspekte in Betracht zu ziehen. Erstens sind im allgemeinen mit einem Knoten eine Mehrzahl von Endstellen verbunden und umfaßt somit jede Aktivitätsperiode C Informationen, die eine Vielzahl von Kommunikationen betreffen (nämlich eine Vielzahl von Kanälen), die nicht notwendigerweise alle in jedem Rahmen aktiv sein müssen. Außerdem kann eine Anzahl von Kommunikationen (nämlich Sprechkommunikationen) dynamisch verwaltet sein, beispielsweise um Vorgehensweisen wie DSI (Digital Speech Interpolation) anzuwenden, so daß ein Band einer Kommunikation nur dann zugeordnet ist, wenn diese aktiv ist; im Gegensatz hierzu verlangen andere (Datenkommunikationen, wobei mit diesem Ausdruck solche umfaßt sein sollen, die sich auf Nicht-Sprech-Dienste beziehen, beispielsweise grafische Dienste, Videokonferenz usw.) für die entsprechende Kommunikation eine dauerhafte Bandzuordnung. Es ist somit notwendig, nicht nur die verschiedenen Kanäle in der selben Aktivitätsperiode zu identifizieren, sondern auch, einen Unterschied zwischen aktiven und nichtaktiven Kanälen und zwischen Kanälen mit dynamischer oder starrer Verwaltung zu machen.
Für die Identifikation der einzelnen Kanäle können jedem von ihnen zwei Zahlen zugeordnet werden, von denen eine die Nummer des Knotens und die andere die Kanalposition innerhalb der Aktivitätsperiode angeben.
Diese Zahlen werden vom rufenden Knoten dem gerufenen Knoten auf die Errichtung der Verbindung hin mitgeteilt und werden während deren gesamter Dauer aufrechterhalten. Dies ermöglicht in sehr einfacher Weise eine verteilte Verwaltung der Kanalidentifizierung in der Empfangsphase.
Bei dynamisch kontrollierten Kanälen wird zur Sicherstellung einer Dienstqualität, die sowohl für durchgeschaltete Sprechkommunikationen als auch für durchgeschaltete Datenkommunikationen geeignet ist, für die Sprechkommunikationen eine Blockierungsstrategie angewendet, die gemäß der Erfindung die Verluste an den Knoten mit höherer Seriennummer konzentriert. Diese Inhomogenität vereinfacht den Zugang. Tatsächlich genügt es in jedem Rahmen für jeden Knoten, die bereits existierenden Sprechkanäle zu zählen, und nur dann, wenn deren Zahl nicht eine gegebene Maximalzahl erreicht, kann ein neuer Sprechkanal gesendet werden. Die Zählung wird durch die Tatsache vereinfacht, daß der Beginn der die beiden Typen von Kommunikation betreffenden Informationen durch unterschiedliche Signale angezeigt wird.
Bei dem in Fig. 6 beschriebenen Organisationsbeispiel, das sich auf die Aktivitätsperiode des Knotens Ni bezieht, wird angenommen, daß dieser Knoten sieben Kanäle handhabt, die mit Ci1 ... Ci7 bezeichnet sind. Zum Zweck der Klarheit sind den Signalen SC und SCV die entsprechenden Kanalnummern zugegeben worden.
Unter diesen Kanälen sind beispielsweise den Kanälen Ci1, Ci2 und Ci5 ablaufende Datenkommunikationen zugeordnet und ihnen gehen Signale SC1, SC2 und SC5 voraus. Der Kanal Ci6 ist ein unbenützter Datenkanal (da an der entsprechenden Endstelle keine Kommunikation abläuft), so daß nur das Signal SC6 übertragen wird.
Die anderen drei Kanäle sind Sprechkanäle, ihnen sind die Signale SCV3, SCV4 und SCV7 zugeordnet. Der Kanal Ci4 wird als vorübergehend unaktiv angenommen, beispielsweise befindet sich die Quelle im Pausezustand, und somit ist nur das Signal SCV4 vorhanden.
Auch die Paketaktivität wird organisiert, indem ein Signal SC vor den Paketen jeder Kommunikation gesendet wird; der Unterschied zur Durchschaltaktivität ist, daß das Nichtvorhandensein einer Kanalaktivität nicht signalisiert werden muß, da die Pakete stets eine Bestimmungsadresse enthalten.
In Fig. 7 sind mit 2a, 2b, 3a und 3b die Leiter bezeichnet, die Paket- und Durchschaltinformation von ME nach IF2 übertragen (und somit nach IF1 und MAU, Fig. 1) und umgekehrt.
Der Block APH umfaßt zwei Gruppen verschiedener Vorrichtungen zum Steuern des Zugangs während der beiden Rahmenbereiche und eine Anzahl von Vorrichtungen, die unabhängig vom Bereich arbeiten.
Diese letzteren Vorrichtungen sind folgende: ein Rahmensignalgenerator FG, der an MAU im Fall des Primärknotens Befehle SFE, SRE, CRE der Emission von Signalen SF, SR, CR sendet; eine Steuereinrichtung CE zur Informationsunterdrückung, die an MAU ein Signal NORETR sendet, das das Wieder-Aussenden der zu unterdrückenden Information sperrt; eine Schaltung SNA zum Signalisieren des erfolgten Zugangs eines Knotens (Signal NODC) zur Leitung; und eine logische Schaltung AR, die das Recht zum Zugang der Knoten in beiden Rahmenbereichen erkennt.
Der Teil von APH, der die Pakete betrifft, umfaßt Sendeverwaltungsvorrichtungen, die aus zwei logischen Schaltungseinrichtungen PTC, DT bestehen, und Vorrichtungen PRC zum Verwalten des Empfangs.
Die logische Schaltung PTC tauscht mit MAU und ME die Signale aus, die erforderlich sind, um den Pakettransfer von ME zur Leitung mit den schon beschriebenen Modalitäten durchzuführen. Die logische Schaltung DT hat die Aufgabe, die Paketübertragung im Voraus um Tp in Bezug zum Ende des Rahmens zu sperren.
Der Empfangsteil PRC soll Pakete erkennen, die zu der Station, zu der er gehört, zu senden sind, und zwar auf der Basis der im Paketetikett codierten Adresse, und soll mit MAU und ME die Signale austauschen, die für das Senden zur und für die vorübergehende Speicherung in der Speichereinrichtung ME der korrekt empfangenen Pakete (nämlich der Pakete, die keinen Kollisionen unterworfen sind) notwendig sind. Für seinen Betrieb ist PRC somit mit dem Leiter 2b verbunden, außerdem empfängt er die Rahmensignal von MAU.
Auch der Teil von APH, der die durchgeschalteten Kommunikationen handhabt, ist in zwei Gruppen von Vorrichtungen aufgeteilt, die zur Steuerung des Sendens und des Empfangens gedacht sind. Die das Senden steuernde Einrichtung umfaßt eine logische Schaltung CTC, die das Senden steuert, und eine weitere logische Schaltung DSI, die im Fall des Vorliegens von durchgeschalteten Sprechkommunikationen, die dynamisch zu verarbeiten sind, das Senden der zugehörigen Information entsprechend der Bandverfügbarkeit auf der Leitung ermöglicht oder sperrt.
Diese logische Schaltung umfaßt einen Zähler, der bei jedem Rahmen durch SF zurückgestellt wird, die Signale SCV oder SCVE (Befehl zur Emission des Signals SCV) zählt und als Durchführungssignal ein Signal VCTXD erzeugt, das ME abschaltet. In Abhängigkeit vom im Zähler voreingestellten Wert kann VCTXD entweder den letzten Kanal, der gesendet werden kann, oder einen Kanal, der nicht mehr gesendet werden kann, anzeigen. Im letzteren Fall müssen die Lesebefehle für ME verzögert werden, um so die Erzeugung von VCTXD zu ermöglichen; im ersteren Fall genügt es, VCTXD in einem Register zu speichern und es ab seiner Erzeugung bis zum Beginn des nachfolgenden Rahmens verfügbar zu halten.
Der empfangenden Teil (Schaltung CRC) soll den Transfer vom Leiter 3b zur Speichereinrichtung ME von Informationsflüssen steuern, die sich auf durchgeschaltete Kommunikationen beziehen, welche zum Knoten, zu dem sie gehören, befördert werden sollen, und zwar auf der Grundlage der von ME gelieferten Signale und der Rahmensignale.
Die Bedeutung der verschiedenen in Fig. 7 gezeigten Signale ergibt sich aus der Beschreibung der Fig. 8 bis 16, in denen mögliche Schaltungsausführungen der Blöcke FG, CE, SNA, AR, PTC, PRC, CTC und CRC gezeigt sind, und zwar unter Zugrundelegung der Hypothese, daß der Primärknoten der Knoten Nn ist, daß in allen Knoten ein Rahmensignalgenerator vorhanden ist und daß die Seriennummer des sendenen Knotens nicht explizit übertragen wird, so daß der Knoten Nn die Informationsunterdrückung ausführen muß.
In all diesen Fig. sind mit CKS Taktsignale bezeichnet, nämlich solche, die von MAU geliefert und bereits wieder synchronisiert sind (außer dem des Primärknotens, an das die Taktsignale aller anderen Knoten gekettet sind und das somit gerade das Signal ist, das vom örtlichen Knotenoscillator erzeugt wird), so daß alle Knoten innerhalb einer Rahmenzeit dieselbe Zahl von Impulsen des Taktsignals feststellen werden.
Der Primärknoten ist der einzigen Knoten, in dem ein Signal FGA aktiv ist (beispielsweise beim logischen Pegel 1); dieses Signal wird außerdem zu Einheiten MAU gesendet, um anzuzeigen, ob sie die Wiedersynchronisation bewirken müssen oder nicht.
Nach Fig. 8 umfaßt die Rahmensignalgeneratorschaltung FG drei Elemente, die Befehle SFE, SRE und CRE erzeugen. Diese Befehle liegen an den Ausgängen von drei UND-Gliedern P1, P2 und P3 mit jeweils zwei Eingängen vor, die durch das Signal FGA angesteuert werden.
Wird die konstante Dauer der Rahmen berücksichtigt, wird SFE von einem einfachen Zähler CN1 erzeugt, der die Impulse von CKS bis zur Dauer Z eines Rahmens entsprechenden Zahl zählt.
Für die Erzeugung von SRE und CRE gibt es zwei Stell- Rückstell-Flipflops FF1, FF2.
Der erste Flipflop wird von einem Signal EAEC gesetzt, das von der logischen Schaltung AR für die Zugangsrechterkennung erzeugt wird, um zu bewirken, daß MAU das Signal EA erzeugt, das sich auf die Durchschaltaktivität von Nn bezieht (dieses Signal fällt mit dem Ende des Durchschaltbereichs zusammen), und wird zurückgesetzt durch die Rahmenanfangsfahne; der Ausgang Q und FF1 ist mit einem Eingang eines UND-Glieds P4 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang von FF2 verbunden ist.
FF2 wird seinerseits von einem Signal SR gesetzt und vom Signal EAEP (Befehl zur Emission des Signals EA, das sich auf die Knotenpaketaktivität bezieht, und zusammenfallend mit dem Ende der Paketrunde) zurückgestellt und ist an seinem Ausgang Q mit dem Eingang eines UND-Glieds P5 verbunden, das an einem zweiten Eingang ein Signal EAEC empfängt. Es ist klar, daß das Ziel mit der beschriebenen Schaltungsanordnung erreicht wird: Tatsächlich ist im Paketbereich ein Signal am Ausgang von P4 und damit von P2, falls die vorhergehende Paketrunde abgeschlossen ist (nämlich falls FF2 durch EAEP gesetzt worden ist), vorhanden; es gibt ein Signal am Ausgang von P5 und P3, wenn die Paketrunde begonnen hat (also wenn der Ausgang von FF2 durch SR aktiviert worden ist) und noch nicht abgeschlossen ist (Signal EAEP ist noch nicht emittiert).
Im Fall eines einzigen Generators FG im gesamten Netz sind die drei Glieder P1 bis P3 offensichtlich nicht notwendig.
Nach Fig. 9 erzeugt die Schaltung SNA ein Signal NODC als Ausgangssignal eines ODER-Glieds P6, das an seinen Eingängen das Signal EA des Endes der Aktivität eines Knotens bzw. ein Signal TIMOTA, das den Ablauf einer Zeit Ta anzeigt, die die Feststellung eines abgetrennten Knotens erlaubt, empfängt. Das Signal TIMOTA wird von einem Zähler CN2, der die Impulse von CKS bis zum derzeit TA entsprechenden Wert zählt, als Übertrag erzeugt. CN2 wird durch die Signale SF oder SR oder CR oder EA (Glied P7) gestartet und zurückgestellt und durch eines der Signale SC, SCV, ABOTR (von DT emittiert, Fig. 7, zum Anzeigen der Unterbrechung der Paketaktivität) und NORETR (von CE erzeugt, wenn der Knoten das Zugangsrecht hat) angehalten.
Diese Signale werden an CN2 durch ein ODER-Glied P8 geliefert.
Die Zählunterbrechung durch SC, SCV entspricht dem normalen Betriebszustand. Die Unterbrechung durch NORETR verhindert, daß die fehlende Aktivität in der Zeit Tp (Fig. 3) des Knotens, der das Recht auf Zugang hat, als Abwesenheit eines oder mehrerer Knoten ausgelegt wird. Den gleichen Effekt hat die Unterbrechung durch ABOTR für diejenigen Knoten, die dem Knoten folgen, der das Signal erzeugt hat. Die Unterbrechung der Zählung während der Pause, die dem Signal CR folgt, wird für diejenigen Knoten, die dem folgen, der ABOTR abgegeben hat, nicht in Betracht gezogen, da diese Knoten während dieser Zeitspanne kein Recht auf Zugang haben und somit das Signal NODC keinen Einfluß hat.
In Fig. 10, die die Schaltung CE zur Unterdrückung der Information wiedergibt, liegt das den Knotensender abschaltende Signal NORETR am Ausgang Q eines Setz-Rücksetz-Flipflops FF3 vor. FF3 wird über ein ODER-Glied P9 durch Signale CACRIG, PACRIG (die das Recht auf Zugang für den Durchschaltebereich bzw. Paketbereich anzeigen), RESPTX (das anzeigt, daß nach der Unterbrechung die Paketaktivität wieder aufgenommen wurde) oder SFE gesetzt. Das letztere Signal dient dem Primärknoten Nn dazu, die Löschung seiner Aktivität zu ermöglichen.
Das Signal NORETR soll bis zur erfolgten Unterdrückung der Aktivitätsende-Fahne EA (falls der Knoten nicht Nn ist) oder dieses Signals und des folgenden Rahmensignals (falls der Knoten Nn ist) aktiv gehalten werden. Zusätzlich müssen in den Knoten, die nicht Nn sind, die Rahmensignale durchgelassen (also wiedergesendet) werden. Deshalb ist der Rücksetzeingang von FF3 mit dem Ausgang eines ODER-Glieds P10 mit zwei Eingängen verbunden, von denen der erste Eingang mit dem Ausgang eines UND-Glieds P11 verbunden ist, das nur für andere Knoten als Nn aktiviert wird ( ), wobei dieses UND-Glied den Flipflop FF3 mit den Signalen SF, SR und CR beliefert, die am Ausgang eines ODER-Glieds P12 auftreten.
Der zweite Eingang von P10 ist mit dem Ausgang eines UND- Glieds P13 verbunden, dessen erster Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Flipflops FF4 verbunden ist und das an einem zweiten Eingang die Signale SC oder SCV empfängt (ODER-Glied P14). Der Rücksetz-Eingang von FF4 ist mit dem Ausgang von FF3 verbunden und der Setzeingang ist mit dem Ausgang eines ODER-Glieds P14 mit zwei Eingängen verbunden.
Die Eingänge von P14 sind mit den Ausgängen von zwei UND- Gliedern P15, P16 verbunden, von denen das erstere nur für den Knoten Nn aktiv ist und das letztere nur für die anderen Knoten als Nn aktiv ist (Inverter I1).
Die zwei Glieder werden vom Signal NORETR aktiviert, um die Rahmensignale (P15) oder das Signal EA (P16) durchzulassen.
Diese Anordnung erlaubt die Unterdrückung der Information mit den oben beschriebenen Modalitäten. Für andere Knoten als Nn ist das Signal NORETR aktiv von der Feststellung des Signals EA bis zum Eintreffen des Signals SC, SCV des nachfolgenden Knotens; für den Knoten Nn ist das Signal NORETR aktiv bis zur Feststellung eines Rahmensignals und wird vom ersten sich auf den folgenden Knoten beziehenden Signal SC, SCV desaktiviert.
Gemäß Fig. 11 soll die Schaltung DT zum Sperren des Paketsendens ein Signal ABOTR erzeugen, wenn am Knotenempfänger seit der Feststellung der Rahmenanfangsfahne die Zeit Z - Tp verstrichen ist. DT besteht hierfür aus einem Zähler CN4, der zurückgestellt und gestartet wird durch das Zählen der Impulse CKS, bis der Wert entsprechend der Zeit Z - Tp erreicht wird.
Im Primärknoten muß verhindert werden, daß die Vorrichtungen von MAU gleichzeitig die Anforderung SFE zum Senden von SF und den Befehl zum Senden eines Pakets empfangen, was die Folge eines Fehlers bei der Zählung von Z - Tp wäre, beispielsweise aufgrund der Änderung der Dauer von Tp aufgrund einer Knoten-Desaktivierung. Zu diesem Zweck wird der Übertrag von CN4 nur für die anderen Knoten als Nn als Signal ABOTR verwendet, während Nn als Signal ABOTR das Signal SFE verwendet. Dies wird durch ein ODER-Glied P26 erreicht, dessen Eingänge mit den Ausgängen von zwei UND-Gliedern P27, P28 verbunden sind, die durch (Inverter I3) oder durch FGA durchgeschaltet werden, um den Übertrag von CN4 oder das Signal SFE durchzulassen.
Die Akquisition des Werts Tp durch die Knoten kann in einer zentralisierten oder in einer verteilten Art und Weise verwaltet werden. Im ersteren Fall, während der Initialisierung und dann periodisch während des Netzbetriebs, bewirkt NCC, daß ein Paket auf der Leitung gesendet wird, es mißt die Verzögerung, mit der es das Paket wieder empfängt, und teilt die Zeit allen Knoten mit. Im zweiten Fall wird die Zeit Tp während der Initialisierungsphase durch NCC wie beschrieben bestimmt, aber während der Normaloperation ist der Primärknoten mit der Steuerung und Verteilung beauftragt. Es ist klar, das die beiden Lösungen zusammenfallen, wenn der Primärknoten der mit NCC zusammenhängende Knoten ist.
Nach Fig. 12 soll die logische Schaltung AR zur Erkennung des Zugangsrechts folgende Signale erzeugen: Ein Signal CACRIG (zur Einrichtung CTC) oder PACRIS (zur Einrichtung PTC), wenn das Zugangsrecht im Durchschaltebereich bzw. im Paketbereich erkannt wird, ein Signal RESPTX (alternativ zu PACRUG), wenn der Knoten die unterbrochene Paketübertragung wieder aufnehmen soll, und ein Signal STOPTX (immer zur Einrichtung PTC hin) zum Unterbrechen der Paketsendung, so daß Kollisionen mit der Rahmenanfangsfahne vermieden werden.
Zur Feststellung des Zugangsrechts zählt ein Zähler CN3 die von SNA (Fig. 9) emittierten Signale NODC, wobei er von dem Rahmenanfangssignal SF oder dem Paketrunden-Anfangssignal SR ausgeht. Die Signale SR, SF werden dem Zähler CN3 etwas verzögert eingegeben (beispielsweise in Übereinstimmung mit ihrer nachlaufenden Flanke, wie es von einem NOR-Glied P17 angegeben ist), und zwar aus Gründen, die später erläutert werden.
Der laufende Zählwert von CN3 wird einem Komparator CM1 eingespeist, der ihn mit der Serienzahl des Knotens vergleicht und einen Impuls abgibt, wenn die beiden Werte gleich sind.
Der Ausgang von CN3 ist auch mit dem Eingang eines Parallelein/Parallel-aus-Registers RE1 verbunden, das in Übereinstimmung mit den Signalen SF oder ABOTR (Glied P18) den während der vorhergehenden Paketrunde von CN3 erreichten Zählwert speichert.
Die Verzögerung, mit der CN3 zurückgestellt wird, beruht auf der Notwendigkeit, den Transfer des Zählwerts ins Register RE1 zu ermöglichen.
Es ist zu beachten, daß das Eintreffen von SF nach ABOTR die Situation im Register RE1 nicht ändert, da ABOTR die Zählung der Signale NODC in SNA (Fig. 9) stoppt.
Der in RE1 geladene Wert wird beim Eintreffen der Signale CR oder CRE (Glied P19) wieder im Zähler CN3 geladen, so daß im Fall der Unterbrechung einer Runde der Zugang wieder für den Knoten sichergestellt wird, der das Senden zu unterbrechen hatte.
Nachdem CM1 das Zugangsrecht durch den Knoten erkannt hat, muß sein Ausgangssignal in eines der Signale CACRIG, PACRIG oder RESPTX transformiert werden, je nachdem, wie der Fall liegt. Zu diesem Zweck ist der Ausgang von CM1 mit einem Eingang von zwei UND-Gliedern P20, P21 verbunden, deren zweiter Eingang mit den Ausgängen Q bzw. eines Flipflops FF5 verbunden ist. FF5 empfängt an seinem Setz-Eingang die Signale ABOTR oder SF und am Rücksetzeingang die Signale SR oder CR oder CRE, die er über ein ODER-Glied P22 empfängt, so daß sein Ausgang Q im Durchschaltebereich und sein Ausgang im Paketbereich des Rahmens aktiv ist. Als Folge hiervon wird das Signal CACRIG am Ausgang von P20 abgegeben, während das Ausgangssignal von P21 weiter verarbeitet wird, um zu unterscheiden, ob es sich um einen neuen Zugang oder um eine Abwicklung der Zugangsunterbrechung handelt.
Zu diesem Zweck ist der Ausgang von P21 mit einem Eingang von zwei weiteren UND-Gliedern P23, P24 und über einen Inverter I2 mit dem Setzeingang eines Flipflops FF6 verbunden, der am Rücksetzeingang das Signal EAEP empfängt.
FF6 wird dann gesetzt, und zwar mit einer von I2 bewirkten Verzögerung vom Zeitpunkt der Erkennung des Rechts auf Zugang bis zur Vollendung der Knotenpaketaktivität. Der zweite Eingang von P23 ist mit dem Ausgang Q von FF6 verbunden und der zweite Eingang von P24 ist mit dem Ausgang von FF6 verbunden.
Somit sind die Ausgangssignale P23 und P24 die Signale PACRIG, RESPTX: Wenn der Ausgang von FF6 in Übereinstimmung mit dem Zugangsrecht des Knotens aktiv ist, so hatte dieser die vorhergehende Paketaktivität abgeschlossen und somit ist der Zugang ein neuer Zugang; ist andererseits der Ausgang Q aktiv, so hat der Knoten den Zugang nicht abgeschlossen und somit wird die vorher unterbrochene Aktivität wieder aufgenommen.
I2 führt die erforderliche Verzögerung ein, die ermöglicht, daß der Ausgang Q von FF6 noch zum Zeitpunkt der Aktivierung des Ausgangs von P21 aktiv ist.
Der Ausgang Q von FF6 ist auch mit einem Eingang eines UND- Glieds P25 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang von P18 verbunden ist. Das Ausgangssignal von P18 ist das Signal STOPTX: Tatsächlich wird dieses Signal emittiert, wenn die Signale SF oder ABOTR eintreffen, während der Knoten das Recht zum Zugang hat.
Nach Fig. 13 umfaßt die Schaltung PTC zum Steuern des Paketsendens ein Schieberegister SH1, das eine Bitkonfiguration PTXSTA0 bis PTXSTAy empfängt, wobei das erste Bit 0 ist und die anderen y Bits in einer Anzahl gleich der maximalen Anzahl von Paketen, die übertragen werden können, wenn sie auf Ziffer 1 stehen, Pakete anzeigen, die tatsächlich während einer Runde auf der Leitung zu befördern sind (es ist zu beachten, daß die Bits auf 1 alle aufeinanderfolgend sind, da, wie angegeben, es innerhalb der Paketaktivität eines Knotens keine unaktiven Kanäle gibt, und diese Bits auf Ziffer 1 sind diejenigen höchster Wertigkeit nach PTXSTA0. Das Schieberegister SH1 empfängt als Parallelbeladung das Befehlssignal PACRIG und als Befehl für die Bitverschiebung zu den Positionen höchster Wertigkeit ein Signal NEXTP, durch das MAU neue Pakete anfordert.
Die Ausgänge aller Zellen von SH1 sind mit einem ODER-Glied P29 verbunden, dessen Ausgangssignal Ziffer 1 ist, solange Pakete zu senden sind (also Bits innerhalb SH1 auf Ziffer 1 stehen), während der Übergang nach 0 das Ende der Paketaktivität des Knotens anzeigt und die Emission von EAEP über einen Inverter I4 bewirkt.
Das Ausgangssignal von P29 wird über ein UND-Glied P30 als Signal PTXENA, das die Beförderung der Pakete auf der Leitung ermöglicht, zum Teil MAU geleitet. Außerdem bildet das Bit höchster Wertigkeit der zu einem gegebenen Zeitpunkt an den Ausgängen von SH1 vorhandenen Konfiguration ein Signal SCE, durch das PTC von MAU die Emission von SC fordert und von ME das Abgeben eines Pakets auf dem Leiter 2a verlangt.
Ein zweiter Eingang von P30 ist mit dem Ausgang eines Setz- Rücksetz-Flipflops FF7 verbunden, der durch die Signale PACRIG oder RESPTX gesetzt wird, die von AR (Fig. 10) über ein ODER-Glied P31 geliefert wird, und von dem Signal STOPTX, das ebenfalls von AR geliefert wird, oder von einem Signal EA (ODER-Glied P100) zurückgesetzt wird.
Das Ausganssignal von P100 bildet ein Signal INTXP, das zu ME geleitet wird, um die Paketbeförderung über den Leiter 2a zu sperren. Das Signal RESPTX steuert das Zurückschieben des Inhalts des Schieberegisters SH1.
Durch diese Anordnung ergibt es sich, daß, sobald die logische Schaltung AR das Signal PACRIG für den Knoten, zu dem sie gehört, abgibt, wenn dieser Knoten Pakete zu senden hat (wenigstens das Bit PTXSTA1 auf 1), PTXENA abgegeben wird, so daß MAU nach den Paketen nachfragen kann. Außerdem ist, da das Bit PTXSTA0 null ist, auch das Signal SCE noch auf 0. Wenn MAU das Signal NEXTP sendet, bringt die Bitverschiebung im Schieberegister SH1 das Bit PTXSTA1 auf den Ausgang für die höchste Wertigkeit, so daß SCE nach Ziffer 1 wechselt und das Senden von SC durch MAU sowie auch das Befördern des ersten Pakets zu MAU durch ME bewirkt. Unter der Hypothese, das die Runde nicht unterbrochen wird, gehen die Vorgänge in dieser Weise bis zum Senden des letzten Pakets weiter. Beim Eintreffen des nachfolgenden Signals NEXTP sind keine Bits in SH1 mehr auf Ziffer 1 und somit wechseln die Ausgänge von P29 und P30 nach 0 und EAEP wechselt nach 1, wodurch das Ende des Sendens zu MAU signalisiert wird, der das Signal EA sendet. Aus der Fig. ist unmittelbar zu entnehmen, daß der Knoten ohne Pakete nur das Signal EAEP sendet.
Im Fall der Unterbrechung einer Runde bewirkt das Abgeben von STOPTX durch AR (Fig. 10) die Unterbrechung der Paketbeförderung durch ME und bewirkt, daß PTXENA0 wird, unabhängig davon, daß der Ausgang von P13 noch auf 1 steht. Die Übertragung wird beim Eintreffen von RESPTX fortgesetzt: In diesem Fall bewirkt zur Vermeidung des Verlusts eines Pakets, dessen Senden nicht vollständig durchgeführt wurde, RESPTX das zurückschieben des Inhalts des Schieberegisters SH1 um eine Position, so daß beim Eintreffen von NEXTP das Senden vom Punkt der Unterbrechung ab fortgesetzt werden kann. Dies erfordert offensichtlich das Vorhandensein eines Zählers der gesendeten Pakete im ME, der durch STOPTX blockiert wird.
Fig. 13 zeigt nicht das Signal ENDPCK (was jedoch in Fig. 7 am Eingang und am Ausgang von PTC angezeigt ist), das das Ende des Sendens eines Pakets anzeigt und am MAU gesendet wird, um die Emission von NEXTP zu bewirken.
Nach Fig. 14 umfaßt die logische Schaltung PRC, die den Paketempfang steuert, ein Schieberegister SH2, das in Serie die Bits lädt, die die Bestimmungsadresse eines Pakets kodieren (vom Leiter 2b abgenommen), und des, nach erfolgter Ladung, sie an einen Komparator CM2 liefert, in dem die Adresse des Knotens fest verdrahtet ist. Diese Bits werden mit Q0 . . . QN bezeichnet, wobei QN das letzte der Adressenbits ist.
Die Rückstellung für SH2 wird für jedes Paket durch ein Signal BEGDAT besorgt, das den Beginn eines Pakets anzeigt. Dieses Signal kann durch eine UND-Glied P32 erzeugt werden, das an einem Eingang das Signal SC empfängt (das von MAU geliefert wird, um den Anfang eines Pakets anzuzeigen) und mit dem anderen Eingang an den Ausgang Q eines Setz-Rücksetz-Flipflops FF8 angeschlossen ist, das durch SR oder CR (Glied P33) gesetzt und durch SF zurückgesetzt wird. Der Schiebebefehl für SH2 wird durch das Taktsignal CKS gegeben. CKS wird an SH2 über ein UND-Glied P34 geliefert, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Setz-Rücksetz-Flipflop FF9 verbunden ist, das von BEGDAT gesetzt und über eine ODER-Glied P35 durch das Signal SF oder durch den Abschluß des Ladens der Adresse in SH2 (Bit QN) zurückgesetzt wird.
Das Ausgangssignal des Komparators CM2, das die Adressengleichheit anzeigt, bildet ein Signal STOPCK, das das Speichern des Pakets in ME ermöglicht. Dieses gleiche Signal STOPCK aktiviert auch über einen Setz-Rücksetz-Flipflop FF10 zwei UND-Glieder P36, P37. P36 empfängt über ein ODER-Glied P38 die Signale SC oder EA, während P37 am anderen Eingang das Signal SF empfängt. An den Ausgängen dieser UND-Glieder treten Signale PACSUC und ABOPCK auf, die an ME gesendet werden, um zu signalisieren, ob das Paket korrekt empfangen worden ist oder nicht. Diese nächsten beiden Signale sperren über das ODER-Glied P39 und den Flipflop FF10 die UND-Glieder P36 und P37. Es ist klar, das daß erste Auftreten des Signals BEGDAT keinen Effekt auf P36 hat, das gesperrt ist, da das Signal STOPCK noch nicht abgegeben wurde.
Nach Fig. 15 umfaßt die logische Schaltung CTC, die die durchgeschaltete Informationssendung steuert, drei Abschnitte, von denen der erste Signale CENATX1 . . . CENATXh (h = Maximalzahl von dem Knoten zugeordneten Kanälen) zum Ansteuern von Steuereinheiten von Sendespeichern für diese Information in ME erzeugen soll, der zweite das Senden der von ME übertragenen Information durch MAU auf einem Leiter 3a einschalten und das Ende der Aktivität des Knotens signalisieren soll und der dritte in·MAU das Senden der Signale SC, SCV in Abhängigkeit davon, ob die Kommunikation starr oder dynamisch verwaltet ist, steuern soll.
Der erste Abschnitt besteht aus einem Schieberegister SH3 mit h Positionen, das durch CACRIG aktiviert ist und so konstruiert ist, daß es sequenziell an seinen Ausgängen eine logische i präsentiert, beginnend vom Zeitpunkt des Eintreffen eines Schiebebefehls NEXTCH (von der Position h zur Position 1), der von MAU gesendet wird, um das Senden der für einen Kanal wichtigen Information durch den entsprechenden Speicher in ME zu fordern.
Der zweite Abschnitt besteht ebenfalls aus einem Schieberegister SH4 analog zu SH1 (Fig. 13). SH4 wird wird von Signalen CACRIG und NEXTCH in gleicher Weise wie SH1 von PACRIG und NEXTP gesteuert. Die Ausgänge von SH4 sind mit einem ODER-Glied P40 verbunden, das dem ODER-Glied P29 (Fig. 13) analog ist und dessen Ausgangssignal das Signal CTXENA und, in einem Inverter I5 invertiert, das Signal EAEC bildet.
Diese Signale haben die gleiche Bedeutung und die gleichen Effekte wie PTXENA und EAEP in Fig. 13.
Weiterhin wird das Signal, das zu jedem Zeitpunkt am Ausgang des Schieberegisters SH4 vorliegt und dem Bit höchster Wertigkeit (CTXSTA0) entspricht, als Signal CHS zu MAU gesandt, wobei es den Zustand der Aktivität des zu sendenden Kanals anzeigt. Im Fall der Unaktivität verhindert der logische Wert 0 von CHS den Aufbau der Verbindung zwischen MAU und dem Speicher für den Datentransfer. Verständlicherweise gibt es, da die Schaltungsaktivität nicht unterbrochen ist, keine Möglichkeit einer Zurückverschiebung wie bei SH3; außerdem kann jedes Bit CTXSTA 1 oder 0 sein, da unter aktiven Schaltungen auch vorübergehend unaktive Schaltungen vorhanden sein können.
Der dritte Abschnitt umfaßt ein Schieberegister SH5 identisch dem Schieberegister SH4. Seine Zellen speichern eine Bitkonfiguration CTXSTB0 . . . CTXSTBh, wobei das erste Bit immer 0 ist, wie CTXSTA0, und die anderen jeweils einem der Kanäle zugeordnet sind und durch ihren logischen Wert 0 anzeigen, ob der entsprechende Kanal eine starre oder eine dynamische Verwaltung hat. Beispielsweise zeigt der logische Wert eine dynamische Verwaltung und der logische Wert 1 eine starre Verwaltung an. Die Signale CACRIG und NEXTCH sind Lade- und schiebebefehle auch für SH5. Das am Leiter, der von der Zelle entsprechend dem Bit höchster Wertigkeit (CTXSTB0) ausgeht, vorhandene Signal ist das Signal SCE; das selbe Signal, in I6 invertiert, entspricht SCVE. Es ist zu beachten, daß MAU die Signale SCE, SCVE nicht beachtet, bevor es NEXTCH sendet.
Die logische Schaltung CTC dient auch dazu, an MAU das Ende einer Durchschaltung zu signalisieren (Signal CENDTX, in Fig. 7 angezeigt): Dieses Signal kann als logisches ODER von den Signalen erhalten werden, die die gleiche Bedeutung haben, von Speichersteuereinheiten für die einzelnen Kanäle emittiert werden und von MAU dazu verwendet werden, das Signal NEXTCH zu erzeugen.
Nach Fig. 16 soll die logische Schaltung CRC zum Steuern des durchgeschalteten Empfangs in ME die Speicherung der auf einem Leiter 3b vorliegenden Information, die sich auf verschiedene Kommunikationen bezieht, aktivieren. Unter der Hypothese, daß ME gleichzeitig k Kommunikationen durchführen kann (und somit k Speicher für empfangene durchgeschaltete Information umfaßt), umfaßt CRC k Elemente, die von den Signalen ENARX1 . . . ENARKk, DIRX1 . . . DIRXk, die von der Steuerlogik von ME geliefert werden, an- und abgeschaltet werden und die ein Einschaltsignal CENARK1 . . . CENARXk für die Steuereinheit des betreffenden Speichers abgeben.
Jedes dieser Elemente umfaßt ein Register RCBi (i = 1 . . . k), das auf die Steuerung durch das entsprechende Signal ENARXi eine Bitkonfiguration NCRX speichert, die von ME geliefert wird und des Zahlenpaar n1, n2 widergibt, das die einzelnen Kommunikationen identifiziert. Diese Bitkonfiguration wird von RCBi einem jeweiligen Komparator CPi eingespeist, der sie mit den von zwei Zählern CN5, CN6 gelieferten Werten vergleicht und ein Ausgangssignal abgibt, wenn die beiden Zahlenpaare gleich sind.
Der erste dieser Zähler liefert die Zahl n1 des zu einem gegebenen Zeitpunkt im Durchschaltbereich aktiven Knotens und wird somit vom Signal SF gestartet und von den Signalen SR oder CR (das über ein ODER-Glied P41 empfangen wird) gestoppt wird und die von SNA (Fig. 7) eintreffende Signale NODC zählt.
Der zweite Zähler soll die Zahl n2 der innerhalb der Aktivitätsperiode liegenden Kanäle zählen und wird somit durch das Signal NODC gesetzt und durch die Signale CR oder SR angehalten und zählt die von einem ODER-Glied P42 empfangenen Signale SC oder SCV.
Das Ausgangssignal des Koparators CPi kann während des Durchschaltbereichs als Signal CENARXi über ein UND-Glied PAi abgegeben werden, solang der entsprechende Kanal aktiv ist. Folglich empfängt das Glied PAi als Aktivierungssignale das am Ausgang Q eines Setz-Rücksetz-Flipflops FF11 auftretende Signal. FF11 wird gesetzt durch SF und zurückgesetzt durch SR oder CR und das am Ausgang eines Setz-Rücksetz-Flipflops FSi auftretende Signal, wobei FSi durch ENARXi gesetzt und durch das die Kanalabschaltung anzeigende Signal DIRXi zurückgesetzt wird.
Wie berichtet, ergibt sich durch das Festhalten (abgesehen von Fehlern) des Primärknotens im allgemeinen eine Pause Tp in Übereinstimmung mit der Rundenunterbrechung. Diese Pause kann beseitigt werden, indem die Aufgabe des Primärknotens einem Knoten zugewiesen wird, der in jedem Rahmen verschieden sein kann.
Im einzelnen unterbricht der Knoten mit dem Recht auf Zugang (noch nicht abgeschlossen), der den Beginn des neuen Rahmens noch nicht festgestellt hat, jedoch den Ablauf der Zeit Z-Tp feststellt oder bereits festgestellt hat, die Paketübermittlung, sofern eine läuft, wie zuvor, er nimmt jedoch sofort die Funktionen des Primärknotens an, indem er die Rahmenanfangsfahne sendet, und startet die Durchschaltaktivität. Auf diese Weise können auch die zwischen dem neuen Primärknoten und dem Knoten, der vorher das Rahmensignal erzeugt hatte, liegenden Knoten, anstatt für die Zeit Tp in ihrer Aktivität gesperrt zu sein, sofort das Senden der Durchschaltinformation starten, indem sie ihre Aktivität im neuen Rahmen, der gerade gebildet wird, anordnen. Durch das Ändern des Primärknotens ändert sich die Knotenzugangsreihenfolge in jedem Rahmen; offensichtlich ist der neue Primärknoten auch derjenige, der als erster im Paketbereich Zugang zur Leitung nimmt. Diese Zugangstechnik erfordert, daß nur der Rahmenanfang signalisiert wird. Der Anfang und die Dauer der Paketrunden brauchen nicht länger unterschieden zu werden, da der Knoten, dessen Senden von Paketen unterbrochen worden ist, der neue Primärknoten wird und folglich automatisch der erste ist, der Zugang im neuen Paketbereich hat. Auch der Beginn des Paketbereichs braucht nicht signalisiert zu werden, da das einfache Zählen der Zahl von Knoten, die Zugang gehabt haben, die Bestimmung des Endes des Durchschaltbereichs ermöglicht.
Jedoch kann das explizite Vorhandensein eines Bereichsgrenzensignals die Überwachung des Netzbetriebs erleichtern.
Als Konsequenz des möglichen Übergangs der Funktionen des Primärknotens ergibt sich eine Verminderung (um eine Zeit, die kürzer oder gleich Tp ist) der Rahmendauer für alle Knoten vom neuen Primärknoten hinauf bis zu dem Knoten, der unmittelbar dem früheren Primärknoten vorausgeht. Dies resultiert nur in einer verminderten Menge von Information, die sich auf die Durchschaltkommunikationen bezieht, die in den Speichern ME in einem Rahmen geschrieben oder gelesen werden. Dies bringt jedoch keine Probleme mit sich, wenn in Betracht gezogen wird, daß diese Speicher so ausgebildet sind, daß sie eine Übertragung mit variablem Band ermöglichen.
Der weitere Effekt der praktischen Verwirklichung ist der, daß das Fehlen der starren Periodizität der Rahmenanfangsfahne, die vorher stets von derselben Station emittiert und für sich als synchronisierendes Element gebildet worden war, die Aufgabe der Wiederherstellung des Synchronismus kritischer machen kann.
Fig. 17 zeigt vier aufeinanderfolgende Rahmen gemäß der beschriebenen Ausführungsweise, bezogen auf die Knotenempfänger eines Netzes, von dem der Einfachheit halber angenommen wird, daß es vier Knoten umfaßt.
Der für diese angewandte Symbolismus ist der gleiche, wie er für die Fig. 2 bis 5 angenommen wurde, so daß also Ci, Pi die Durchschalteaktivität bzw. die Paketaktivität des i-ten Knotens bedeutet und Fi, Ri die Rahmenanfangsfahne bzw. die Bereichsgrenzenfahnen (die als explizit gesendet angenommen werden), die vom i-ten Knoten eingesetzt wurden, angeben. Gestrichelte Schräglinien zeigen für die verschiedenen Knoten das Ende der Zeit Z-Tp und somit die mögliche Notwendigkeit des Übergangs der Primärknotenfunktion an.
Der Primärknoten des ersten dargestellten Rahmens ist der Knoten 1 und die Zeit Z-Tp endet, während der Knoten 3 in einer Paketrunde aktiv ist.
Der Knoten 3 sendet also nur einen Teil P3* seiner Pakete, gefolgt von einer Rahmenanfangsfahne F3. Ersichtlich dauert für die Knoten 3 und 4 der erste Rahmen dann nur Z-Tp, während er für die Knoten 1 und 2 Z dauert. Es ist zu beachten, daß keine Gefahr einer Duplizierung der Rahmenanfangsfahne besteht, da der Knoten 1 weiß, daß er dieses Signal nicht einzuführen braucht, da die Unterbrechung nicht in Übereinstimmung mit seiner Runde des Zugangs erfolgt ist.
Im zweiten Rahmen ist der Hauptknoten der Knoten 3 und der Zugang findet in der Reihenfolge 3-4-1-2 statt; es ist klar, daß der Knoten 3 das Paket R3 senden muß, gefolgt vom Rest seiner Paketaktivität P3** usw., in der gleichen Reihenfolge wie für die Durchschaltungen.
In diesem zweiten Rahmen endet die Zeit Z-Tp für alle Knoten zu einem Zeitpunkt, zu dem keiner der Knoten sendet, und der Knoten 3 hat als erster nach dem Ablauf dieser Zeitspanne das Recht des Zugangs. Im dritten Rahmen ist dann der Primärknoten noch der Knoten 3 und die Vorgänge werden wie im zweiten Rahmen ausgeführt. Der einzige Unterschied ist, daß der Knoten 3 seine gesamte Paketaktivität und nicht nur die Restaktivität sendet. In dieser dritten Rahmenzeitperiode läuft die Zeit Z-Tp während des Sendens von P1 ab, und somit erfolgt der Transfer der Primärknotenfunktionen zum Knoten 1 am Ende des ersten Rahmens statt. Schließlich läuft der vierte Rahmen ab, und zwar wiederum während keiner der Knoten sendet, und es ergibt sich folglich eine Situation analog derjenigen am Ende des zweiten Rahmens.
Ersichtlich zeigt bei dieser Ausführung ein Knoten nur eine einzige Unaktivitätsperiode in den Paketrunden in Übereinstimmung mit dem Zugang zur Leitung, während es die Unaktivitätsperiode in Übereinstimmung mit den unterbrochenen Runden nicht mehr gibt.
Es ist hinzuzufügen, daß jeder Knoten die Identität des als Primärknoten dienenden Knotens auf der Basis der Rahmenaktivität feststellen kann, da das Zugangsrecht durch eine zyklische Zählung (wie noch genauer gezeigt wird) und nicht durch eine Zählungsrückstellung bei jedem Rahmen erkannt wird. Jedoch kann das Signal F zur besseren Zuverlässigkeit und auch zur erleichterten Aktivierung eines neuen Knotens oder zur Reaktivierung eines Knotens beispielsweise nach einem Ausfall die Angabe des Knotens enthalten, von dem es emittiert worden ist, wobei diese Angabe periodisch durch alle Knoten überprüft wird.
Bei Verwendung der soeben beschriebenen Ausführung ist der Block DT in APH (Fig. 7) nicht mehr notwendig. Da der Knoten, der das Paketsenden unterbrechen muß, der Primärknoten wird und die Rahmenanfangsfahne F zu senden hat, kann der Befehl FE zur Emission des Signals F die Funktionen ausführen, die vorher von ABOTR ausgeführt wurden.
Der Rest des Blockdiagramms von APH gleicht nämlich dem von Fig. 7, mit Ausnahme einiger Unterschiede in den Eingangs-Ausgangssignalen, wie sich aus der ins einzelne gehenden Beschreibung der an der Protokollausführung beteiligten Blöcke ergibt, welches diejenigen Blöcke sind, die unabhängig vom Rahmenbereich arbeiten.
Die Blöcke FG1, CE1, AR1 (entsprechend den Blöcken FG, CE, AR von Fig. 7) sind im einzelnen dargestellt, da ihre Struktur verändert ist. Derjenige Block, der die gleichen Funktionen wie SNA ausführt, ist im Aufbau nicht verändert, er wird jedoch vom Signal R (anstelle von SR und CR) gestartet, während ABOTR unter den Stopsignalen fehlt.
Gemäß Fig. 18 soll der Rahmensignalgenerator FG1 Befehle FE, RE für die Emission der Signale F, R erzeugen, von denen ersterer auch die Funktionen des Signals STOPTX ausführt, das von AR im Schaltplan nach Fig. 7 emittiert wird, um die Paketrunde zu unterbrechen.
Zu diesem Zweck gibt es zwei Zähler CN7, CN8. Der erstere, der vom Signal F oder FE (Glied P43) gestartet wird, zählt die Impulse des Signals CKS bis zu einem ersten Wert entsprechend der Zeit Z-Tp und bis zu einem zweiten Wert, der anzeigt, daß die Zeit Z überschritten worden ist. Die beiden Übertragssignale werden an zwei Ausgängen CO1, CO2 abgegeben. Das Signal an CO1, das in einen Flipflop FF12 eingespeist wird, wird zum Signal FE, das am Ausgang eines UND-Glieds P44 auftritt, wenn die Zeit Z-Tp abläuft, während der Knoten noch das Zugangsrecht im Paketbereich hat: Diese Situation wird von einem Setz-Rücksetz-Flipflop FF13 signalisiert, der von PACRIG gesetzt und von EAEP zurückgesetzt wird. Das Signal an CO2 ist ein Alarmsignal AL1, das von höheren Knotenebenen ausgewertet wird, und zeigt an, daß die normale Rahmendauer Z überschritten worden ist. Das Alarmsignal AL1 oder das Ausgangssignal von P43 wirken als Rücksetzsignale für FF12 (ODER-Glied P45).
Der von F gestartete zweite Zähler CN8 zählt die Signale NODC; auch dieser Zähler weist zwei Übertrags-Ausgänge CO3, CO4 auf, von denen der erste aktiviert wird, wenn die Zählung von CN8 die Zahl n der Knoten erreicht, und der zweite, wenn die Zählung diese Zahl überschreitet. Auch das an CO4 auftretende Signal ist ein Alarmsignal (AL2), das zu höheren Vorrichtungsebenen gesendet wird. Das an CO3 auftretende Signal wird als Signal RE über ein UND-Glied P46 abgegeben, das bei Abwesenheit von FE (Inverter I7) durch das Ausgangssignal eines Flipflops FF14 durchgeschaltet wird, der durch FE gesetzt und durch R zurückgesetzt wird.
Nach Fig. 19 besteht der das Signal NORETR erzeugende Block CE1 aus einem einfachen Setz-Rücksetz-Flipflop FF15 analog FF3 (Fig. 10); FF15 empfängt am Setzeingang die Signale CACRIG, PACRIG, RESPTX, FE und RE (ODER-Glied 47) und wird durch sein Ausgangssignal in Übereinstimmung mit der nachlaufenden Flanke von EA (Signal EA) über ein UND-Glied P48 zurückgestellt. Die Verzögerung erlaubt auch die Extraktion des Signals EA.
Nach Fig. 20 gibt die Schaltung AR1 zum Erkennen des Zugangsrechts auch die Signale CACRIG, PACRIG und RESPTX ab; das Signal STOPTX muß nicht mehr abgegeben werden, seine Funktionen werden, wie erläutert, von FE wahrgenommen. Die Schaltung AR1 basiert auf einem Modulo-n-Zähler CN9, der von einem Signal ENCONT (das von den höheren Ebenen des Knotens abgegeben wird) aktiviert wird und zyklisch die Signale NODC zählt (n = Zahl der Knoten). Wird ein Knoten aktiv (zum ersten Mal oder nach einer Unterbrechung), so muß er über die Identität des Primärknotens informiert werden, und zu diesem Zweck beginnt die erste Zählung nach dem Anfang oder der Fortsetzung der Aktivität von einem Wert VALCONT (der in der Praxis der Seriennummer des Primärknotens entspricht), der auf Befehl eines Signals INITC, das ebenfalls von höheren Ebenen des Knotens emittiert wird, geladen wird. Der Ausgang von CN9 ist mit einem Komparator CM3 verbunden, der Funktionen identisch denen von CM1 (Fig. 12) hat und dessen Ausgangssignal seinerseits in die Signale CAGRIG, PACRIG und RESPTX umgewandelt wird, mit Modalitäten gleich denen, die für AR beschrieben wurden.
Zu diesem Zweck sind UND-Glieder P49 bis P52, ein Inverter I8 und Flipflops FF16 und FF17 vorhanden, die Funktionen gleich denen der Vorrichtungen P20, P21, P23, P24, I2, FF5 und FF6 von Fig. 12 ausführen.
Aufgrund der unterschiedlichen Rundenorganisation wird der Flipflop FF16, der eine Unterscheidung zwischen dem Durchschaltbereich und dem Paketbereich macht, durch die Signale F oder FE (ODER-Glied P53) gesetzt und durch das Signal EAEC zurückgesetzt.
Bei einer Variante für die beiden beschriebenen Protokollausführungen kann für die Erkennung des Zugangsrechts ein Markenvorbeilaufmechanismus verwendet werden. Der Mechanismus ist im Grundsätzlichen der klassische Mechanismus, für den ein Knoten vor dem Zugang auf die Feststellung der Marke wartet, sie für den Zugang wegnimmt, seine eigene Aktivität einsetzt und dann die Marke wieder nach seiner Aktivität emittiert.
Ein Knoten, der keinen Zugang schaffen kann oder will, extrahiert einfach die Marke nicht: Auf diese Weise werden keine Unaktivitätsperioden erzeugt und das Signal EA muß nicht von den Knoten gesendet werden, die keine Information zu senden haben.
Es ist dann klar, daß die Zählung der Knoten, die den Zugang erhalten haben, unmöglich gemacht ist und somit das explizite Senden der Identität des sendenden Knotens notwendig wird, um während des Empfangs die Zuordnung zwischen der Kommunikation und einem Knoten zu ermöglichen.
Diese Anzeige wird als erste Information gesendet, der ein Signal SC vorausgeht.
Für beide Bereiche kann eine gleiche Marke verwendet werden, oder es können zwei Marken verwendet werden, eine für den Durchschaltbereich und eine für den Paketbereich.
Durch einen derartigen Mechanismus sind Fahnen für die Bereichsgrenze (RB) und für den Start oder die Fortsetzung der Paketrunde nicht mehr erforderlich. Tatsächlich sendet unter der Voraussetzung, daß die Marken für die beiden Bereiche unterschiedlich sind, der erste Knoten, der den Zugang im Durchschaltbereich hat, die Marke, die von den anderen Knoten weggenommen und nach der Aktivität wieder angeordnet wird: Wenn der erste Knoten die Marke des Durchschaltbereichs empfängt, bedeutet dies, daß dieser Bereich geendet hat und somit dieser Knoten seine Pakete senden kann. Ist die Marke gleich, so zeigt ihr erstes Wiederauftreten das Ende des Durchschaltbereichs und das folgende Wiederauftreten das Ende der Paketrunde an.
Die Rahmenanfangsfahne wirkt sowohl als synchronisierendes Ereignis, um die Berechnung des Intervalls Z-Tp zu erleichtern (dessen Zählung anderenfalls vom Beginn der Erkennung der ersten der Paketaktivität folgenden Durchschaltaktivität beginnen sollte), als auch hauptsächlich zur Vermeidung der für Markendurchlaufsysteme typischen Nachteile (Markenverlust oder Markenverdoppelung), die auf diese Weise nur den Rahmen, in dem sie auftreten, betreffen.
Fig. 21 zeigt analog zu Fig. 17 die Rahmenorganisation bei dieser Abwandlung, angewandt auf die Ausführungsform nach Fig. 17 bis 20. Hierbei wird eine einzige Marke für beide Bereich verwendet und es ist vorausgesetzt, daß die Bereichsgrenzenfahne R explizit gesendet wird.
Wie in der Fig. gezeigt ist, ist der Primärknoten im ersten Rahmen der Knoten 1, der die Rahmenanfangsfahne F1, seine Durchschaltaktivität C1 und die Marke T einsetzt. Die Knoten, die Durchschaltaktivität zu senden haben (beim dargestellten Beispiel nur der Knoten 2), nehmen die Marke weg, setzen ihre Aktivität ein und setzen dann die Marke wieder ein.
Wie vorher, nimmt jeder Knoten am Ende des Rings seine Aktivität wieder heraus. Wenn der Knoten 1 T entdeckt, entfernt er es und setzt eine Bereichsgrenzenfahne R1, seine Pakete und die Marke T ein; die folgenden Knoten, die Pakete zu senden haben (im Beispiel nur der Knoten 4), fahren fort wie im Durchschaltbereich, indem sie T extrahieren und ihre Aktivität einsetzen, der wieder T folgt.
Die Zeitspanne Z-Tp endet, während der Knoten N1 wieder den Zugang hat. Es wird angenommen, daß der Knoten die Marke T bereits entfernt und einen Teil P1* seiner Pakete bereits gesendet hat. Die Vorgänge werden dann wie im ersten Rahmen wiederholt. Der zweite und der dritte Rahmen zeigen keine Besonderheit.
In Übereinstimmung mit dem vierten Rahmen hat der Primärknoten (der Knoten 3 in diesem Rahmen) T zu extrahieren, das Signal R3 einzusetzen und T wieder einzufügen, selbst wenn er keine Pakete zu senden hat, während die anderen Knoten unter gleichen Bedingungen nichts zu veranlassen haben, als nur die empfangene Information wieder zu senden. Offensichtlich arbeitet ein Knoten ohne Durchschaltaktivität, der Primärknoten werden soll, in gleicher Weise.
Aufgrund des Markendurchlaufmechanismus ist es zweckmäßig, eine Verzögerung zwischen dem Empfänger und dem Sender jedes Knotens einzuführen, um die Markenerkennung und die Entscheidung, die Aktivität zu senden, zu ermöglichen. Fehlt diese Verzögerung, so sind veränderliche Unaktivitäts-Zeitspannen zwischen den von zwei aktiven Knoten eingefügten Informationen möglich. Nach Fig. 21 ist vorausgesetzt, daß die Verzögerung eingeführt wurde, was der Grund dafür ist, daß der Sendevorgang als gleichzeitig mit dem Vorgang der Extraktion der Marke dargestellt ist.
Es ist festzuhalten, daß bei bekannten Markendurchlaufsystemen für Netze mit integrierten Diensten die Information als Pakete übertragen wird und es weder eine Unterscheidung zwischen den beiden Bereichen noch eine Rundenorganisation gibt: ein Knoten kann den Zugang nur zum Senden von Paketen haben, die sich auf Kommunikationen mit Kontinuitätscharakteristiken beziehen, wenn die Zeit, die seit der letzten Feststellung der Marke durch den Knoten verstrichen ist, einen gegebenen Wert überschreitet.
Die Fig. 22 bis 27 zeigen die Schaltpläne von APH und von einer Anzahl ihrer Blöcke für die Anwendung der Erfindung in einem Lokalbereichsnetz, bei dem der Zugang durch die Verwendung einer Marke erkannt wird. Blöcke, die die gleichen Funktionen wie diejenigen von Fig. 7 haben, sind mit den gleichen Bezugsbuchstaben bezeichnet, denen die Ziffer 2 folgt.
Wie Fig. 22 zeigt, ist der die Knoten, die den Zugang hatten, zählende Block SNA durch einen Block CT ersetzt, der die Einfügung und Extraktion der Marke durch die Vorrichtungen von MAU (Fig. 1) steuert. In Abhängigkeit davon, ob der Netz-Primärknoten fest oder variabel ist, ist der Block DT vorhanden oder nicht. Fig. 22 bezieht sich auf letzteren Fall.
Die Bedeutung der nur bei dieser Ausführung auftretenden Signale ergibt sich aus den folgenden ins einzelne gehenden Beschreibungen von Blöcken AR2, CT, CE2, PTC2 und CRC2. Die anderen Blöcke werden nicht beschrieben, da sie nicht oder kaum verändert sind.
Bei der beschriebenen Schaltungsverwirklichung wird davon ausgegangen, daß MAU (Fig. 1) an APH auf die Markenerkennung hin ein Signal T abgibt, um die Marke während der Zeit festzuhalten, die notwendig ist, um das eventuelle Bedürfnis für den Zugang zur Leitung zu erkennen, und die Marke nach dieser Zeitspanne dann wieder sendet, wenn der Knoten keine Information senden soll.
Soll der Knoten jedoch Information senden, so empfängt MAU von APH Befehle EXT, TE für das Extrahieren und Senden der Marke.
Unter diesen Voraussetzungen zeigt Fig. 23 den Block AR2 zur Erkennung des Zugangsrechts. AR2, wie auch AR1, gibt die Signale CACRIG, PACRIG und RESPTX ab und besteht im wesentlichen aus einem Flipflop FF18, der die Information speichert, ob der Durchschaltbereich oder der Paketbereich des Rahmens läuft. Zu diesem Zweck wird FF18 von F oder FE (Verknüpfungsschaltung P54) gesetzt und von R oder RE (Verknüpfungsschalter P55) zurückgesetzt. In Abhängigkeit davon, welcher der beiden Ausgänge von FF18 aktiv ist, wird bei Eintreffen des Signals T CACRIG (Verknüpfungsschaltungen P56, P58) oder PACRIG (Verknüpfungsschaltung P57) emittiert. Es ist zu beachten, daß für den Primärknoten das Signal CACRIG das Signal FE ist; deshalb ist das ODER-Glied P58 vorhanden, das FE und das Ausgangssignal von P56 empfängt.
Gemäß Fig. 24 hat die Schaltung CT die Aufgabe, MAU mit den Befehlen EXT, TE für die Extraktion und das Wieder-Senden der Marke zu beliefern.
Die Extraktion der Marke wird gesteuert, nachdem CT das Signal T empfangen hat, wenn es tatsächlich Aktivität gibt oder im Fall des Primärknotens. Deshalb wird das Signal EXT als Ausgangssignal eines UND-Glieds P59 abgegeben, das mit einem Eingang mit dem Ausgang Q eines von T gesetzten Flipflops FF19 und mit dem anderen Eingang mit dem Ausgang eines ODER-Glieds P60, das die Signale PTXENA, CTXENA, FE und RE empfängt, verbunden ist.
Im Fall der Unaktivität wird FF19 durch sein Ausgangssignal über ein Verzögerungselement DL zurückgesetzt.
Für die Emission von TE wird das Signal EXT an den Eingang eines zweiten Flipflops FF20 gegeben, dessen Ausgangssignal ein UND-Glied P61 dazu ansteuert, ein Signal TE1, das entweder vom Block CTC2 oder vom Block PTC2 mit den im folgenden beschriebenen Modalitäten abgegeben wird, als Befehl TE durchzuschalten.
Zum Zweck der Vereinfachung ist in dieser Fig. ebenso wie in Fig. 22 das Signal TE1, das von CTC2 abgegeben wird, nicht unterschieden von diesem Signal TE1, das von PTC2 abgegeben wird, da die Funktionen dieselben sind.
Nach Fig. 25 gibt die die Information unterdrückende Schaltung CE2 das Signal NORETR dann ab, wenn der Knoten Aktivität oder zu sendende Rahmensignale hat. Zu diesem Zweck ist das Signal NORETR das Ausgangssignal eines Flipflops FF25, der von EXT gesetzt wird.
Das Signal NORETR wird mit verschiedenen Modalitäten in Abhängigkeit davon, ob der Knoten ein allgemeiner Knoten oder der Primärknoten ist, zurückgesetzt. Im letzteren Fall ist es notwendig, zu unterscheiden, ob der Knoten nur Rahmensignale übertragen hat oder auch Durchschalt- und/oder Paketaktivität gesendet hat, und die Modalitäten zu prüfen, gemäß denen ein Knoten zum Primärknoten wird.
Im ersteren Fall wird FF25 durch ein Signal EA* (was das Signal EA ist, das so verzögert ist, daß es seine Unterdrückung durch CE ermöglicht) über ein UND-Glied P69 und ein ODER-Glied P70, die mit dem Rücksetzeingang von FF25 verbunden sind, zurückgesetzt; die Verknüpfungsschaltung P69 wird durch Befehle SCE oder SCVE (ODER-Glied P71) über einen durch diese Befehle gesetzten Flipflop FF26 aktiviert.
Im zweiten Fall, wenn der Primärknoten nur die Rahmensignale sendet, wird NORETR durch Signale F*, R* (nämlich von verzögerten Signalen F, R) über ein ODER-Glied P72 und ein UND-Glied P73, die mit einem zweiten Eingang von P70 verbunden sind, zurückgestellt; das UND-Glied P73 wird über den Ausgang des Flipflops FF26 aktiviert, der durch die Signale FE, RE (ODER-Glied P74) zurückgesetzt wird.
Sendet der Primärknoten auch Aktivität, so wird seine Voreinstellung zum Zurücksetzen von NORETR durch den Ausgang von FF26 rückgängig gemacht durch den ersten Befehl SCE, der dem Rahmensignal folgt, und die Schaltung richtet sich darauf ein, das Zurücksetzen von NORETR durch EA zu ermöglichen.
Diese Anordnung berücksichtigt auch die Tatsache, daß bei Ablauf der Zeit Z-Tp die Rahmenanfangsfahne FE emittiert werden kann, bevor das Signal EA das Ende der Paketaktivität anzeigt; in diesem Fall ist ein Doppelschalten von FF26 möglich (wenn es nach FE notwendig ist, Durchschaltaktivität zu senden) oder wird FF26 einfach zurückgesetzt, um das Zurücksetzen von NORETR durch F* zu ermöglichen.
Nach Fig. 26 umfaßt die Schaltung PTC2, die das Senden von Paketen steuert, alle Elemente von PTC (Fig. 13), da sie wie PTC die Signale EAEP und PTXENA erzeugt.
Diese Elemente sind mit gleichen Bezugssymbolen wie in den vorhergehenden Fig. bezeichnet.
Zusätzlich sind jedoch Vorrichtungen zum Erzeugen eines Signals TE1, das CT vorsetzt, um TE zu erzeugen, wenn der Knoten das Recht auf Zugang im Paketbereich hat, und Vorrichtungen zum Sperren der Emission von EAEP bei Abwesenheit einer Aktivität hinzugefügt.
Für dieses Sperren ist der Ausgang von I4 mit einem UND-Glied P62 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang Q eines Flipflops FF21 verbunden ist, der sich normalerweise im zurückgesetzten Zustand befindet und der vom Signal PTXENA gesetzt und von einem Signal EAEP*, das das aus Stabilisierungsgründen leicht verzögerte Signal EAEP ist, zurückgesetzt wird.
Das Signal TE1 ist andererseits das Ausgangssignal eines ODER-Glieds P63 und wird nach der Emission von EAEP abgegeben, wenn der Knoten Pakete zu senden hat, oder bei Abwesenheit einer Aktivität jedesmal dann, wenn der Knoten das Recht auf Zugang hat. Die Verknüpfungsschaltung P63 empfängt also als Eingangssignale das die Signale EAEP* und das Ausgangssignal eines UND-Gliedes P64, das einen Eingang mit dem Ausgang von FF21 verbunden hat und am anderen Eingang ein Signal FX* empfängt, das das von P31 ausgehende Signal FX ist, das so verzögert ist, daß die eventuelle Emission von EAEP ermöglicht ist.
Die für PTC2 beschriebenen Änderungen wiederholen sich in CTC2, das somit nicht extra gezeigt wird.
Nach Fig. 27 umfaßt die Schaltung CRC2, die den Empfang von durchgeschalteter Information steuert, die selben Vorrichtungen wie CRC mit Ausnahme des Zählers CN5 zur Erzeugung von n1, der durch eine logische Schaltung ersetzt ist, die zu geeigneten Zeitpunkten die explizit gesendete Zahl n1 extrahiert und speichert. Für die Beschreibung dieser logischen Schaltung wird angenommen, daß auch dem Senden der Bits von n1 ein Signal SC vorausgeht.
Ein mit dem Leiter 3b verbundenes Schieberegister SH6 lädt seriell die Bits Q*&sub0; . . . Q*N, die diese Zahl wiedergeben, und liefert sie an ein Register RE2, das sie wieder abgeben kann, nachdem es das letzte Bit Q*&sub0; geladen hat. Das letztere Bit wirkt auch als Rückstellung für CN6 anstelle von NODC, das offensichtlich nicht vorhanden ist.
Das Schieberegister SH6 soll nur im Durchschaltbereich arbeiten und nur diejenigen Bits laden, die vom ersten Signal SC angegeben sind. Der Durchschaltbereich wird von einem Flipflop FF22 festgestellt, das von F gesetzt und von R zurückgesetzt wird. Das am Ausgang Q von FF22 auftretende Signal setzt einen zweiten Flipflop FF23 über ein UND-Glied P65 und ein ODER-Glied P66. Das UND-GLied P65 wird vom Signal EA durchgeschaltet und das ODER-Glied P66 empfängt an einem zweiten Eingang das Signal F. Der Ausgang Q von FF23 schaltet ein UND-Glied P67 zum Durchlaß des Signals SC durch, das aufgrund der vorhergehenden Schaltungen das erste Signal einer Sendung ist.
Das Signal SC wird als Signal BEGDAT2 verwendet, um das Schieberegister SH6 zurückzustellen und einen dritten Flipflop FF24 zu setzen, dessen Ausgang Q ein UND-Glied P68 zum Durchlaß des Taktsignals CKS durchschaltet, das die Verschiebung in SH6 steuert. FF23 wird vom Signal BEGDAT2 mit einer gewissen Verzögerung zurückgesetzt, wie durch einen Inverter 110 angedeutet ist, und FF24 wird durch Q*N zurückgestellt.
Hinsichtlich der anderen Blöcke ist die Schaltung PRC2 identisch PRC (Fig. 14) mit der Ausnahme einer Änderung des Namens der Signale SF und SR. In FG2 fehlt das Gegen-Äquivalent zu CN8 (Fig. 18), der Flipflop entsprechend FF13 wird durch TE und nicht durch EAEP zurückgestellt, da das Recht auf Zugang eines Knotens nur nach dem Wiederaussenden der Marke durch den Knoten vollständig ausgewertet wird, und die RE erzeugende Verknüpfungsschaltung wird durch das Signal T aktiviert, das das Ende der Durchschaltung anzeigt, da der Primärknoten nach der Durchschaltaktivität des letzten Knotens wieder die Marke sieht.
Es ist klar, daß das Beschriebene nur ein nicht beschränkendes Beispiel angibt und Variationen und Änderungen möglich sind, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise kann in der Ausführungsform mit dem festen Primärknoten das Signal ABOTR (Fig. 7) nur durch den Primärknoten erzeugt werden und zu allen anderen Knoten gesendet werden. Dieses Signal wird dann eines der Rahmensignale. Auf diese Weise kann der Block DT auch bei dieser Ausführungsform weggelassen werden.
Zusätzlich kann bei den Ausführungsformen, bei denen das Recht auf Zugang durch die Markendurchlauftechnik erkannt wird, die Marke implizit sein, indem also ein Knoten das Recht auf Zugang erkennt, da nach einem Signal EA keine Aktivität stattfindet. In diesem Fall ist die Verzögerung zwischen dem Empfang und dem Wiederaussenden im Knoten notwendig, um das sofortige Senden des Signals SC durch den aktiven Knoten zu ermöglichen, ohne Unaktivitätsperioden zu bewirken. Außerdem muß der Knoten Information speichern, die anzeigt, ob er während des laufenden Rahmens Zugang gehabt hat oder nicht, um so zwischen dem Durchschaltzugang oder dem Paketzugang zu unterscheiden.

Claims

1. Verfahren für den asynchronen Zugang zu einem Hochgeschwindigkeitsnetz für einen örtlichen Bereich, das eine Ringsendeleitung (1) umfaßt, entlang der eine Mehrzahl von Knoten (N1 . . . Nn) angeordnet sind, die eine Signalregenerierung betreiben und an denen die gesendete Information in Hybridrahmen, welche eine Nachrichtenverbindungen mit Kontinuitätserfordernissen (Durchschaltbereich) zugeordnete Zone und eine Nachrichtenverbindungen, die dieses Erfordernis nicht aufweisen (Paketbereich), zugeordnete Zone enthalten, organisiert wird, wobei im Rahmen dieses Verfahrens die einzelnen Knoten des Netzes in jedem Rahmen zur Sendeleitung in Aufeinanderfolge Zugang haben und in den beiden Bereichen die gleiche Reihenfolge des asynchronen Zugangs aufrechterhalten, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Vermeidung einer Überlappung benachbarter Rahmen im Paketbereich jedes Rahmens, beginnend mit einem Zeitpunkt, der dem Rahmenende um eine gegebene Zeitspanne voreilt, das Paketsenden durch den Knoten, der zu diesem Zeitpunkt das Recht des Zugangs hat, oder durch die Knoten, die von diesem Zeitpunkt an bis zum Beginn des neuen Rahmens das Recht zum Zugangs haben würden, sperrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegebene Zeitspanne gleich derjenigen Zeit (Tp) ist, die für die von einem Knoten abgegebene Information erforderlich ist, um zu diesem abgebenden Knoten zurückzukehren.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Sperren im Durchschaltbereich eines neuen Rahmens die Knoten (N1 . . . Nn) den Zugang in der gleichen Reihenfolge wie im vorhergehenden Rahmen wieder aufnehmen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (Tp) nur in einem Primärknoten (Nn) gezählt wird, der zu jedem Rahmen nach Ablauf einer Zeit Z-Tp (wobei Z = Rahmendauer) nach Beginn des Rahmens Sperrsignale an die anderen Knoten sendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung des Sperrzeitpunkts von den verschiedenen Knoten einzeln und unabhängig durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wert (Tp) der gegebenen Zeitspanne während der Initialisierungsphase allen Knoten (N1 . . . Nn) des Netzes mitteilt und ihn durch ein Netzsteuerzentrum (NCC), das einem der Knoten (Nh) zugeordnet ist, periodisch fortschreibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wert (Tp) der gegebenen Zeitspanne während der Initialisierungsphase durch ein Netzsteuerzentrum (NCC) an die Knoten (N1 . . . Nn) des Netzes mitteilt und ihn durch einen Primärknoten (Nn) periodisch fortschreibt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Primärknotenfunktionen in jedem Rahmen von demjenigen Knoten aufgenommen werden, dessen Paketsendetätigkeit im vorhergehenden Rahmen bei Ablauf der gegebenen Zeitspanne unterbrochen worden ist, oder, wenn kein Knoten gesendet hat, durch den ersten Knoten mit Recht auf Zugang nach diesem Zeitpunkt aufgenommen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder aktive Knoten (N1 . . . Nn) am Ende seine Durchschaltinformation oder Paketinformation oder anstelle solcher Information ein Aktivitäts-Ende-Signal (EAEC, EAEP) abgibt und die Erkennung des Rechts auf Zugang zur Leitung dadurch stattfindet, daß man diese Signale und/oder eine Schutzzeit (Ta), die einen abgetrennten oder fehlerhaften Knoten anzeigt, zählt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Knoten (N1 . . . Nn) das Zugangsrecht durch Feststellung des Vorliegens einer Marke (T) auf der Leitung erkennt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder aktive Knoten am Ende oder anstelle seiner Paket- oder Durchschalt-Aktivität ein Aktivitäts-Ende-Signal (EAEP, EAEC) abgibt und das Zugangsrecht an mangelnder Aktivität nach dem Aktivitäts-Ende-Signal erkennt, und daß jeder Knoten Information, die anzeigt, ob er während des Rahmens schon Zugang hatte oder nicht, speichert, zum Erkennen, ob der Zugang im Durchschalt- oder im Paketbereich erfolgt.

12. Örtliches Netz mit einer Ringsendeleitung (1), das eine Mehrzahl von Knoten (N1 . . . Nn) mit Signalregenerierung umfaßt, die entlang der Leitung verteilt sind und jeweils eine den Zugang zur Leitung (1) verwaltende Vorrichtung (APH) aufweisen, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die den Zugang verwaltende Vorrichtung (APH) umfaßt: Einrichtungen (PRC, CRC, PTC, CTC; PRC2, CRC2, PTC2, CTC2) zum Steuern des Empfangens und Sendens der für die paketgeschalteten und/oder durchgeschalteten Kommunikationen wichtigen Information; Einrichtungen (AR; AR1; AR2) zum Erkennen des Rechts auf Zugang zur Leitung; Einrichtungen (CE1, CE2) für die Unterdrückung der den Lauf entlang dem Ring vollendet habenden Information; und, zumindest für einen Primärknoten, einen Rahmensignalgenerator (FG; FG1; FG2), der Befehle zum Senden geeignet kodierter Signale, die wichtige Vorgänge im Rahmen anzeigen, über die Leitung erzeugt; dadurch gekennzeichnet, daß die den Zugang verwaltende Vorrichtung (APH) weiterhin, zumindest für den Primärknoten, Einrichtungen (DT, FG; FG1; FG2) enthält, die im Paketbereich jedes Rahmens ein Signal erzeugen, das den Zeitpunkt des Beginns einer Zeitspanne gegebener Dauer, die sich bis zum Rahmenende erstreckt, anzeigt, und die das Paketsenden durch die Knoten, die während dieser Zeitspanne das Recht auf Zugang haben, sperren, wobei eine gleiche logische Schaltung (AR; AR1; AR2) in den beiden Bereichen des Rahmens das Zugangsrecht erkennt.

13. Örtliches Netz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß stets ein gleicher Knoten (Nn) als Primärknoten dient.

14. Örtliches Netz nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das Sperrsignal erzeugenden Einrichtungen nur im Primärknoten (Nn) gegenwärtig oder aktiv sind und aus dem Rahmensignalgenerator (FG; FG1; FG2) bestehen, der ein solches Sperrsignal an alle anderen Knoten sendet.

15. Örtliches Netz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die das Sperrsignal erzeugenden Einrichtungen (DT) in sämtlichen Knoten vorhanden oder aktiv sind und dieses Signal nur für den Knoten erzeugen, zu dem sie gehören.

16. Örtliches Netz nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärknoten (Nn) als letzter während des Rahmens Zugang zur Leitung hat und daß das Sperrsignal (ABOTR) durch den Befehl des Abgebens einer Rahmenanfangsfahne für den Primärknoten und durch das Ausgangssignal eines die Zeit Z-Tp zählenden Zählers für die anderen Knoten gegeben ist, wobei Z = Rahmendauer und Tp = Dauer der Zeitspanne.

17. Örtliches Netz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen des Primärknoten in einen Rahmen von demjenigen Knoten übernommen werden, der zum Zeitpunkt der Abgabe des Sperrsignals während des vorhergehenden Rahmens sendete, oder im Fall daß kein Knoten sendete, durch den ersten Knoten mit dem Recht auf Zugang während dieser Zeitspanne.

18. Örtliches Netz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Knoten, der zum Primärknoten wird, zusammen mit einem seine Identität angebenden Signal eine Rahmenanfangsfahne abgibt.

19. Örtliches Netz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das das Paketsenden sperrende Signal (SFE; FE) aus dem Befehl zur Abgabe der Rahmenanfangsfahne (SF; F) besteht.

20. Örtliches Netz nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (AR; AR1), die das Zugangsrecht erkennt, in jedem Bereich das Zugangsrecht des Knotens, zu dem die gehört, durch Zählen von Signalen erkennt, die von einer Schaltung (SNA) abgegeben werden, die Teil der den Zugang verwaltenden Vorrichtung (APH) ist und den erfolgten Zugang eines Knotens oder den Ablauf einer Schutzzeit, die die Unmöglichkeit eines solchen Zugangs anzeigt, erkennt und signalisiert.

21. Örtliches Netz nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (AR2) zum Erkennen des Zugangsrechts dieses Recht auf der Basis einer Markenvorbeilauf-Technik erkennt und daß die den Zugang verwaltende Vorrichtung (APH) Einrichtungen (CT) zum Signalisieren des Vorhandenseins der Marke (T) auf der Leitung (1) und des Vorliegens von vom Knoten in einem der beiden Rahmenbereiche zu sendenden Informationen an diese ehemalige logische Schaltung (AR2) und zur Steuerung der Extraktion der Marke (T) von der Leitung (1) und ihr erneutes Aussenden auf der Leitung am Ende des Sendens der Information umfaßt.

22. Örtliches Netz nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zugangsrecht erkennende logische Schaltung (AR1; AR2) das Zugangsrecht ihres Knotens erkennt, da ein Aktivitäts-Ende-Signal eines Knotens (N1 . . . Nn) nicht sofort von einem den Anfang der auf die von einem anderen Knoten ges endete Kommunikation bezogene Information anzeigenden Signal gefolgt wird, und Einrichtungen zum Speichern einer Information aufweist, die anzeigt, ob der Knoten bereits im laufenden Rahmen Zugang gefunden hat oder nicht, um eine Unterscheidung zwischen den Zugängen im Durchschaltbereich und im Paketbereich herzustellen.