DE3787818T2

DE3787818T2 - Anordnung und Verfahren zur Paketerzeugung.

Info

Publication number: DE3787818T2
Application number: DE87301414T
Authority: DE
Inventors: Harry William Adelmann; James Daniel Tomcik
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2007-02-20
Also published as: CA1322602C; EP0234861A2; EP0234861B1; DE3787818D1; KR870008454A; IL81667A0; JPS62241460A; IL81667A; KR950002751B1; EP0234861A3; US4703477A; JP2615036B2

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Erzeugung von Paketen.
Bekannte Paketübertragungs- und Vermittlungssysteme wurden in erster Linie zur Übertragung von Daten benutzt. In modernen Paketübertragungssystemen ist es außerdem wünschenswert, auch Sprachbandsignale zu übertragen. Bisher wurden Pufferspeicher mit einer großen Zahl von Speicherstufen benutzt, um Lastschwankungen vor der Übertragung der Pakete auszugleichen. Diese erhöhte Speichergröße verursacht große Verzögerungen für die Pakete in einem Paketnetzwerk, wenn das Netzwerk belegt ist, d. h. viele Pakete verarbeitet. In Paketübertragungs- und Vermittlungssystemen, die auch Sprachsignale übertragen, ist jede größere Verzögerung für die einzelnen Pakete unerwünscht, da sie zu Signalbeeinträchtigungen führt, die die Teilnehmer stört.
Eine mögliche Lösung des Verzögerungsproblems ist die Verwendung eines sogenannten "kürzeren" Paketpufferspeichers, d. h. eines Pufferspeichers mit einer kleineren Anzahl von Speicherstufen. Die Verwendung eines kürzeren Pufferspeichers führt aber zu Speicherüberlaufproblemen, wenn der Puffer viele Pakete verarbeitet, wodurch wiederum Paketverluste verursacht werden. Solche Verluste von Paketen führen zu unerwünschten und störenden Lücken in dem rekonstruierten Sprachsignal. Das Paketpufferspeicher-Überlaufproblem kann durch Verringerung der Paketübertragungsbelastung des Systems vermieden werden. Dadurch wird jedoch die Paketerzeugungsrate verringert. Dies ist jedoch wirtschaftlich unerwünscht.
In einer Veröffentlichung von D. Grillo: "Interactive voice application handling in wide-area packet-switched networks". Proceedings of the 11th International Teletraffic Conference, Teletraffic Issues, Kyoto, 4.-11. September 1985, Teil 2, Seiten 1054-1060, North Holland Publishing Co., Amsterdam, NL, wird die Verwendung einer eingebetteten Codierung zur Durchführung der Bitbeseitigung empfohlen. Die beschriebene Anordnung dient der Assemblierung von Paketen zur Übertragung. Zu diesem Zweck werden Paketbits in einer Warteschlange gespeichert, die bestimmten, auf die Übertragung wartenden Paketen zugeordnet ist. Wenn die Anzahl der Paketbits in der Warteschlange bestimmte Schwellenwerte übersteigt, so wird nicht zugelassen, daß das zu übertragende Paket mehr als eine jeweils angegebene Anzahl von Bitfeldern im Informationsfeld enthält. Alle Paketinformationsbits werden demgemäß in einer Pufferspeicheranordnung abgelegt und dann von einem zu übertragenden Paket ausgeschlossen. Das heißt, die Bits des Informationsfeldes werden während der Assemblierung des Pakets vor der Übertragung fallengelassen. Auf diese Weise wird eine Überfüllung stromabwärts im Netzwerk gesteuert.
In einem Aufsatz von M. Listanti et al.: "Voice communication handling in X.25 packet switching networks", IEEE Global Telecommunications Conference - Globecom' 83, San Diego, Kalifornien, 28. November - 1. Dezember 1983, Band 1, Seiten 60-65, IEEE, New York, USA, wird außerdem die Verwendung einer eingebetteten Codierung zur Beschneidung von Sprachpaketen durch Fallenlassen von Bitgruppen empfohlen, die Veröffentlichung beschreibt die Verwendung eines sogenannten MNT-Feldes, das angibt, wie groß die Überfüllung im Netzwerk ist. Das MNT-Feld ist eine Nachricht für die Endpunkte des Netzwerks, die sie darüber informiert, was mit einem Paket im Netzwerk geschieht. Das MNT-Feld wird nicht bei der Assemblierung eines bestimmten Pakets gebildet.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren entsprechend Anspruch 7 geschaffen.
Die Paketpuffersteuerung wird durch Verwendung eines besonderen Paketinformationsfeldformates vereinfacht, bei dem ähnliche Bits von individuellen digitalen Abtastwerten, die einen entsprechenden Übertragungskanal darstellen, von einer Vielzahl sich wiederholender Rahmen gruppenweise zusammengefaßt werden. Die Gruppierung der Bits erfolgt so, daß das Fallenlassen, d. h. Beseitigen von Bits aus dem Paketinformationsfeld vereinfacht wird.
Bei einer speziellen Anordnung werden ähnliche Bits der individuellen Abtastwerte aus der Vielzahl von Rahmen gruppenweise zusammengefaßt. Im einzelnen werden die höchstwertigen Bits der einzelnen Abtastwerte der Vielzahl von Rahmen zu einem ersten Bitfeld im Paketinformationsfeld zusammengefaßt. Die nächstniedrigerwertigen Bits der Abtastwerte aus der Vielzahl von Rahmen werden zu einem zweiten Bitfeld im Paketinformationsfeld zusammengefaßt, und so weiter, bis die niedrigstwertigen Bits der Abtastwerte zu einem letzten Bitfeld im Paketinformationsfeld zusammengefaßt werden. Demgemäß wird das Fallenlassen von Bits aus dem Paket auf einfache Weise erreicht, indem zuerst das Bitfeld mit den niedrigstwertigen Bits, d. h. das letzte Feld im Paketinformationsfeld, aus diesem entfernt wird und danach das Bitfeld mit den nächsthöherwertigen Bits, d. h. dem vorletzten Feld im Paketinformationsfeld, falls nötig, und so weiter, bis festgestellt wird, daß das vollständige Paket entfernt werden muß.
Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine sogenannte eingebettete ADPCM-Codierung verwendet, bei der jeder Abtastwert ein Vorzeichenbit und eine Vielzahl von Größenbits enthält. Die Vorzeichenbits für einen Abtastwert von einer vorbestimmten Anzahl von Rahmen werden zu einer Gruppe zusammengefaßt und bilden ein erstes Kernbitfeld. Auf entsprechende Weise werden die höchstwertigen Größenbits für den Abtastwert aus der vorbestimmten Anzahl von Rahmen in einem zweiten Kernbitfeld als Gruppe zusammengefaßt. Dann werden die Bits der nächstniedrigen Wertigkeit für die Abtastwerte der vorbestimmten Anzahl von Rahmen als Gruppe zusammengefaßt und bilden ein weiteres Bitfeld. Dieses Feld kann ein Kernbitfeld oder ein Verstärkungsbitfeld, abhängig von der verwendeten speziellen Codierung sein. Die restlichen Bits für die Abtastwerte der vorbestimmten Anzahl von Rahmen werden auf entsprechende Weise gruppiert und bilden zusätzliche Felder, die entweder Kernbitfelder oder Verstärkungsbitfelder, abhängig von der verwendeten Codierung sind. Die Verstärkungsbitfelder können in der Reihenfolge ansteigender Wertigkeit der Bits im Abtastwert, abhängig von der Menge der im Augenblick im Paketpufferspeicher abgelegten Paketdaten fallengelassen werden. Das heißt, das Verstärkungsbitfeld mit den niedrigstwertigen Bits für die Abtastwerte der vorbestimmten Anzahl von Rahmen wird zuerst fallengelassen. Danach wird das Verstärkungsbitfeld mit den nächstniedrigerwertigen Bits für die Abtastwerte der vorbestimmten Anzahl von Rahmen als nächstes fallengelassen, falls nötig, usw., bis die Kernbitfelder erreicht sind. Die Kernbitfelder können nicht fallengelassen werden ohne die Sprachqualität schädlich zu beeinflussen.
Bei einem Beispiel unter Verwendung einer 4-Bit-ADPCM-Codierung mit einer eingebetteten 2-Bit-Codierung, d. h. einem Vorzeichenbit, einem (1)-Bit, einem (2)-Bit und einem (3)-Bit, werden die Vorzeichenbits der vorbestimmten Anzahl von Rahmen in einem ersten Kernbitfeld gruppiert. Die (1)-Bits werden in einem zweiten Kernbitfeld gruppiert, die (2)-Bits werden in einem sogenannten Verstärkungsbitfeld der Stufe 2 gruppiert und schließlich werden die (3)-Bits in einem sogenannten Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 gruppiert. Die beiden Kernbitfelder umfassen den eingebetteten Teil der Codierung und können daher nicht fallengelassen werden. Abhängig von der Menge der im Paketpufferspeicher abgelegten Paketdaten und der Geschichte einer früheren Beseitigung von Verstärkungsbitfeldern, wird dann als erstes das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen, und dann, falls nötig, das Verstärkungsbitfeld der Stufe 2.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Paketnetzwerk mit Zugriffsschnittstellen-Sendern und - Empfängern einschließlich eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 2 Einzelheiten von Sendezugriffsmodulen 106, die in dem Zugriffsschnittstellen-Sender 101 in Fig. 1 verwendet werden;
Fig. 3 ein u-Law-PCM-Signalformat und ein entsprechendes Paketinformationsfeldformat zur Erläuterung der Erfindung;
Fig. 4 ein 32-Kilobit/s-ADPCM-Signalformat und ein entsprechendes Paketinformationsfeldformat;
Fig. 5 ein Paketkopfformat zur Erläuterung der Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm mit einer Folge von Operationen, die im Steuergerät 207 bei der Steuerung des Codierers 204 in Fig. 2 ausgeführt werden;
Fig. 7 ein Flußdiagramm einer weiteren Folge von Operationen, die im Steuergerät 207 bei der Steuerung des Paket-Assemblierers 202 in Fig. 2 ausgeführt werden;
Fig. 8 in Form eines vereinfachten Blockschaltbilds Einzelheiten des Bus-Steuergeräts 107 in Fig. 1;
Fig. 9 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die im Eingangssteuergerät 801 des Bus-Steuergeräts 107 in Fig. 8 ausgeführt werden;
Fig. 10 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die im Ausgangssteuergerät 808 des Bus-Steuergeräts 107 in Fig. 8 ausgeführt werden;
Fig. 11 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten von Sendeprozeßmodulen 109 des Zugriffsschnittstellen-Senders 101 in Fig. l;
Fig. 12 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die im Eingangssteuergerät 1102 der Sendeprozeßmodule 109 in Fig. 11 ausgeführt werden;
Fig. 13 ein Flußdiagramm für eine Folge von Operationen, die ebenfalls im Eingangssteuergerät 1102 der Sendeprozeßmodule 109 in Fig. 11 ausgeführt werden;
Fig. 14 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die im Ausgangssteuergerät 1106 der Sendeprozeßmodule 109 in Fig. 11 ausgeführt werden;
Fig. 15 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten von Empfangsprozeßmodulen 113 des Zugriffsschnittstellen-Empfängers 102 in Fig. 1;
Fig. 16 ein Zustandsdiagramm für eine Folge von Operationen, die in einer Eingangsfolgeschaltung 1506 der Empfangsprozeßmodule 113 in Fig. 15 ausgeführt werden;
Fig. 17 und 18 Zustandsdiagramme von Operationen, die im Ausgangssteuergerät 1508 der Empfangsprozeßmodule 113 in Fig. 15 ausgeführt werden;
Fig. 19 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten von Empfangszugriffsmodulen 116 des Zugriffsschnittstellenempfängers 102 in Fig. 1;
Fig. 20 ein Flußdiagramm für eine Folge von Operationen, die im Folgenummernprozessor 1906 der Empfangszugriffsmodule 116 in Fig. 19 ausgeführt werden;
Fig. 21 ein Flußdiagramm für eine Folge von Operationen, die von der Steuerlogik im Paketursprungszeit(POT)-Prozessor und im Ausbildungsverzögerungsregister 1907 der Empfangszugriffsmodule 116 in Fig. 19 ausgeführt werden;
Fig. 22 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die in der Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 der Empfangszugriffsmodule 116 in Fig. 19 ausgeführt werden;
Fig. 23 ein Zustandsdiagramm für Operationen, die in der ATS- Folgeschaltung 1910 der Empfangszugriffsmodule 116 in Fig. 19 ausgeführt werden;
Fig. 24 Verzögerungen, die die Pakete bei der Übertragung erfahren und den Ablauf dieser Pakete im Zugriffsschnittstellenempfänger 102;
Fig. 25 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten des Codierers 204, der in den Sendezugriffsmodulen 106 in Fig. 2 benutzt wird;
Fig. 26 ein Zustandsdiagramm für Operationen einzelner Merkmale des Codierers 205;
Fig. 27 als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten des Decoders 1902, der in den Empfangszugriffsmodulen 116 in Fig. 19 benutzt wird;
Fig. 28 ein Zustandsdiagramm für Operationen einzelner Merkmale des Decoders 1902.

s einzelne gehende Beschreibung

Allgemeine Erläuterung

Fig. 1 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild eine Schnittstelle für den Zugriff zu einem Paketnetzwerk von einer Vielzahl von digitalen Leitungen aus. Die Signale auf den Digitalleitungen können Sprache, digitale Daten, Sprachbanddaten und ähnliches enthalten, wobei alle bei diesem Beispiel übertragenen Signale im DS1-Format vorliegen. Dargestellt sind ein Zugriffsschnittstellen-Sender 101 und ein Zugriffsschnittstellenempfänger 102, die eine Schnittstelle mit dem Paketnetzwerk 103 bilden. Für den Fachmann ist klar, daß in der Praxis ein Zugriffsschnittstellenempfänger 121, der im wesentlichen identisch mit dem Empfänger 102 ist, jedem Zugriffsschnittstellen-Sender 101 zugeordnet oder auf andere Weise zugewiesen ist und daß ein Zugriffsschnittstellen-Sender 122, der im wesentlichen identisch mit dem Sender 101 ist, jedem Zugriffsschnittstellenempfänger 102 zugeordnet oder auf andere Weise zugewiesen ist. Obwohl nur eine Ende-zu-Ende-Anordnung dargestellt ist, kann ein Paketnetzwerk zahlreiche Knoten enthalten, über die Pakete übertragen und/oder vermittelt werden, bevor sie bei einem bestimmten Zugriffsschnittstellenempfänger ankommen.
Der Zugriffsschnittstellen-Sender 101 empfängt auf den Sendeleitungen 104-1 bis 104-N Digitalsignale in beispielsweise einem Standard-DS1-Format einschließlich von Sprache, Sprachbanddaten und ähnlichen Signalen und wandelt diese zur Übertragung in Pakete um. Eine Vielzahl von Zeitmultiplexsignalen wird von den Eingangsanschlüssen 104-1 bis 104-N an digitale Leitungsschnittstelleneinheiten (DLI) 105-1 bis 105-N in dem Zugriffsschnittstellen-Sender 101 geliefert. Die digitalen Leitungsschnittstelleneinheiten 105 sind alle von bekannter Art für eine Schnittstellenbildung mit DSI-Digitalsignalen. Solche digitalen Leitungsschnittstelleneinheiten enthalten eine phasenstarre Schleife zur Wiedergewinnung des DS1-Taktsignals mit 1,544 Mb/s, einen Bipolar-Unipolar- Wandler, eine Ausgleichseinrichtung für den Ausgleich der Verstärkung und/oder Verzögerungsverzerrung, eine Güteüberwachungseinrichtung, eine Möglichkeit für eine DS1-Schleifenwartung und eine Vorrichtung zur Neuformatierung der unipolaren Digitalsignale aus dem 24-Kanal-Format in ein 32-Zeitlagen-PCM-Format mit einer ersten Übertragungsrate, in diesem Beispiel von 2,048 Mb/s synchron zur internen Zeitsteuerung der Zugriffsschnittstelle. Obwohl nur 24 Zeitlagen bei diesem Beispiel zur Übertragung von Daten benutzt werden, ist offensichtlich, daß bei anderen Anordnungen 32 Zeitlagen verwendet werden können. Die 32-Zeitlagen-PCM- Ausgangssignale von den DLIs 105-1 bis 105-N werden an Sendezugriffsmodule 106-1 bis 106-N geliefert. Jedes Sendezugriffsmodul 106 wandelt die 32- Zeitlagen-PCM-Signale mit der ersten Übertragungsrate von zugeordneten DLIs 105-1 bis 105-N auf eine Art und Weise in ein Paketformat um, die nachfolgend beschrieben werden soll. Ein Bus-Steuergerät 107 wirkt mit jedem Sendezugriffsmodul 106-1 bis 106-N und einem Sendepaketbus 108 zusammen, um die Lieferung von Paketausgangssignalen von Sendezugriffsmodulen 106 an den Sendepaketbus 108 zu steuern. Die von jedem Sendezugriffsmodul 106-1 bis 106-N an den Sendepaketbus 108 gelieferten Pakete enthalten einen internen Bestimmungscode, der eines der Sendeverarbeitungsmodule 109-1 bis 109-M identifiziert, in welchem das jeweilige Paket verarbeitet werden soll. Der Sendepaketbus 108 besitzt eine Verarbeitungsrate, die bei diesem Beispiel 8,192 Mb/s beträgt. Man beachte, daß die Anzahl M der Sendeverarbeitungsmodule 109 größer oder kleiner als die Anzahl N der Sendezugriffsmodule 106 sein kann.
Jedes Sendeverarbeitungsmodul 109-1 bis 109-M überwacht den Sendepaketbus 108, um individuelle, ihm zugeordnete Pakete festzustellen und zu gewinnen. Jedes Sendeverarbeitungsmodul 109 verarbeitet weiterhin seine zugeordneten Pakete, um das Paketkopffeld zu vervollständigen und ermöglicht eine Pufferung zur Realisierung einer einheitlichen Ausgangsrate. Einzelheiten der Sendeverarbeitungsmodule 109 werden weiter
unten beschrieben. Die Ausgangspakete der Sendeverarbeitungsmodule 109-1 bis 109-M werden an digitale Leitungsschnittstelleneinheiten (DLI) 110-1 bis 110-M gegeben. Die DLI-Einheiten 110-1 bis 110-M wandeln jeweils die Paketinformationen in ein digitales Ausgangssignalformat um. Bei diesem Beispiel liegt das Ausgangssignal im bekannten erweiterten PCM-Rahmenformat vor, bei dem jeder Rahmen 193 Bits enthält und mit der Rate von 1,544 Mb/s übertragen wird. Solche Leitungsschnittstelleneinheiten sind bekannt. Die in Paketform gebrachten DS1-Formatsignale einschließlich der Informationspakete werden von den DLI-Einheiten 110-1 bis 110-M an das Paketnetzwerk 103 gegeben. Dieses Netzwerk kann irgendein Netzwerk bekannter Art sein. Dazu wird beispielsweise auf die US-Patentschrift 4 494 230 als ein Beispiel für ein Paketvermittlungsnetzwerk hingewiesen.
Die DS1-Signale in Paketform werden je nach Wunsch an eine Anzahl entfernter Zugriffsschnittstellenempfänger 102 übertragen. Zeitsteuerungssignale für den Zugriffsschnittstellen-Sender 101 werden aus einem zugeordneten Zugriffsschnittstellenempfänger 121 abgeleitet, der sich am gleichen Ort wie der Sender 101 befindet, und werden in bekannter Weise verwendet. Die lokale Zeitsteuerungseinheit 119 erzeugt die lokalen Zeitsteuerungssignale, die für den Betrieb der Module im Sender 101 benutzt werden. Das Taktsignal, aus dem die lokalen Zeitsteuerungssignale abgeleitet werden, wird aus einem am gleichen Ort befindlichen Zugriffsschnittstellenempfänger 121 gewonnen und wird in Beziehung zum Zugriffsschnittstellenempfänger 102 beschrieben.
Der Zugriffsschnittstellenempfänger 102 empfängt auf den Übertragungsleitungen 111-1 bis 111-Y Paket-Digitalsignale in einem erweiterten DS1-Rahmenformat vom Paketnetzwerk 103 und wandelt diese Signale in das Standard-DS1-Format einschließlich von Sprache, Sprachbanddaten und ähnlichen Signalen um. Wiederum sei bemerkt, daß ein bestimmter Zugriffsschnittstellenempfänger 102 Pakete von einem oder mehreren Zugriffsschnittstellen-Sendern 101 empfangen kann und daß die Anzahl Y der Empfangsübertragungsleitungen sich von Empfänger zu Empfänger ändern kann. Die Paketsignale werden über DS1-Übertragungsleitungen 111-1 bis 111-Y an digitale Leitungsschnittstelleneinheiten (DLI) 112-1 bis 112-Y gegeben. Die digitalen Leitungsschnittstelleneinheiten 112 sind wiederum von bekannter Art und wandeln die bipolaren DS1-Paketsignale in unipolare Digitalsignale um, formatieren die unipolaren Digitalsignale neu in ein unipolares 32-Zeitlagen-Format mit einer Übertragungsrate von, bei diesem Beispiel, 2,048 Mb/s, und wandeln das DS1-Taktsignal um, und so weiter. Das wiedergewonnene Taktsignal wird in bekannter Weise zur Erzeugung der sogenannten lokalen Zeitsteuerungssignale in einer lokalen Zeitsteuerungseinheit 120 benutzt, die im Zugriffsschnittstellenempfänger 102 und einem am gleichen Ort befindlichen Zugriffsschnittstellen-Sender 122 verwendet werden. Der Zugriffsschnittstellen-Sender 122 ist im wesentlichen identisch mit dem Zugriffsschnittstellen-Sender 101. Die unipolaren 32-Zeitlagen-Paketsignale werden von jeder DLI 112-1 bis 112-Y zu Empfangsverarbeitungsmodulen 113-1 bis 113-Y übertragen. Jedes Empfangsverarbeitungsmodul 113-1 bis 113-Y wandelt die ankommenden 32- Zeitlagen-Paketsignale von einer ersten Übertragungsrate in eine interne Verarbeitungsrate um, die vom Empfangspaketbus 115 benutzt wird. Bei diesem Beispiel ist die erste Übertragungsrate die Rate mit 2,048 Mb/s des 32- Zeitlagen-Formats und die interne Rate des Empfangspaketbus 115 beträgt 8,192 Mb/s. Die Empfangsverarbeitungsmodule 113 führen außerdem eine Vorverarbeitung der empfangenen Pakete durch. Beispielsweise enthält die Vorverarbeitung die Hinzufügung eines internen Empfangsbestimmungscodefeldes, die Verarbeitung der Zeitstempelinformation, die Überwachung auf Übertragungsfehler und das Fallenlassen von Paketen, bei denen solche Fehler in ihren Kopffeldern aufgetreten sind. Das Bus- Steuergerät 114 arbeitet mit jedem Empfangsverarbeitungsmodul 113-1 bis 113-Y sowie dem Empfangspaketbus 115 zusammen, um den Fluß von Paketen auf dem Empfangspaketbus 115 zu steuern. Die Empfangszugriffsmodule 116-1 bis 116-X überwachen jeweils die Aktivität auf dem Empfangspaketbus 115, um mittels des Empfangsbestimmungscodes im Paketkopf zugeordnete Pakete festzustellen. Die Empfangszugriffsmodule 116-1 bis 116-X rekonstruieren ein Abbild der ursprünglichen Signale, die an die Sendezugriffsmodule 106-1 bis 106-N von einem oder mehreren entfernten Zugriffsschnittstellen-Sendern 101 angelegt worden sind. Jedes Empfangszugriffsmodul 116-1 bis 116-X liefert 32-Zeitlagen-Zeitmultiplex-Ausgangssignale, die an digitale Leitungsschnittstelleneinheiten 117-1 bis 117-X gegeben werden. Jede dieser Einheiten wandelt ein unipolares 32-Zeitlagen-Zeitmultiplexsignal mit einer Rate von 2,048 Mb/s in ein Standard-DSI-PCM-Format mit einer Rate von 1,544 Mb/s für eine gewünschte Übertragung über zugeordnete digitale Übertragungsleitungen 118-1 bis 118-X um. Man beachte, daß die Anzahl Y von Empfangsverarbeitungsmodulen 113 größer oder kleiner als die Anzahl X von Empfangszugriffsmodulen 116 sein kann.
Zur Vereinfachung und aus Gründen der Klarheit erfolgt die nachfolgende Beschreibung der Module des Senders 101 und des Empfängers 102 auf der Grundlage von einer Zeitlage. Für den Fachmann ist klar, daß die Module zeitlich anteilig zur Verarbeitung der 32 Zeitlagen interner Signale benutzt werden.

Sendezugriffsmodul

Fig. 2 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten der Sendezugriffsmodule 106. Jedes Sendezugriffsmodul 106 enthält ein Sprachverarbeitungsmodul 201 und einen Paketassemblierer 202. Das Sprachverarbeitungsmodul 201 enthält eine Echoauslöscheinrichtung 203, einen Codierer 204, einen Sprachdetektor 205 und einen Signalklassifizierer 206. Das Sprachverarbeitungsmodul 201 wird zur Codierung von Sprachbandsignalen auf Zeitlagenbasis einschließlich von Sprache und Sprachbanddaten in ein ADPCM-codiertes Ausgangssignal benutzt, das an den Paketassemblierer 202 gegeben wird. Für Zeitlagen, die digitalen Datensignalen zugeordnet sind, wird das Sprachverarbeitungsmodul 201 transparent und die Signale werden direkt an den Paketassemblierer 202 ohne jede Sprachsignalverarbeitung bekannter Art (nicht gezeigt) übertragen. Bei der Verarbeitung der Sprachbandsignale werden der Echoauslöscheinrichtung 203 das 32-Zeitlagen-PCM-Sendesignal von einer zugeordneten digitalen Leitungsschnittstelle 105 (Fig. 1) und ein PCM-Empfangssignal vom am gleichen Ort befindlichen Zugriffsschnittstellenempfänger 121 (Fig. 1) zugeführt, um Echos in bekannter Weise auszulöschen. Das PCM-Signal wird insbesondere von einem zugeordneten Empfangszugriffsmodul im Zugriffsschnittstellenempfänger 121 am gleichen Ort gewonnen. Dazu wird beispielsweise hingewiesen auf das US-Patent 3 500 000 sowie einem Aufsatz "A Single-Chip VLSII Echo Canceler" von D. L. Duttweiler et al., BSTJ, Band 59, Nr. 2, Februar 1980, Seiten 149-160.
Dem Sprachdetektor 205 wird das Ausgangssignal von der Echoauslöscheinrichtung 203 und das PCM-Empfangssignal vom zugeordneten Zugriffsschnittstellenempfänger 121 (Fig. 1) zugeführt. Der Sprachdetektor 205 stellt das Vorhandensein von Sprachbandenergie in jeder Zeitlage der 32 Zeitlagen des ihm zugeführten PCM-Sendesignals fest. Der Sprachdetektor 205 erzeugt ein Aktiv-Inaktiv-Ausgangssignal für jede Zeitlage des PCM- Sendesignals, das dem Steuergerät 207 zugeführt wird, und einen Rauschschätzwert, der dem Kopfgenerator 208 im Paketassemblierer 202 zugeleitet wird. Dazu wird beispielsweise auf das US-Patent 4 277 645 verwiesen.
Dem Signalklassifizierer 206 wird außerdem das Ausgangssignal der Echoauslöscheinrichtung 203 und das PCM-Empfangssignal vom zugeordneten Zugriffsschnittstellenempfänger zugeführt und er klassifiziert die Signale in den PCM-Sendezeitlagen als Sprachsignale oder Nichtsprachsignale. Die Sprache-Nichtsprache-Ausgangsanzeige des Signalklassifizierers 206 wird je Zeitlage zum Steuergerät 207 im Paketassemblierer 202 gegeben. Dazu wird beispielsweise auf das US-Patent 4 281 218 hingewiesen.
Der Codierer 204 ist ein Codierer mit variabler Rate, der die PCM- Sendesignale in ADPCM-Ausgangssignale umwandelt. Das Steuergerät 207 liefert ein Paket-Aktiv-Steuersignal und ein Steuersignal für die Codierrate und die Art der Codierung an den Codierer 204. Die Codierrate kann eine von einer Vielzahl von Raten sein, die nach Wunsch abhängig von der Netzwerkkonfiguration für die jeweilige Zeitlage im PCM-Signal und aufgrund des Ausgangssignals des Signalklassifizierers gewählt wird. Das Paket-Aktiv-Steuersignal erleichtert die Verarbeitung von spät ankommenden Paketen sowie die Erholung bei einem Paketverlust und bei Übertragungsfehlern in einem zugeordneten entfernten Zugriffsschnittstellenempfänger. Im Codierer 207 wird das Paket-Aktivsignal benutzt, um seine Initialisierung, Anpassung und Speicherung seiner Zustandsvariablen zu steuern. Einzelheiten des Codierers 204 sind in Fig. 25 gezeigt und werden nachfolgend in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm in Fig. 26 beschrieben.
Das ADPCM-Ausgangssignal vom Codierer 204 wird zum Formatierer 209 im Paketassemblierer 202 gegeben. Der Formatierer 209 enthält bei diesem Beispiel eine RAM-Speichereinheit und eine Vielzahl von Zählern (nicht gezeigt), die eine Schieberegisterfunktion zur Neuordnung der zugeführten Bits in einem Paketinformationsfeld-Format gemäß Fig. 3 und 4 für das u- Law-PCM-Signalformat und für das 32-Kb/s-ADPCM-Signalformat durchführen. Man beachte, daß Fig. 3 und 4 Formate für eine individuelle Zeitlage, beispielsweise die Zeitlage Null zeigen, und sich für die restlichen Zeitlagen 1 bis 31 in jedem Rahmen der PCM-Sendesignale wiederholen. Im einzelnen führt der Formatierer 209 die Funktion einer Gruppierung der einzelnen Bits jeder Zeitlage auf vorgeschriebene Weise in das Paketinformationsfeld für diese Zeitlage aus. Die Gruppierung der Bits erfolgt so, daß die Verarbeitung des Paketinformationsfeldes vereinfacht ist. Man beachte, daß die Gruppierung der Bits auf einfache Weise durch ein Adressierschema für die Speicherstellen in der RAM-Speichereinheit realisiert wird. Beispielsweise können die Bits der u-Law-PCM- oder der ADPCM-Abtastwerte für eine vorbestimmte Anzahl wiederkehrender Rahmen parallel in die RAM-Speicherstellen geschrieben werden, und dann werden die "Gruppen" von Bits aus der vorbestimmten Anzahl von Rahmen dadurch gebildet, daß sie seriell ausgelesen werden, beginnend mit der Gruppe höchststelliger Bits bis zu der Gruppe, die die niedrigststelligen Bits für die Abtastwerte aus der vorbestimmten Anzahl von Rahmen enthalten. Demgemäß sind entsprechend der Darstellung in Fig. 3 für u-Law-PCM-Signale 8 Bits je Zeitlage und 128 Rahmen in einem Paketintervall enthalten. Bei diesem Beispiel beträgt ein Paketintervall 16 ms. Dann werden die Vorzeichen-Bits für eine bestimmte Zeitlage aus den 128 Rahmen in 128 Bitpositionen im RAM- Speicher des Formatierers 209 gruppiert. Die (a)-Bits aus den 128 Rahmen für die jeweilige Zeitlage werden zusammen gruppiert, ebenfalls in 128 Bitpositionen des RAM-Speichers, und so weiter, bis zu den (z)-Bits. Die Gruppen von Bits aus den 128 Rahmen für die Zeitlage bilden das Paketinformationsfeld, das zum Multiplexer 210 ausgegeben wird.
Für das 32-Kb/s-ADPCM-Format enthält die Zeitlage 4 Bits, nämlich s, 1, 2 und 3 sowie 4 sogenannte Bits ohne Bedeutung, die mit dem Buchstaben x gekennzeichnet sind. Demgemäß sind die 128 Vorzeichenbits in Bitpositionen des RAM-Speichers im Formatierer 209 gruppiert. Die 128 (1)- Bits sind ebenfalls in Bitpositionen des RAM-Speichers gruppiert. Gleiches gilt für die 128 (2)-Bits und die 128 (3)-Bits. Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die (3)-Bits als Verstärkungsbits der Stufe 1 und die (2)-Bits als Verstärkungsbits der Stufe 2 angesehen. Diese Verstärkungsbits der Stufe 1 und der Stufe 2 sind diejenigen Gruppen von Bits, die steuerbar fallengelassen werden können, d. h., sie können nach Wunsch aus Sprachpaketen entfernt werden, wie später erläutert werden soll. Zusätzlich zu dem 4-Bit-ADPCM-Abtastwert kann die Systemkonfiguration die Übertragung eines 3-Bit-ADPCM-Abtastwertes oder eines 2-Bit-ADPCM-Abtastwertes in einer bestimmten Zeitlage verlangen. Für eine 3-Bit-ADPCM-Übertragung werden nur die Bits s, 1 und 2 und für eine 2-Bit-ADPCM-Übertragung nur die Bits s und 1 benutzt. Man beachte, daß dieses Paketinformationsfeld für jede der 32 Zeitlagen im ankommenden Signal gebildet wird. Das heißt, es wird ein Paketinformationsfeld für jede Zeitlage und demgemäß für jeden der Übertragungskanäle erzeugt. Das Einschreiben von Daten in und das Auslesen aus den Paketinformationsfeldern vom Formatierer 208 wird durch das Steuergerät 207 gesteuert, wie weiter unten erläutert wird. Die Paketinformationsfeld-Ausgangssignale vom Formatierer 209 werden zum Multiplexer 210 gegeben und dort mit einem geeigneten Paketkopf vom Kopfgenerator 208 kombiniert.
Der Kopfgenerator 208 erzeugt den Paketkopf gemäß Fig. 5 je Paket unter Steuerung des Steuergeräts 207. Der Kopfgenerator 208 enthält Speicherraum zur Speicherung der gewünschten Kopffelder. Die Paketkopffelder enthalten ein internes Feld mit einem internen Bestimmungscode, der dasjenige Sendeverarbeitungsmodul 109 (Fig. 1) identifiziert, welches das Paket für eine Übertragung zu einem entfernten Zugriffsschnittstellenempfänger verarbeitet. Der interne Bestimmungsmodulcode wird im Sendeverarbeitungsmodul vor der Übertragung weggelassen. Ein weiteres Feld ist die logische Kanalnummer (LCN), die angibt, wohin das Paket im Übertragungssystem zu übertragen ist. Das Zeitstempelfeld enthält die lokale Zeit, zu der das Paket ausgegeben ist, nämlich die Paketursprungszeit (POT), die aus einem lokalen Zeitsignal von der lokalen Zeitsteuerungseinheit 119 (Fig. l) gewonnen wird. Bei diesem Beispiel beträgt die lokale Zeitrate 1 kHz. Das BDI-Feld enthält Informationen, die zur Auswahl des Typs der Verarbeitung für das Paket benutzt werden und für eine Anzeige des Pakettyps, das erzeugt worden ist. Es sei wiederum bemerkt, daß für Digitaldaten und Sprachbanddaten keines der Bits weggelassen werden kann. Im Zugriffsschnittstellen-Sender 101 wird das BDI-Feld für die jeweilige Zeitlage aus der jeweiligen, im Steuergerät 204 gespeicherten Systemkonfiguration gewonnen. Das BDI-Feld enthält zwei Unterfelder, von denen eins den Typ der Codierung beinhaltet, die für das jeweilige Paket benutzt wird (Empfangsstatus), und das andere Informationen enthält, die eine frühere Verarbeitung des Pakets betrifft, beispielsweise ob eines der Verstärkungsfelder fallengelassen worden ist (Paketlängenwert). Das Folgenummernfeld (SEQ-No.-Feld ) enthält den Anfangspaketidentifizierer, wenn das Paket das erste Paket nach einer Ruhepause ist, oder die virtuelle Paketfolgenummer, wenn es sich um ein nachfolgendes Paket handelt. Die Verwendung des virtuellen Folgenummernschemas wird weiter unten beschrieben. Das Rauschschätzfeld enthält den Schätzwert für das Hintergrundrauschen, der vom Sprachdetektor 205 erzeugt wird. Eine Prüffolge wird über den gesamten Paketkopf berechnet und in ein Prüffolgefeld des Kopfes eingefügt. Die Kopffeldsignale werden unter Steuerung des Steuergerätes 207 in den Kopfgenerator 208 geladen. Der Kopf wird zum Multiplexer 205 gegeben, dort mit dem Paketinformationsfeld kombiniert und danach in den Paketpuffer 211 geschrieben. Dieses Einschreiben in den Paketpuffer 211 erfolgt ebenfalls unter Steuerung des Steuergerätes 207 in Verbindung mit der Schreibschaltung 212. Die Pakete im Paketpuffer 211 werden auf den Sendepaketbus 108 (Fig. 1) unter Steuerung der Leseschaltung 213 und des Bus-Steuergerätes 107 (Fig. 1) ausgelesen. Die Leseschaltung 213 überträgt ein Paket-Bereitsignal an das Bus- Steuergerät 107, und wenn das Bus-Steuergerät 107 ein Paketsendesignal ausgibt, veranlaßt die Leseschaltung 213 die Ausgabe des Paketes vom Paketpuffer 211 an den Sendepaketbus 108. Die Arbeitsweise des Bus- Steuergerätes 107 wird weiter unten beschrieben.
Das Steuergerät 207 steuert den Betrieb des Codierers 204 und des Paketassemblierers 202. Zu diesem Zweck enthält das Steuergerät 207 Steuerlogik und eine Vielzahl von Paketintervall-Zeitgebern (nicht gezeigt), und zwar einen für jede Zeitlage, um eine Folge von Steuerschritten bei der Erzeugung eines Pakets im Assemblierer 202 zu erzeugen und um den Codierer 204 zu steuern. Wiederum beträgt bei diesem Beispiel das Paketintervall 16 ms.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm für eine Folge von Schritten, die im Steuergerät 207 bei der Steuerung der Konfiguration und der Arbeitsweise des Codierers 204 (Fig. 2) ausgeführt werden. Demgemäß wird in die Folge für jede Zeitlage eines wiederkehrenden Rahmens über 601 eingetreten. Danach wird bei der bedingten Verzweigung 602 eine Prüfung durchgeführt, ob ein Paket entsprechend dem Ausgangssignal des Sprachdetektors 205 aktiv ist. Lautet das Prüfergebnis beim Schritt 602 nein, so wird beim bedingten Verzweigungspunkt 603 geprüft, ob die augenblickliche Zeitlage aktiv ist. Die Aktivität wird durch Abfrage des Zustandes des Ausgangssignals vom Sprachdetektor 205 festgestellt. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 603 nein ist, veranlaßt der Block 604 das Steuergerät 207, ein Paket- Inaktivsignal (falsch) auszugeben, das zum Codierer 204 (Fig. 2) übertragen wird. Die Codierer-Steuerfolge wird dann über 605 verlassen. Das heißt, der Codierer 204 ist für Zeitlagenintervalle abgeschaltet, bei denen sowohl das Paket als auch die Zeitlage als inaktiv festgestellt werden. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 603 ja ist, so ist die Zeitlage aktiv, und der Block 606 veranlaßt einen Paketintervall-Zeitgeber (nicht gezeigt) im Steuergerät 207, mit dem Zählen des Paketintervalls zu beginnen. Dies zeigt den Beginn eines Pakets an, da die Paketanzeige beim Schritt 602 inaktiv war und jetzt die Zeitlage beim Schritt 603 aktiv ist. Demgemäß ist dies die erste Zeitlage in einem Paket. Danach wir die Steuerung zum Block 607 übertragen, der das Steuergerät 207 veranlaßt, ein Paket-Aktivsignal (wahr) aus zugeben. Das Paket-Aktivsignal wird vom Steuergerät 207 zur Betätigung des Codierers 204 (Fig. 2) ausgegeben. Wenn beim Schritt 602 das Prüfergebnis Ja ist, bleibt das Paket aktiv und der Block 607 veranlaßt, daß das Paket-Aktivsignal vom Steuergerät 207 zum Codierer 204 übertragen wird. Der Block 608 bewirkt, daß auf die gespeicherte Systemkonfiguration, d. h., die Art der Codierung für die augenblickliche Zeitlage, zugegriffen wird. Der bedingte Verzweigungspunkt 609 prüft die Systemkonfiguration für die augenblickliche Zeitlage, um festzustellen, ob die Codierung eine sogenannte eingebettete Codierung ist. Das eingebettete Codierverfahren ist bekannt, vgl. beispielsweise das US-Patent 3 781 685 und einen Aufsatz von David J. Goodman "Embedded DPCM for Variable Bit Rate Transmission", IEEE Transactions On Communications, Band Com-28, Nr. 7, Juli 1980, Seiten 1040
- 1046. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 609 Nein ist, so ist der Codiertyp nicht eingebettet und der Block veranlaßt, daß die Codierung, die in der Systemkonfiguration im Steuergerät 207 gespeichert ist, benutzt wird, d. h., daß beispielsweise der Codierer 204 umgangen wird, wenn Digitaldaten übertragen werden, oder eine 4-Bit-ADPCM-, eine 3-Bit-ADPCM- oder eine 2-Bit-ADPCM-Codierung benutzt wird. Danach wird über 605 aus der Folge ausgetreten. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 609 Ja ist, so ist die Codierung eine eingebettete Codierung und der bedingte Verzweigungspunkt 611 prüft, ob die Übertragungsaktivität Nichtsprache ist. Wenn das Prüfungsergebnis beim Schritt 611 Nein ist, d. h., die Aktivität Sprache ist, veranlaßt der Block 611, daß die gespeicherte Codierkonfiguration benutzt wird. Danach wird die Folge über 605 verlassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 611 Ja ist, so ist die Aktivität Nichtsprache, d. h. beispielsweise Sprachbanddaten, und der Block 612 veranlaßt, daß eine bevorzugte Übertragungsqualität für diesen Kanal, d. h. diese Zeitlage vorgesehen wird. Bei diesem Beispiel ist eine 4-Bit-ADPCM- Codierung zu verwenden. Danach wird die Folge über 605 verlassen. Die gespeicherten Codierkonfigurationen sind beispielsweise eine 4-Bit-, eine 3-Bit- oder eine 2-Bit-eingebettete-ADPCM-Codierung und eine 4-Bit-, 3-Bit- oder 2-Bit-nichteingebettete-ADPCM-Codierung. Bei beispielsweise einer eingebetteten 4/2-Bit-Codieranordnung sind zwei der vier Bits sogenannte Kernbits und können nicht fallengelassen werden. Nur die beiden niedrigststelligen Bits können ausgeschieden werden. In ähnlicher Weise sind bei einer eingebetteten 4/3-Codieranordnung 3 Bits Kernbits und nur das niedrigststellige Bit kann fallengelassen werden.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm für eine Folge von Operationen, die das Steuergerät 207 bei der Steuerung des Paketassemblierers 202 (Fig. 2) zur Erzeugung eines Pakets ausführt, das an den Sendepaketbus 108 (Fig. 1) im Zugriffsschnittstellen-Sender 108 anzulegen ist. In die Folge wird für jede Zeitlage eines wiederkehrenden Rahmens über 701 eingetreten. Danach prüft der bedingte Verzweigungspunkt 702, ob das Paket aktiv ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 702 Nein ist, prüft der bedingte Verzweigungspunkt 703, ob die Zeitlage aktiv ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 703 Nein ist, wird die Folge über 704 verlassen. Das heißt, im Augenblick wird kein Paket für diese spezielle Zeitlage erzeugt. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 703 Ja ist, veranlaßt der Block 705, daß ein Paketfolgenummernzähler weitergeschaltet wird. Dies geschieht, weil der Schritt 702 mit dem Prüfergebnis Nein und der Schritt 703 mit dem Prüfergebnis Ja den Anfang eines neuen Pakets anzeigen. Man beachte, daß der Folgenummernzähler bei diesem Beispiel ein Modulo-15-Zähler ist, d. h., er zählt kontinuierlich von 1 bis 15. Ein Null-Zustand ist nicht vorhanden. Statt dessen wird der Null-Zustand (0) statt eines Flag benutzt, um das Anfangspaket in einer Folge von kontinuierlichen Paketen zu identifizieren. Eine bestimmte Paketfolge kann beispielsweise lauten 0, 5, 6, 7, 8 . . . 15, 1, 2, 3, 4, 5 . . . Eine weitere Folge kann lauten 0, 14, 15, 1, 2 . . . 12, 13, 14, 15, 1 . . . Solche Folgen sind als virtuelle Folgen bekannt. Die Null wird eingefügt, um das anfängliche oder geplante Paket in einer Sprach- oder Informationsfolge anzugeben. Man beachte, daß die Nummer in der virtuellen Folge für jedes Paket in der Informationsfolge einschließlich des ersten Pakets weitergeschaltet wird. Demgemäß ersetzt die besondere Nummer, die das Anfangspaket in der Informationsfolge identifiziert, eine Nummer in der virtuellen Folge, wie oben gezeigt. Die virtuelle Folgenumerierung der Pakete in einer Informationsfolge vereinfacht die Rekonstruktion der Digitalsignale in einem zugeordneten entfernten Zugriffsschnittstellenempfänger 102. Der bedingte Verzweigungspunkt 706 prüft, ob die vorliegende Zeitlage im vorhergehenden Rahmen aktiv war. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 706 Nein ist, veranlaßt der Block 707, daß eine Null (0) im Folgenummernspeicher des Kopfgenerators 208 (Fig. 2) gespeichert wird. Dies zeigt den Start einer neuen Folge von Paketen in der Informationsfolge an. Danach veranlaßt der Block 708 den Paketintervall- Zeitgeber, mit der Zeitüberwachung des Paketintervalls zu beginnen. Man beachte, daß dieser Paketintervall-Zeitgeber synchron mit dem Paketintervall-Zeitgeber des Schritts 606 in Fig. 6 läuft. Wenn beim Schritt 706 das Prüfergebnis Ja ist, ist das Paket ein weiteres Paket in der augenblicklichen Informationsfolge und der Block 709 veranlaßt, daß der augenblickliche Wert des Folgenummernzählers im Folgenummernspeicher des Kopfgenerators 208 (Fig. 2) gespeichert wird. Danach veranlaßt der Block 708 den Paketintervall-Zeitgeber, mit der Zeitüberwachung des Paketintervalls zu beginnen. Anschließend veranlaßt der Block 710 das Einschreiben des Ausgangs-Abtastwertes vom Codierer 204 (Fig. 2) für die augenblickliche Zeitlage in den Formatierer 209.
Wenn beim Schritt 702 das Prüfergebnis Ja ist, so ist das augenblickliche Paket weiterhin aktiv und der Block 710 veranlaßt, daß der Ausgangs-Abtastwert vom Codierer 204 (Fig. 2) für die augenblickliche Zeitlage in den Formatierer 209 (Fig. 2) eingeschrieben wird.
Der bedingte Verzweigungspunkt 711 prüft, ob das augenblickliche Paketintervall vollständig ist. Wiederum beträgt bei diesem Beispiel das Paketintervall 16 ms. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 711 Nein ist, so ist das Paketinformationsfeld noch nicht vollständig und es wird über 704 aus der Folge ausgetreten. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 711 Ja ist, so ist das Paket vollständig und bereit für eine Assemblierung. Der Block 712 bewirkt, daß der Multiplexer 210 (Fig. 2) für die Kopfausgangssignale vom Kopfgenerator 208 (Fig. 2) eingestellt wird. Der Block 713 veranlaßt, daß die Kopfinformationen in die Speicher im Kopfgenerator 208 geladen werden. Das heißt, das interne Bestimmungsfeld, der Rauschschätzwert, das BDI-Feld, das Folgenummernfeld, das logische Kanalnummernfeld (LCN) und das Zeitstempelfeld (TS) werden in die Kopfspeicher im Kopfgenerator 208 (Fig. 2) geladen. Die Paketursprungszeit (POT) wird in das TS-Feld eingegeben. Man beachte, daß gilt POT = LTA-TS. Das heißt, POT ist die Paketankunftszeit LTA, d. h. die lokale Zeit, zu der das Paket in einem Knoten eintrifft, abzüglich des TS-Wertes im Zeitstempelfeld des eintreffenden Pakets. Wenn das Paket in diesem Knoten entstanden ist, d. h. im Zugriffsschnittstellen-Sender, dann ist TS = 0. Es ist wichtig zu beachten, daß das gleiche lokale Zeitsignal in allen Modulen eines Knotens benutzt wird. Diese Verwendung des gleichen lokalen Zeitsignals in Verbindung mit der Paketankunftszeit LTA in einem Knoten und der Paketabgangszeit LTD von einem Knoten zur Berechnung des Zeitstempelwertes vereinfacht die Zeitstempelberechnung und erlaubt die Verwendung nur eines Zeitstempelfeldes im Paketkopf. Der Block 714 veranlaßt, daß die Kopffelder (Fig. 5) über den Multiplexer 210 in den Paketpuffer 211 (Fig. 2) geschrieben werden. Der Block 715 bewirkt, daß der Multiplexer 210 für das Ausgangssignal des Formatierers 209 eingestellt wird. Dieses Ausgangssignal ist das Paketinformationsfeld, das dem Paketkopf folgt. Der Block 716 bewirkt, daß das Paketinformationsfeld vom Formatierer 209 über den Multiplexer 210 in den Paketpuffer 211 geschrieben wird. Demgemäß ist jetzt das vollständige Paket im Paketpuffer 211 gespeichert. Danach wird die Folge über 704 verlassen.

Bus-Steuergerät

Fig. 8 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten des Bus-Steuergerätes 107 in Fig. 1. Man beachte, daß das im Zugriffsschnittstellen-Sender 101 verwendete Bus-Steuergerät 107 eine Schnittstelle mit jedem der Sendezugriffsmodule 106-1 bis 106-N und dem Sendepaketbus 108 bildet. Das Bus-Steuergerät 114 im Zugriffsschnittstellen-Empfänger 102 ist im wesentlichen identisch mit dem Bus-Steuergerät 107. Das Bus-Steuergerät 114 unterscheidet sich vom Bus- Steuergerät 107 dadurch, daß es im Zugriffsschnittstellenempfänger 102 zur Schnittstellenbildung mit jedem der Empfangsverarbeitungsmodule 113-1 bis 113-Y und dem Empfangspaketbus 115 verwendet wird. Demgemäß soll nur das Bus-Steuergerät 107 im einzelnen beschrieben werden, da die Arbeitsweise des Bus-Steuergerätes 114 für den Fachmann offensichtlich ist. Das Bus- Steuergerät 107 enthält ein Eingangssteuergerät 801, einen Bedienungsanforderungs-FIFO 802, d. h. eine Pufferspeichereinheit, bei der die zuerst eingegebenen Daten als erste wieder ausgelesen werden, ein Ausgangssteuergerät 803 und einen Bus-Aktivitätssensor 804. Das Eingangssteuergerät 801 enthält eine Kombinationslogik für die Abfrage der Paket-Bereit-Anforderungen von den Sendezugriffsmodulen 106-1 bis 106-N und die Umwandlung dieser Anforderungen in die Sendezugriffs-Moduladresse zur Speicherung im Bedienungsanforderungs-FIFO 802.
Fig. 9 zeigt ein genaueres Zustandsdiagramm für die Arbeitsweise des Eingangssteuergerätes 801 (Fig. 8). Das Zustandsdiagramm besteht aus zwei Zuständen, einem Frei-Zustand und einem Bedienungsanforderungs- Zustand, in welchem eine Bedienungsanforderung im Bedienungsanforderungs- FIFO 802 gespeichert ist. Bei einer Systemrückstellung tritt das System in den Frei-Zustand ein und bleibt in diesem Zustand, bis ein Paket-Bereit- Anforderungssignal von einem der Sendezugriffsmodul 106 (Fig. 2) auftritt. Wenn das Paket-Bereit-Anforderungssignal von einem der Sendezugriffsmodule 106 empfangen wird, geht die Steuerung über zum Bedienungsanforderungs- Zustand und die Paket-Bereit-Anforderung wird im Bedienungsanforderungs- FIFO 802 gespeichert. Wenn kein Paket-Bereit-Bedienungsanforderungssignal mehr vorhanden ist, kehrt das Eingangssteuergerät 801 zum Frei-Zustand zurück. Wenn jedoch ein weiteres Paket wartet, und zwar angezeigt durch eine Paket-Bereit-Bedienungsanforderung, geht das Bus-Steuergerät 107 zurück in den Bedienungsanforderungs-Zustand und speichert die Paket- Bereit-Bedienungsanforderung im Bedienungsanforderungs-FIFO 802.
Der Busaktivitätssensor 804 prüft die Paketaktivität auf dem Sendepaketbus 108 in erster Linie über einen sogenannten Paketfensterbus und bestimmt, ob der Sendepaketbus 108 frei zur Übertragung eines weiteren Paktes ist, das von einem der Sendezugriffsmodule 106 ausgegeben wird. Der Busaktivitätssensor 804 steuert den Betrieb des Ausgangssteuergerätes 803 in Verbindung mit dem vom Bedienungsanforderungs-FIFO 802 gelieferten Leer- Signal (E). Wenn daher keine Aktivität auf dem Sendepaketbus 108 vorhanden ist, wird das Ausgangssteuergerät 803 veranlaßt, eine weitere Sendepaketnachricht zu einem der Sendezugriffsmodule 106 zu geben, falls tatsächlich eine Anforderung im Bedienungsanforderungs-FIFO 802 eingereiht ist. Wenn eine Aktivität auf dem Sendepaketbus 108 vorhanden ist, wird das Ausgangssteuergerät 803 abgeschaltet, bis diese Aktivität aufhört. Das Ausgangssteuergerät 803 enthält eine kombinatorische und sequentielle Logik (nicht gezeigt), um als erstes auf den Bedienungsanforderungs-FIFO 802 zuzugreifen und die dort gespeicherte Sendezugriffs-Modulnummer in das richtige Sendepaketsignal umzuwandeln, das zu einem der Sendezugriffsmodule 106 übertragen wird.
Fig. 10 zeigt ein genaueres Zustandsdiagramm für die Arbeitsweise des Ausgangssteuergerätes 803 im Bus-Steuergerät 107. Bei einer Systemrückstellung geht das Ausgangssteuergerät 803 in einen Frei-Zustand und bleibt in diesem Zustand, solange der Bedienungsanforderungs-FIFO 802 leer bleibt. Wenn eine Bedienungsanforderung im Bedienungsanforderungs-FIFO 802 gespeichert ist, geht die Steuerung über zum Paketsendezustand. In diesem Zustand liest das Ausgangssteuergerät 803 die Bedienungsanforderung aus dem FIFO 802 und formatiert das richtige Paketsendesignal zur Übertragung zum jeweiligen Sendezugriffsmodul 106. Zu diesem Zeitpunkt startet das Ausgangssteuergerät 803 einen Intervallzähler "C", der das Paketaktivitätsintervall des Sendepaketbus 108 mißt. Solange das gemessene Intervall des Zählers C kleiner als ein vorbestimmtes Zeitintervall T1 ist, wartet das Steuergerät 803 auf das Erscheinen des entsprechenden Pakets auf dem Sendepaketbus 108. Wenn kein Paket dann erschienen ist, wenn das Zählerzeitintervall C gleich T1 ist, geht das Ausgangssteuergerät 803 in den Ausschaltzustand und das Paketsendesignal wird zum jeweiligen Sendezugriffsmodul 106 weitergeleitet. Nachdem das Paketsendesignal fallengelassen worden ist, kehrt das Ausgangssteuergerät 803 in den Frei- Zustand zurück und wartet darauf, daß eine weitere Bedienungsanforderung im FIFO 802 gespeichert wird. Danach wird die neue Paket-Bereit- Bedienungsanforderung auf die beschriebene Weise verarbeitet. Wenn jedoch der Sendepaketbus 108 aktiv wird, geht das Ausgangssteuergerät 808 vom Paketsendezustand in den Paketfortschreitezustand (PIP) über. Solange ein Paket auf dem Sendepaketbus 108 vorhanden ist, bleibt das Ausgangssteuergerät 803 im PIP-Zustand. In diesem Zustand überwacht das Ausgangssteuergerät 803 weiterhin den Zählwert des Zählers C, um festzustellen, ob er kleiner als ein größeres, vorbestimmtes Intervall T2 ist. Wenn aus irgendeinem Grund der Zählwert im Zähler 803 gleich dem Intervall T2 wird, geht das Ausgangssteuergerät 803 zum Ausschaltzustand über und läßt das Paketsendesignal für das jeweilige Sendezugriffsmodul 106 fallen. Wenn der Zähler C keinen Zählwert gleich dem Intervall T2 erreicht, aber das Ende eines Paketes festgestellt wird, und zwar dadurch, daß der Sendepaketbus 108 wieder frei wird, kehrt das Ausgangssteuergerät 803 in den Frei-Zustand zurück und wartet auf die nächste Bedienungsanforderung, d. h., auf ein Paket-Bereitsignal von einem der Sendezugriffsmodule 106. Als Teil der Beendigung des Paketübergangs vom Paketfortschreitezustand in den Frei-Zustand, wird das Paketsendesignal für das jeweilige Sendezugriffsmodul 106 gelöscht.

Sendeverarbeitungsmodul

Fig. 11 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten der Sendeverarbeitungsmodule 109, die im Zugriffsschnittstellen-Sender 101 gemäß Fig. 1 verwendet werden. Jedes Sendeverarbeitungsmodul 109 überwacht den Sendepaketbus 108 auf Pakete, und prüft die Bestimmungsadresse, wenn sie auf dem Sendepaketbus 108 erscheint. Wenn ein bestimmtes Sendeverarbeitungsmodul 109 seine eigene Adresse im Bestimmungsfeld eines Paketkopfes feststellt, so wird das Paket an die Verzögerungseinrichtung 1101 gegeben. Diese gibt dem Eingangssteuergerät 1102 die Möglichkeit, das Paket bei seinem Empfang zu verarbeiten. Zu diesem Zweck wird das Paket auch an das Eingangssteuergerät 1102 gegeben, das den gesamten Paketeingangsprozeß des Sendeverarbeitungsmoduls 109 steuert. Demgemäß überwacht das Eingangssteuergerät 1102 den Sendepaketbus 108 und liefert entsprechende Steuersignale an den Multiplexer 1103, den Puffer 1104 und den Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105. Der Puffer 1104 ist ein sogenannter FIFO-Typ, d. h. eine Pufferspeichereinheit, bei der zuerst eingegebene Informationen als erste wieder ausgelesen werden. Der Puffer 1104 ist außerdem mit einem Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105 verbunden, der die Anzahl der Bytes von Paketdaten zählt, die im Puffer 1104 gespeichert sind. Das Ausgangssteuergerät 1106 steuert das Auslesen von Paketen aus dem Sendeverarbeitungsmodul 109. Zu diesem Zweck steuert das Ausgangssteuergerät 1106 den Lesezyklus für den Puffer 1104, den Multiplexer 1107, den Leitungsformatierer 1108 und das Vorwärts/Rückwärtszählen des Zählers 1105. Getrennt vom Paketdaten-Flußweg führt der Zeitstempelrechner 1109 eine Umwandlung der Paketursprungszeit (POT) in den Zeitstempel (TS) durch. Der Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105 liefert seinen Zählwert, d. h. die Anzahl der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdatenbytes an einen ersten Eingang jedes Koinparators 1110, 1111 und 1112. Diese Komparatoren vergleichen die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdaten mit einem Satz von drei festen, vorbestimmten Schwellenwerten TL1, TL2 und TL3. Der Vergleich der Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdaten mit diesen Schwellenwerten bestimmt, ob für Pakete, die im Sendeverarbeitungsmodul 109 verarbeitet werden, ein oder mehrere Verstärkungsbitfelder beim Eingang in den Puffer 1104 entfernt werden, wenn dies zulässig ist. Die Komparatoren 1110, 1111 und 1112 erzeugen Pufferzustandssignale BS1, BS2 und BS3. Die Signale BS1, BS2 oder BS3 werden erzeugt, wenn der Zählwert im Zähler 1105 größer als der entsprechende Schwellenwert TL1, TL2 bzw. TL3 ist. Die Pufferzustandssignale BS1, BS2 und BS3 werden zum Eingangssteuergerät 1102 übertragen, um festzustellen, ob für Eingangspakete die Bits in einem oder mehreren Verstärkungsbitfeldern fallengelassen werden sollen. Der Algorithmus für das Fallenlassen von Bits lautet wie folgt: Wenn die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdaten, gemessen durch den Vorwärts/Rückwärtszähler 1105 größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert TL1 ist, so ist das Ausgangssignal BS1 des Komparators 1110 wahr, d. h. eine logische 1, und das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 wird aus dem im Augenblick verarbeiteten Paket fallengelassen. Dadurch wird die Paketgröße verringert und die Geschwindigkeit verlangsamt, mit der sich der Puffer 1104 mit Paketdaten füllt. Wenn das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 bereits fallengelassen worden ist oder der Pakettyp kein Fallenlassen von Bit erlaubt, dann werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen. Wenn der Puffer 1104 weiterhin oberhalb des zweiten vorbestimmten Schwellenwertes TL2 gefüllt ist, liefert der Komparator 1111 ein wahres BS2-Signal und beide Verstärkungsbitfelder der Stufe 1 und der Stufe 2 werden aus dem im Augenblick verarbeiteten Paket fallengelassen. Dadurch wird die Größe der Pakete weiter verringert und auch die Rate verlangsamt, mit der sich der Puffer 1104 mit Paketdaten füllt. Wenn die Verstärkungsbitfelder sowohl der Stufe 1 als auch der Stufe 2 bereits fallengelassen worden sind oder das Paket von einem Typ ist, der das Fallenlassen von Bits nicht erlaubt, werden wiederum keine weiteren Maßnahmen ergriffen. Wenn nur das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden ist, so wird das Verstärkungsbitfeld der Stufe 2 fallengelassen. Es sei darauf hingewiesen, daß der Puffer 1104 nur eine gewisse Maximalmenge von Daten speichern kann. Diese maximale Datenmenge wird durch den dritten vorbestimmten Schwellenwert TL3 angegeben. Wenn demgemäß die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten den Schwellenwert T3 übersteigt, so wird das im Augenblick verarbeitete Paket insgesamt fallengelassen und es werden keine weiteren Paketdaten in den Puffer 1104 zugelassen, bis einige der dort gespeicherten Pakete ausgegeben worden sind. Dadurch wird ein Überlauf des Puffers 1104 verhindert und außerdem auch verhindert, daß ein Bruchteil eines Pakets in den Puffer 1104 eingegeben wird. Nur vollständige Pakete sollen im Puffer 1104 gespeichert sein. Ein Bruchteilspaket ist ein beliebiges Stück des empfangenen Eingangspakets, möglicherweise nur ein Kopf.
Die Verzögerungseinrichtung 1101 nimmt Paketdaten als Eingangssignal auf, gesehen vom Paketdatenbus 108 aus. Sein Ausgangssignal sind die gleichen Paketdaten, verzögert um eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen. Die Ausgangsdaten von der Verzögerungseinrichtung 1101 werden an den Multiplexer 1103 angelegt. Dieser wird zur Einfügung eines neuen, im Eingangssteuergerät 1102 erzeugten Bitbeseitigungs-Anzeigefeldes zum richtigen Zeitpunkt in den Kopf des gerade verarbeiteten Pakets benutzt. Das neue BDI-Feld gibt an, ob eines oder beide Verstärkungsbitfelder aus dem verarbeiteten Paket fallengelassen worden sind. Der Multiplexer 1103 wird durch das Eingangssteuergerät 1102 so gesteuert, daß er das Bitbeseitigungs-Anzeigefeld zum richtigen Zeitpunkt in den Kopf des Pakets einfügt. Das Ausgangssignal des Multiplexers 1103 wird an den Puffer 1104 gegeben. Das Eingangssteuergerät 1102 liefert außerdem ein Paketendesignal (EOP) an den Puffer EOP. Dieses EOP-Signal wird in ein getrenntes Speicherelement des Puffers 1104 eingegeben, das jedem Byte der parallel verarbeiteten Paketdaten zugeordnet ist. Normalerweise ist das EOP-Signal logisch 0, d. h. ein falsches Signal. Wenn das Paket sein Ende erreicht hat, wird das dem letzten Byte der Paketdaten zugeordnete EOP-Signal auf logisch 1 gesetzt, d. h. ein wahres Signal. Das Schreibsignal wird zur Steuerung des Puffers 1104 zum Fallenlassen oder Beseitigen der Verstärkungsbitfelder des Pegels 1, des Pegels 2 oder beider Pegel unter Steuerung des Eingangssteuergerätes 1102 benutzt. Das Schreibsignal bewirkt, daß die am Ausgang des Multiplexers 1103 erscheinenden Daten sowie das EOP-Signal parallel in den Puffer 1104 eingespeichert werden. Wenn der Puffer 1104 leer ist, erzeugt er ein Leer-Anzeigesignal (E), das an den Vorwärts/Rückwärtszähler 1105 und an das Ausgangssteuergerät 1106 gegeben wird. Dieses Leer-Anzeigesignal (E) veranlaßt die Rückstellung des Vorwärts/Rückwärtszählers 1105 in seinen Anfangszustand. Auf diese Weise wird der Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105 mit der Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdaten synchronisiert. Ein weiteres Eingangssignal des Puffers 1104 ist ein Lesesignal (R). Dieses vom Ausgangssteuergerät 1106 gelieferte Signal veranlaßt die Leseschaltung des Puffers 1104, das nächste Byte von Paketdaten einschließlich des EOP-Signals auszugeben. Die Paketdaten vom Puffer 1104 werden an den Multiplexer 1107 sowie den Zeitstempelrechner 1109 angelegt. Das EOP-Signal gelangt an das Ausgangssteuergerät 1106.
Der Zeitstempelrechner 1109 berechnet den endgültigen Wert für den Zeitstempel (TS) für jedes Paket, wenn es den Zugriffsschnittstellen-Sender 101 verläßt. Dies geschieht durch Speichern der Paketursprungszeit (POT) des Pakets und Subtrahieren dieser Paketursprungszeit (POT) von der augenblicklichen Zeitanzeige (LT). Es wird also die Paketabgangszeit (LTD) abzüglich der Paketursprungszeit (POT) berechnet, nämlich TS' = LTD - POT. Dieses aktualisierte TS'-Ergebnis wird an den Multiplexer 1107 zur Einfügung in das Zeitstempelfeld des Paketkopfes als neuer TS-Wert zum richtigen Zeitpunkt unter Steuerung des Ausgangssteuergerätes 1106 gegeben. Die Verwendung der Paketabgangszeit LTD in Verbindung mit der Ursprungs zeit POT, die durch Verwendung der Paketankunftszeit LTA im Knoten bestimmt worden ist, vereinfacht die augenblickliche Zeitstempelberechnung und ermöglicht die Verwendung nur eines Zeitstempelfeldes im Paketkopf. Wiederum sei darauf hingewiesen, daß das gleiche örtliche Zeitsignal für die Zeitstempelberechnungen im Knoten benutzt wird und daß das gleiche, einzige Zeitstempelfeld verwendet wird, um sowohl die Paketursprungszeit (POT) als auch den aktualisierten Zeitstempelwert (TS) zu übertragen. Das Paketdaten-Ausgangssignal des Multiplexers 1107 wird an den Leitungsformatierer 1108 gegeben. Diesem wird außerdem ein Daten- Verfügbarsignal (DA) vom Ausgangssteuergerät 1106 zugeführt. Dieses Signal liefert eine Anzeige dafür, daß Paketdaten über den Multiplexer 1107 an den digitalen Leitungsformatierer 1108 angelegt worden sind. Solche Leitungsformatierer-Anordnungen sind bekannt. Sie führen in typischer Weise Funktionen wie die Einfügung eines Frei-Flag in den Datenstrom dann ein, wenn keine Pakete vorhanden sind, sowie ein Stopfen mit Null-Bits, um sicherzustellen, daß die Datenmuster nicht als Flag auf der Übertragungsleitung erscheinen. Weiterhin führt der Leitungsformatierer 1108 eine Berechnung einer sogenannten Kopf-Prüffolge für das Paket durch, um die Feststellung von Übertragungsfehlern zu unterstützen.
Das Ausgangssteuergerät 1108 steuert die Ausgabe von Paketdaten aus dem Sendeverarbeitungsmodul 109. Zu den Eingangssignalen des Ausgangssteuergerätes 1106 gehören die Leeranzeige (E) und das Paketende- Anzeigesignal (EOP) vom Puffer 1104. Das Ausgangssteuergerät 1106 beaufschlagt den Multiplexer 1107 sowie den Leitungsformatierer 1108, um den Leitungsformatierer 1108 zu veranlassen, aktive Paketdaten zu verarbeiten.
Der Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105 wird benutzt, um die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten zu messen. Diese Datenmenge wird dadurch angezeigt, daß der Zähler 1105 veranlaßt wird, vorwärts zu zählen, wenn Daten in den Puffer 1104 geschrieben werden und rückwärts zu zählen, wenn Daten ausgelesen werden. Zu diesem Zweck werden das Schreibsteuersignal des Puffers 1104 vom Eingangssteuergerät 1102 zum Vorwärtszähleingang (U) des Zählers 1105 und das Lesesteuersignal des Puffers 1104 vom Ausgangssteuergerät 1106 zum Rückwärtszähleingang (D) des Zählers 1105 gegeben. Der Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105 wird zurückgestellt, wenn der Puffer 1104 anhand des Signals E leer ist.
Die Arbeitsweise des Eingangssteuergerätes 1102 ist im Zustandsdiagramm gemäß Fig. 12 dargestellt. Nach einer Systemrückstellung wird in den Frei-Zustand eingetreten. Das Eingangssteuergerät 1102 bleibt im Frei-Zustand solange keine Pakete auf dem Sendepaketbus 108 erscheinen und um die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten zu zählen. Wenn ein Paket auf dem Sendepaketbus 108 auftritt, geht das Eingangssteuergerät 1102 in den Fragezustand. In diesem Zustand bestimmt das Steuergerät 1102, ob der interne Bestimmungscode im Paketkopf mit der Adresse dieses besonderen Verarbeitungsmoduls 109 übereinstimmt. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Eingangssteuergerät 1102 in den Frei-Zustand zurück, bis ein weiteres Paket auf dem Sendepaketbus 108 erscheint. Wenn jedoch der interne Bestimmungscode mit der Adresse des bestimmten Verarbeitungsmoduls 109 übereinstimmt, geht das Eingangssteuergerät in den Speicherzustand über. In diesem Zustand speichert das Eingangssteuergerät 1102 die Pufferzustandsanzeigen BS1, BS2 und BS3 zur Verwendung bei der Verarbeitung des augenblicklichen Pakets. Das Eingangssteuergerät 1102 stellt außerdem einen Zähler C auf einen großen, von Null verschiedenen Wert ein, so daß die Zähleranzeigen die nächsten paar Datenbytes des gerade verarbeiteten Pakets nicht beeinflussen. Bei Beendigung dieser Funktionen geht das Eingangssteuergerät 1102 aus dem Speicherzustand in den Datensammelzustand. In diesem Zustand schaltet das Eingangssteuergerät 1102 den Zähler C für jedes Datenbyte zurück, das auf dem Sendepaketbus 108 erscheint. Außerdem liefert das Eingangssteuergerät 1102 Schreibimpulse an den Puffer 1104 und den Vorwärts-/Rückwärtszähler 1105, um das Paket bei seinem Erscheinen auf dem Sendepaketbus 108 zu speichern und die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Paketdaten zu zählen. Wenn das Bitbeseitigungs-Anzeigefeld (BDI) auf dem Paketsendebus 108 verfügbar ist, geht das Eingangssteuergerät 1102 vom Datensammelzustand in den BDI-Verarbeitungszustand über. In diesem Zustand führt das Eingangssteuergerät 1102 mehrere Funktionen aus. Als erstes speichert das Eingangssteuergerät 1102 das BDI-Feld des Pakets bei seinem Eintreten in dem Verarbeitungsmodul 109. Auf der Grundlage des alten BDI-Wertes und der Pufferzustandsanzeigen BS1, BS2 und BS3 wählt das Eingangssteuergerät 1102 einen geeigneten Zählerwert C in Übereinstimmung mit der Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten. Dieser Zählerwert wird benutzt, um die Länge des an den Puffer 1104 gelieferten Pakets zu bestimmen. Schließlich veranlaßt im BDI-Verarbeitungszustand das Eingangssteuergerät 1102 den Multiplexer 1103, ein neues Bitbeseitigungs- Anzeigefeld BDI einzufügen und zu speichern, das aus dem alten Bitbeseitigungs-Anzeiger und den oben beschriebenen Pufferzustandsanzeigen abgeleitet worden ist. Wenn das BDI-Feld nicht mehr verfügbar ist, kehrt das Eingangssteuergerät 1102 in den Datensammelzustand zurück, um den Rest des Pakets anzusammeln, wobei kontinuierlich der Zähler C zurückgezählt wird. Wenn der Zähler C auf 0 geht oder das Ende eines Pakets auf dem Sendepaketbus 108 erscheint, geht das Eingangssteuergerät 1102 in den Abschaltzustand. In diesem Zustand erzeugt das Eingangssteuergerät 1102 zunächst die Paketende-Anzeige (EOP), die im Puffer 1104 gespeichert wird. Außerdem sperrt das Eingangssteuergerät 1102 jedes weitere Einschreiben von Daten in den Zähler 1104 und das Vorwärtszählen des Zählers 1105. Wenn diese Funktionen durchgeführt sind, geht das Eingangssteuergerät 1102 in den Frei-Zustand und wartet auf das nächste Paket auf dem Sendepaketbus 108.
Fig. 13 zeigt als Flußdiagramm die Folge von Schritten im Eingangssteuergerät 1102 bei der Einstellung eines internen Zählers zur Bestimmung der Bitbeseitigung, der Paketlänge und des augenblicklichen BDI- Feldes für das im Augenblick verarbeitete Paket. Die Schritte sind zwar im Flußdiagramm sequentiell dargestellt, für den Fachmann dürfte jedoch klar sein, daß die bevorzugte Verwirklichung dieser Funktionen mit Hilfe eines Nurlesespeichers (ROM) erfolgt, der alle erforderlichen Eingangssignale gleichzeitig prüft und alle Schritte gleichzeitig ausführt, um das BDI-Feld als Ausgangssignal zu erhalten und den internen Zähler im Eingangssteuergerät 1102 einzustellen. In das Flußdiagramm gemäß Fig. 13 wird für jedes Paket eingetreten, das auf dem Paketsendebus 108 erscheint, um die richtigen internen Zählerwerte zu bestimmen. Beim auftreten eines Pakets mit einem internen Bestimmungscode, der mit der Adresse des jeweiligen Sendeverarbeitungsmoduls 109 übereinstimmt, wird über 1301 in die Folge eingetreten. Die erste auszuführende Aufgabe ist im Block 1302 angegeben. Hier werden die Pufferzustandswerte BS1, BS2 und BS3 gespeichert. Dies geschieht gleichzeitig mit dem Speicherzustand, wie bei dem vorhergehenden Zustandsdiagramm gemäß Fig. 12 beschrieben. Danach wird beim bedingten Verzweigungspunkt 1303 geprüft, ob der Puffer 1104 voll ist oder nicht, d. h., ob zusätzliche Daten dort gespeichert werden können. Wenn der Puffer 1104 tatsächlich voll ist, angezeigt dadurch, daß BS3 wahr, d. h. logisch 1 ist, werden weitere Operationen zur Feststellung des Zählerwertes fallengelassen und der Prozeß kehrt über den Abschaltblock 1304 und den Rückkehrblock 1305 in seinen Anfangszustand zurück, bei dem auf das Erscheinen eines Pakets auf dem Sendepaketbus 108 gewartet wird, das für das vorliegende Sendeverarbeitungsmodul 109 bestimmt ist. Anders gesagt, das im Augenblick verarbeitete Paket wird durch Abschalten des Einschreibens in den Puffer 1104 (Fig. 11) vollständig fallengelassen. Wenn jedoch im Puffer 1104 Platz für ein weiteres Paket oder mehr vorhanden ist, und zwar angezeigt durch die Prüfung gemäß Schritt 1303 mit dem Ergebnis Nein, so wird das ankommende BDI-Feld durch das Eingangssteuergerät 1102 gespeichert, wie im Block 1306 angegeben. Der bedingte Verzweigungspunkt 1303 prüft das BDI-Feld, um festzustellen, ob dieses Feld ein Paket anzeigt, bei dem eines oder mehrere Verstärkungsbitfelder fallengelassen worden sind oder nicht. Wenn das BDI-Feld angibt, daß keines der Verstärkungsbitfelder fallengelassen werden kann und das Prüfergebnis Nein ist, so wird die Steuerung zum Block 1308 übertragen, und der interne Zähler wird auf den Maximalwert eingestellt, der für ein Paket im System zulässig ist. Die Steuerung geht dann über 1305 zurück zum Hauptprozeß. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1307 Ja ist, prüft der bedingte Verzweigungspunkt 1309, ob BS1 wahr ist, d. h. logisch 1. BS1 zeigt an, ob die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert TL1 ist. Wenn die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten nicht größer als der Schwellenwert TL1 ist, und zwar angezeigt dadurch, daß BS1 falsch ist, d. h. logisch 0, so braucht keines der Verstärkungsbitfelder fallengelassen zu werden und die Steuerung wird an den Block 1310 zurückgegeben. Dieser veranlaßt, daß der Zählerwert entsprechend dem ankommenden BDI-Feld eingestellt wird. Das abgehende BDI- Feld wird außerdem gleich dem ankommenden BDI-Feld eingestellt. Man beachte, daß das ankommende BDI-Feld anzeigen kann, daß eines oder beide Verstärkungsbitfelder oder keines der Verstärkungsbitfelder fallengelassen worden sind. Dieses Fallenlassen eines oder mehrerer Verstärkungsbitfelder kann in irgendeinem anderen Vermittlungs- oder Übertragungsknoten im Paketsystem aufgetreten sein. Danach wird die Steuerung über 1305 zurückgegeben. Wenn jedoch das Prüfergebnis beim Schritt 1309 ja ist, so ist die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten größer als der erste Schwellenwert TL1 und der bedingte Verzweigungspunkt 1311 prüft BS2, um festzustellen, ob die im Puffer 1104 gespeicherte Datenmenge größer als der vorbestimmte Schwellenwert TL2 ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1311 Nein ist, d. h. BS2 nicht größer als der Schwellenwert TL2 ist, dann prüft der bedingte Verzweigungspunkt 1312, ob das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden ist. Dies geschieht durch Prüfen des BDI-Feldes im ankommenden Paketkopf. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1312 Ja ist, so ist das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden, und die Steuerung wird zum Block 1310 übertragen, bei dem der interne Zählerwert entsprechend dem ankommenden BDI-Feld eingestellt wird. Das abgehende BDI- Feld wird gleich dem ankommenden BDI-Feld gesetzt. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1312 Nein ist, so ist das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 nicht fallengelassen worden, und die Steuerung wird zum Block 1313 übertragen, bei dem der interne Zähler so eingestellt wird, daß das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen wird. Gemäß Block 1314 wird das abgehende BDI-Feld so eingestellt, daß es anzeigt, daß das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden ist. Danach wird die Steuerung über 1305 zum Hauptprozeß zurückgegeben. Wenn zurückkehrend beim Schritt 1311 das Prüfergebnis Ja war, so ist die Menge der im Puffer 1104 gespeicherten Daten größer als der Schwellenwert TL2, und der bedingte Verzweigungspunkt 1315 prüft das BDI-Feld des verarbeiteten Pakets, um festzustellen, ob das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1315 Ja ist, so ist das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 fallengelassen worden, und der Block 1316 stellt den internen Zähler so ein, daß das Verstärkungsbitfeld der Stufe 2 fallengelassen wird. Danach veranlaßt der Block 1317 eine Einstellung des abgehenden BDI-Feldes derart, daß angezeigt wird, daß die Verstärkungsbitfelder sowohl der Stufe 1 als auch der Stufe 2 fallengelassen worden sind. Nach Einstellung des BDI-Feldes wird die Steuerung über 1305 an den Hauptprozeß zurückgegeben. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 1315 Nein ist, so ist das Verstärkungsbitfeld der Stufe 1 nicht fallengelassen worden, und der Block 1318 stellt den internen Zähler so ein, daß die Verstärkungsbitfelder sowohl der Stufe 1 als auch der Stufe 2 fallengelassen werden. Danach wird die Steuerung zum Block 1317 übertragen, der das abgehende BDI-Feld so einstellt, daß angezeigt wird, daß die Verstärkungsbitfelder sowohl der Stufe 1 als auch der Stufe 2 fallengelassen worden sind. Danach wird die Steuerung über 1305 zum Hauptprozeß zurückgegeben. Beim vorliegenden Beispiel werden zwar nur zwei Verstärkungsbitfelder verwendet, es ist aber klar, daß dieser Prozeß auf jede beliebige Zahl von Verstärkungsbitfeldern ausgedehnt werden kann. Man beachte außerdem, daß die Bitfelder in einer vorgeschriebenen Reihenfolge bei einem Paket fallengelassen werden, beginnend mit dem Bitfeld, das die niedrigstwertigen Bits enthält, in Richtung zu dem Bitfeld, das die höchstwertigen Bits enthält. Man beachte, daß die Verstärkungsbitfelder in einer Reihenfolge vom Verstärkungsbitfeld mit den niedrigstwertigen Bits des entsprechenden Übertragungskanals in Richtung auf das Verstärkungsbitfeld mit den höchstwertigen Bits des entsprechenden Übertragungskanals fallengelassen werden.
Fig. 14 zeigt ein Zustandsdiagramm für eine Folge von Schritten, die die Arbeitsweise des Ausgangssteuergerätes 1106 im Sendeverarbeitungsmodul 109 gemäß Fig. 11 darstellen. In das Zustandsdiagramm wird von einer Systemrückstellung aus eingetreten und das Ausgangssteuergerät 1106 geht in den Frei-Zustand. Es bleibt in diesem Zustand, solange der Puffer 1104 leer ist. Wenn der Puffer 1104 nicht leer ist, und zwar angezeigt durch ein Leer-Signal (E) mit logisch 0 vom Puffer 1104, so geht das Ausgangssteuergerät 1106 in den Paketausgabezustand. In diesem Zustand ermöglicht das Ausgangssteuergerät 1106 das Lesen eines Pakets aus dem Puffer 1104 sowie das Rückwärts zählen des Vorwärts/Rückwärtszählers 1105. Das Ausgangssteuergerät 1106 veranlaßt außerdem den Multiplexer 1107, den Durchlauf der Paketdaten vom Puffer 1104 zu ermöglichen. Nach Auslesen jedes Byte der Paketdaten aus dem Puffer 1104 veranlaßt schließlich das Ausgangssteuergerät 1106 den Leitungsformatierer 1108, seine Operation auszuführen. Wenn das Zeitstempelfeld (TS) in dem aus dem Puffer 1104 gelesenen Paket verfügbar ist, geht das Ausgangssteuergerät 1106 in den Ts-Zustand. In diesem Zustand veranlaßt das Ausgangssteuergerät 1106 den Multiplexer 1107, das neue Zeitstempelfeld aus dem Zeitstempelrechner 1106 in den Paketkopf einzufügen. Wie bei anderen aus gegebenen Bytes von Paketdaten betätigt das Ausgangssteuergerät 1106 außerdem den Leitungsformatierer 1108, um das Zeitstempelfeld für eine Übertragung zu den digitalen Leitungsschnittstellen zu codieren. Wenn das Zeitstempelfeld nicht mehr verfügbar ist, geht die Steuerung zurück zum Paketausgabezustand, und die oben beschriebenen Funktionen werden wiederholt. Das Ausgangssteuergerät 1106 bleibt im Paketausgabezustand, solange der Puffer 1104 nicht leer ist und nicht das Ende eines Pakets durch EOP-Signal angezeigt wird. Das Ende eines Paket wird durch ein EOP- Signal logisch 1 im letzten Bit der Paketdaten aus dem Puffer 1104 angezeigt. Das EOP-Signal logisch 1 veranlaßt die Übergabe der Steuerung in den Abschaltzustand. In diesem Zustand schaltet das Ausgangssteuergerät 1106 das weiterschalten des Vorwärts-/Rückwärtszählers 1105 sowie jedes weitere Lesen des Puffers 1104 ab und veranlaßt, daß das DA-Signal logisch 0 wird und dem Leitungsformatierer 1108 anzeigt, daß das Paket nicht länger verfügbar ist. Wenn für den Leitungsformatierer 1108 keine weiteren Paketdaten für eine Ausgabe zur Verfügung stehen, gibt er automatisch Flag- Signale aus. Danach geht das Ausgangssteuergerät 1106 in den Frei-Zustand und wartet darauf, daß weitere Pakete im Datenpuffer 1104 ausgegeben werden. Wenn ein Paket im Datenpuffer 104 vorhanden ist, so wird unmittelbar aus dem Frei-Zustand ausgetreten.

Empfangsverarbeitungsmodul

Fig. 15 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten der Empfangsverarbeitungsmodule 113, die in dem Zugriffsschnittstellenempfänger 102 in Fig. 1 benutzt werden. Die 32-Zeitlagen-Zeitmultiplex-Paketsignale von einer zugeordneten digitalen Leitungsschnittstelleneinheit 112 (Fig. 1) werden bei diesem Beispiel mit einer Rate von 2,048 Mb/s zum Leitungsdeformatierer 1501 gegeben. Zu den Funktionen des Leitungsdeformatierers 1501 gehört die Beseitigung leerer Flags aus dem Paketdatenstrom, die Entfernung gestopfter Bits aus dem empfangenen Paketdatenstrom und die Erzeugung einer Anzahl von Steuersignalen. Diese Steuersignale sind ein Paketstartsignal (SOP), ein Paketendesignal (EOP) und ein Datenbereit-Paketsignal (PDR). Zum Schluß gibt der digitale Leitungsdeformatierer 1501 die empfangenen Paketdaten in paralleler Form mit 8 Bits auf den Bus 1507 aus. Das Paketstartsignal (SOP) und das Paketendesignal (EOP) werden an eine Eingangsfolgeschaltung 1506 gegeben. Das Paketendesignal (EOP) gelangt außerdem zum Paketdatenpuffer 1503. Die Paketdaten werden durch den Bus 1507 an einen Paketursprungszeit(POT)- Rechner und -Speicher 1502, einen Paketdatenpuffer 1503, einen Paketfehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 und schließlich auf einem logischen Kanal zum Bestimmungscodeumsetzer und -speicher 1505 übertragen. Jede der Einheiten 1502, 1503, 1504 und 1505 wird durch die Eingangsfolgeschaltung 1506 gesteuert. Diese gibt außerdem ein Paket- Gespeichertsignal (PS) an das Ausgangssteuergerät 1508. Der Paketursprungszeit(POT)-Rechner und -Speicher 1502 prüft die empfangenen Paketdaten im Zeitstempelfeld und berechnet die Paketursprungszeit (POT), nämlich POT = LTA - TS, wobei TS der Zeitstempelwert aus dem Zeitstempelfeld des empfangenen Pakets und LTA die örtliche Zeit bei Eintreffen des Pakets in dem jeweiligen Empfangsverarbeitungsmodul 113 sind. LTA wird aus der lokalen Zeiteinheit 120 (Fig. 1) abgeleitet. Dieser POT-Wert wird während des Paketintervalls in Vorbereitung der Ausgabe über den Multiplexer 1509 zum Empfangspaketbus 115 gespeichert. Um zu wiederholen, die Verwendung des beim Eintreffen eines Pakets in einem Systemknoten berechneten POT-Wertes vereinfacht die Zeitstempelberechnung und verringert die Anzahl der Zeitstempelfelder im Kopf. Der Multiplexer 1509 wird durch das Ausgangssteuergerät 1508 gesteuert. Der Paketdatenpuffer 1503 speichert einfach nur alle empfangenen Paketdaten zuzüglich eines Flag-Bit, das das Paketende-Flag (END) genannt wird. Dieses Flag-Bit wird außerdem zur Abgrenzung der Pakete bei ihrer Ausgabe auf den Empfangspaketbus 115 benutzt. Die gespeicherten Paketdaten werden an den Multiplexer 1509 zur Ausgabe unter Steuerung des Ausgangssteuergerätes 1508 gegeben. Das Paketendesignal (END) für das augenblickliche Paket wird außerdem vom Paketdatenpuffer 1503 zum Ausgangssteuergerät 1508 übertragen.
Die Paketdaten im Paketkopf werden außerdem über den Bus 1507 zum Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 geleitet. Diese Einheit erzeugt eine zyklische Redundanzcodeprüfung (CRC) des Paketkopfes, um Bitfehler bei der Übertragung festzustellen. Ein Signal wird vom Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 ausgegeben, das anzeigt, ob die Paketdaten fehlerhaft sind. Das -Signal wird benutzt, um das vollständige Paket fallenzulassen, wenn ein Fehler vorhanden ist. Das - Signal wird an einen Eingang einer Nichtbeachtungs-Paketeinheit 15010 gegeben. Schließlich werden die Paketdaten vom Leitungsdeformatierer 1501 über den logischen Kanal zum Bestimmungscodeumsetzer und -Speicher 1505 übertragen. Diese Einheit prüft die empfangene logische Kanalnummer (LCN) und benutzt den Wert der empfangenen LCN, um dasjenige Empfangszugriffsmodul 116 zu bestimmen, an das das empfangene Paket geliefert werden muß. Der Wert LCN wird in den Bestimmungscodewert umgesetzt, der während des Paketempfangs gespeichert und an den Multiplexer 1509 während der Paketwiedergabe für das jeweilige Empfangszugriffsmodul 116 ausgegeben wird. Außerdem wird die Empfangsverarbeitungsmodul-Adresse an den Multiplexer 1509 gegeben. Das Ausgangssteuergerät 1508 überwacht die Einfügung des POT-Wertes in das Zeitstempelfeld und die Erzeugung des Bestimmungscodes sowie der Verarbeitungsmodul-Adressenfelder und außerdem die Ausgabe der Pakete auf den Empfangspaketbus 115. Die Ausgabe der Pakete erfolgt durch Wechselwirkung mit dem Empfangsbus-Steuergerät 114 (Fig. 1). Zu diesem Zweck werden Paket-Bereit-Anforderungssignale zum Empfangsbus- Steuergerät 114 gegeben und entsprechende Sendepaketsignale vom Bus- Steuergerät 114 empfangen. Die Arbeitsweise des Bus-Steuergeräts 114 ist identisch mit der des oben beschriebenen Bus-Steuergerätes 107.
Fig. 16 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Arbeitsweise der Eingangsfolgeschaltung 1506. Von einer Systemrückstellung erfolgt ein Eintritt in das Zustandsdiagramm im Frei-Zustand. Die Eingangsfolgeschaltung 1506 bleibt im Frei-Zustand, solange keine Paketdaten von der digitalen Leitungsschnittstelle an den Leitungsdeformatierer 1501 geliefert werden. Die Anzeige dafür, daß ein Paket eintrifft, ist das Paket-Startsignal (SOP) wenn das Paket-Startsignal (SOP) wahr, d. h. logisch 1 ist, und die Paketdaten bereit sind, angezeigt dadurch, daß das Paketdaten-Bereitsignal (PDR) logisch 1 ist, so geht die Eingangsfolgeschaltung 1506 in den Neupaketzustand über. In diesem Zustand veranlaßt die Eingangsfolgeschaltung 1506 den Paketdatenpuffer 1503, das vollständige Paket bei seinem Eintreffen zu speichern und die Speicherung solange fortzusetzen, bis das Paket beendet ist, angezeigt durch das Paketendesignal (EOP). Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 veranlaßt, mit der Berechnung der Fehlerprüffolge zu beginnen. Wenn das Paketdaten-Bereitsignal (PDR) weiterhin wahr ist, geht die Eingangsfolgeschaltung 1506 in den Logikkanal- Nummernzustand (LCN). In diesem Zustand wird sowohl ein Einschreiben in den Paketdatenpuffer 1503 veranlaßt, als auch ein Betrieb der Logikkanal- Bestimmungscodeumsetzung einschließlich des Speichers 1505. Die Eingangsfolgeschaltung 1506 bleibt im LCN-Zustand für zwei Datenbytes und geht zurück in den LCN-Zustand, wenn das Paketdaten-Bereitsignal (PDR) wieder wahr ist. Während dieser Zeit speichert der Logikkanal- Bestimmungscodeumsetzer und -Speicher 1505 die vollständige Logikkanalnummer (LCN) von Paketkopf, die zwei Datenbytes belegt. Nach der Logikkanalnummer (LCN) veranlaßt das nächste Paketdaten-Bereitsignal (PDR) die Eingangsfolgeschaltung 1506, in den Paketursprungszeit(POT)- Betätigungszustand zu gehen. Wenn die Paketursprungszeit(POT) verfügbar ist, veranlaßt die Eingangsfolgeschaltung 1506 den POT-Rechner und - Speicher 1506, das Zeitstempelfeld zu speichern, wenn es mit dem Paket ankommt. Dem POT-Rechner und -Speicher 1502 stehen jetzt alle Daten zur Verfügung, die, wie oben beschrieben, zur Berechnung der Paketursprungszeit(POT) erforderlich sind. Wenn das nächste Byte verfügbar ist, angezeigt dadurch, daß das Paketdaten-Bereitsignal (PDR) wieder wahr ist, geht die Eingangsfolgeschaltung 1506 in den Datenspeicherzustand. Sie bleibt in diesem Zustand bis zum Eintreffen eines von mehreren möglichen Ereignissen. Das erste möglicherweise auftretende Ereignis besteht darin, daß die Kopfprüffolge (HCS) auf dem Bus 1507 aufgetreten ist. Nachdem diese Folge auf dem Bus 1507 aufgetreten ist, nimmt der Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 die Kopfprüffolge (HCS) auf und beendet die Berechnung der Fehlerbits ( ). Nach der Kopfprüffolge zeigt das nächste Paketdaten-Bereitsignal (PDR) an, daß ein Teil des Informationsfeldes des Pakets zur Verfügung steht. Die Eingangsfolgeschaltung 1506 kehrt zum Datenspeicherzustand zurück und bleibt dort, bis der Rest des Informationsfeldes gespeichert ist. Die Eingangsfolgeschaltung 1506 verläßt den Datenspeicherzustand, wenn das Paketendesignal (EOP) und das Paketdaten-Bereitsignal (PDR) wahr ist und geht zum Paketendezustand, wenn das letzte Datenbyte des augenblicklichen Pakets im Paketdatenpuffer 1503 gespeichert ist. Dann wird bei Empfang des Kehrwertes für das Paketdaten- Bereitsignal ( ), des Paket-Startsignals ( ) und des Paketendesignals ( ) der Paketdatenpuffer 1503 abgeschaltet, und die Eingangsfolgeschaltung 1506 gibt das Paket-Gespeichertsignal (PS) aus und kehrt zum Frei-Zustand zurück, in welchem es auf ein weiteres Eingangspaket wartet.
Das Paketausgangsverfahren der Empfangsverarbeitungsmodule 113 verläuft wie folgt: Während der Paketeingabe berechnen der POT-Rechner und -Speicher 1502, der Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 und der Kanal-Bestimmungscodeumsetzer und -Speicher 1505 Ergebnisse auf der Grundlage des Kopfes für das augenblickliche Eingangspaket. Diese Ergebnisse stehen zur Ausgabe in serieller Form zur Verfügung und werden durch den Multiplexer 1509 unter Steuerung des Ausgangssteuergerätes 1508 in die jeweiligen Felder des Pakets eingegeben. Während des Ausgabezyklus für das Paket steuert das Ausgangssteuergerät 1508 sowohl den Multiplexer 1509 und den Paketdatenpuffer 1503 durch Betätigen oder Abschalten der jeweiligen Lesesteuerungen. Wenn ein empfangenes Paket Fehler enthält, so wird das Fehlerbit ( ) vom Paket-Fehlerprüf- und Fehlerbitspeicher 1504 benutzt, um das Weiterlaufen der Paketdaten durch Betätigen der Nichtbeachtungs-Paketeinheit 1510 zum Empfangspaketbus 115 zu sperren. Wenn das Paket tatsächlich fehlerhaft ist, so wird anstelle des Pakets eine Kette von 0-Werten an den Empfangspaketbus 115 gegeben.
Die Arbeitsweise des Ausgangssteuergerätes 1508 bei Durchführung des Paketausgabeverfahrens ist in den Zustandsdiagrammen gemäß Fig. 17 und 18 dargestellt.
Fig. 17 zeigt ein Zustandsdiagramm für das Zusammenwirken des Ausgangssteuergerätes 1508 mit dem Bus-Steuergerät 114 (Fig. 1) In das Zustandsdiagramm wird von einer Systemrückstellung aus in den Frei-Zustand eingetreten. Wenn das Paket-Gespeichertsignal (PS) von der Eingangsfolgeschaltung 1506 wahr ist, geht das Ausgangssteuergerät 1508 in den Paketempfangs-Bereitzustand (RPR) zu diesem Zeitpunkt wird das zum Bus- Steuergerät 114 laufende Paket-Bereitsignal bestätigt. Beim folgenden Systemtaktimpuls (CLK) geht das Ausgangssteuergerät 1508 zurück zum Frei- Zustand.
Fig. 18 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Arbeitsweise des Ausgangssteuergerätes 1508 bei der Steuerung für die Ausgabe von Paketen von den Empfangsverarbeitungsmodulen 113 zum Empfangspaketbus 115. Der Paketausgabeprozeß wird zum größten Teil synchron mit dem Systemtakt betrieben, so daß die folgende Erläuterung für den Betrieb des Ausgangssteuergerätes 1508 Operationen angibt, die bei nachfolgenden Taktimpulsen auftreten. Das Ausgangssteuergerät 1508 tritt in den Frei- Zustand von einer Systemrückstellung aus ein. Solange keine Pakete für eine Ausgabe im Paketdatenpuffer 1503 gespeichert sind, bleibt das Ausgangssteuergerät 1508 im Frei-Zustand. Bei Empfang eines Empfangs- Sendepaket-Signals (RSP) vom Bus-Steuergerät 114 geht das Ausgangssteuergerät 1508 aus dem Frei-Zustand in den Busbelegungszustand. In diesem Zustand wird der Empfangspaketbus 115 für die Ausgabe eines Pakets belegt und der Paketdatenpuffer 1503 zum Lesen betätigt. Dies wird auf bekannte Weise durch ein Signal auf dem Empfangspaketfensterbus erreicht. Während der nächsten beiden Taktimpulse (CLK), d. h. der Ausgabezeit für die ersten beiden Kopffelder des Pakets, wird der Multiplexer 1509 veranlaßt, den internen Bestimmungscode auf den Empfangspaketbus 115 zu geben. Dies geschieht während des Bestimmungsfeldzustandes und des SRC-Feldzustandes. Beim nächsten Taktimpuls (CLK) nach dem internen Bestimmungscodefeld wird der Multiplexer 1509 veranlaßt, die Verarbeitungsmodul-Adresse auf den Empfangspaketbus 115 zu geben. Nach Ausgabe der Adresse des Empfangsverarbeitungsmoduls veranlaßt der nächste Taktimpuls (CLK) das Ausgangssteuergerät 1508, in den Datenausgabezustand zu gehen, in welchem der größte Teil der Paketdaten auf den Empfangspaketbus 115 ausgegeben wird. Zur gleichen Zeit, zu der das Zeitstempelfeld (TS) für eine Ausgabe auf den Empfangspaketbus 115 zur Verfügung steht, geht jedoch das Ausgangssteuergerät 1508 in den Paketursprungszeit(POT)-Zustand und veranlaßt den Multiplexer 1509, das im POT-Rechner und -Speicher 1502 gespeicherte POT-Ergebnis aus zugeben. Beim folgenden Taktimpuls (CLK) kehrt das Ausgangssteuergerät 1508 in den Paketausgabezustand zurück und bleibt in diesem Zustand für nachfolgende Taktimpulse, bis der Rest des augenblicklichen Pakets aus dem Paketdatenpuffer 1503 auf den Empfangspaketbus 115 ausgegeben ist. Wenn das Endesignal vom Paketdatenpuffer 1503 wahr ist, wodurch angegeben wird, daß das Ende des augenblicklichen Pakets ausgegeben wird, und beim nächsten Taktimpuls geht das Ausgangssteuergerät 1508 in den Busfreigabezustand. In diesem Zustand wird das letzte Byte des augenblicklichen Pakets aus dem Paketdatenpuffer 1503 auf den Empfangspaketbus 115 ausgegeben und der Bus wird zur Verwendung durch ein anderes Empfangsverarbeitungsmodul 113 freigegeben. Während des Busfreigabezustandes wird außerdem das Ausgangssteuergerät 1508 zurückgestellt und geht beim folgenden Taktimpuls (CLK) zurück in den Frei-Zustand.

Empfangszugriffsmodul

Fig. 19 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten der Empfangszugriffsmodule 116, die im Zugriffsschnittstellenempfänger 101 gemäß Fig. 1 benutzt werden. Man beachte, daß Pakete sowohl feste als auch beliebige Verzögerungen in einem Paketnetzwerk erleiden. Bei der Rekonstruktion von digitalen Abtastwerten aus Paketen ist es wichtig, daß der Einfluß willkürlicher Verzögerungen minimiert wird, um Lücken und ähnliches bei den rekonstruierten Signalen zu vermeiden. Dies wird in den einzelnen Empfangszugriffsmodulen 116 durch Einstellen der Verzögerung, die jedes der Pakete erleidet, auf ein festes Gesamtverzögerungsintervall (DO) erreicht. Das feste Gesamtverzögerungsintervall umfaßt ein bekanntes, festes Verzögerungsintervall (DF), das durch die Übertragung und Verarbeitung der Pakete verursacht wird, ein beliebiges Verzögerungsintervall (TS), das durch Verwendung der besonderen Zeitstempeltechnik gemessen wird, und ein einstellbares Verzögerungsintervall (D) zur Ergänzung des beliebigen Verzögerungsintervalls auf ein bekanntes, festes, ergänztes Verzögerungsintervall (BLD). Es gilt also (TS + D) + DF = DO, wobei TS + D = BLD. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel sind DO = 44 ms, DF = 24 ms und BLD = 20 ms. Demgemäß sind ein Paketdisassemblierer 1901 und ein Decoder 1902 dargestellt. Im Paketdisassemblierer 1901 sind enthalten ein Paketpuffer und -Reformatierer 1903, ein BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904, ein Rauschschätzwertspeicher 1905, ein Folgenummernprozessor 1906, ein Paketursprungszeit(POT)-Prozessor und Ergänzungsverzögerungsregister 1907 und ein Zugriffszeitlagenspeicher (ATS) 1908, die alle Paketdaten vom Empfangspaketbus 115 erhalten. Das örtliche Zeitsignal von der örtlichen Zeitsteuerungseinheit 120 (Fig. 1) wird an das POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerungsregister 1907 und an eine Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 gegeben. Der Empfangspaketfensterbus vom Empfangspaketbus 115 wird an die Paketbus-Folgeschaltung 1910 angeschaltet. Außerdem werden der Folgeschaltung 1910 die Paketdaten vom Empfangspaketbus 115, ein Paketlängensignal vom BDI-Empfangszustandumsetzer 1904, eine Paket- Verspätetanzeige vom POT-Prozessor und Ergänzungsverzögerungsregister 1907, eine interne Bestimmungsadresse vom Empfangszugriffsmodul und das Zugriffszeitlagensignal (ATS) vom ATS-Zwischenspeicher 1908 zugeführt. Die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 liefert eine Vielzahl von Steuersignalen an den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903. Im einzelnen enthalten die Steuersignale ein Schreibsignal (WRT), ein Speicherbank-Auswählsignal (BANK SEL) und ein Schreib-Adressensignal (WRT ADDR). Zusätzlich liefert die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 ein Startadressensignal (SA) (gleich wie ERT ADDR) und ein Parameterpuffer- Schreibsteuersignal (PBWRT) an den Parameterpuffer 1909). Das Startadressensignal (SA) gibt die Speicherstelle im Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 an, in welcher der erste Abtastwert des augenblicklichen Pakets in der augenblicklichen Zeitlage gespeichert ist. Obwohl nicht im einzelnen gezeigt, liefert die Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 Steuersignale an den BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904, den Rauschschätzwertspeicher 1905, den Folgenummernprozessor 1906, das POT- Prozessor- und Ergänzungsverzögerungsnetzwerk 1907 und den ATS- Zwischenspeicher 1908 zur wirksamen Steuerung dieser Einheiten, wie nachfolgend beschrieben werden soll. Der Parameterpuffer 1909 ist ein FIFO- Puffer, der relevante Informationen aus dem Paketkopf speichert, die von der Empfangszugriffs-Zeitlagenfolgeschaltung 1911 zur Steuerung der Ausgabe der neuformatierten Paketdaten aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 verwendet werden. Zu diesem Zweck wird ein Empfangszustandssignal (RS) vom BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904 zum Puffer 1909 gegeben. Außerdem wird ein Hintergrund-Rauschschätzwertsignal (NE) vom Rauschschätzwertspeicher 1905, ein Paket-Widergabezeitsignal (PPT) von der POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerung 1907, ein Cat/Sched- Steuersignal (C/S) vom Folgenummernprozessor 1906 und schließlich das ATS- Steuersignal vom ATS-Speicher 1908 zugeführt. Wie oben angegeben, speichert der Parameterpuffer 1909 dies Vielzahl von Signalen zur Verwendung durch die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 für eine Ausgabe von Daten vom Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 im jeweiligen PCM- oder ADPCM- Format. Demgemäß werden das Empfangszustandssignal (RS), das Rauschschätzwertsignal (NE), das Startadressensignal (SA), das Paket- Wiedergabezeitsignal (PPT), das CAT/SCHED-Signal (C/S), das ATS-Signal und ein zusätzliches Signal (EMPTY), das anzeigt, das der Parameterpuffer 1909 leer ist, an die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 gegeben. Wenn das Leer- Signal wahr ist, d. h. logisch 1, so ist der Parameterpuffer 1909 leer und es sind keine Pakete im Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 zu verarbeiten. Zusätzlich werden das Empfangszustandssignal (RS) und das Rauschschätzwertsignal (NE) an den Multiplexer 1912 gegeben. Ein örtliches Zeitsignal von der lokalen Zeitsteuerungseinheit 120 (Fig. 1) wird ebenfalls an die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 übertragen. Die Empfangs- ATS-Folgeschaltung 1911 steuert die Ausgabe der neuformatierten Daten aus dem Paketdisassemblierer 1901. Zu diesem Zweck erzeugt sie ein Signal, das den Multiplexer 1912 veranlaßt, das Empfangszustands- und Rauschschätzwertsignal zur jeweils geeigneten Zeit zum Decoder 1902 zu übertragen, um dort entsprechend der nachfolgenden Erläuterung des Decoders 1903 verwendet zu werden. Die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 erzeugt außerdem ein Paket-Aktivsignal, das ebenfalls zum Decoder 1902 für eine nachfolgend beschriebene Verwendung übertragen wird. Zur Steuerung der Ausgabe für die neuformatierten Daten aus dem Empfansgpaketpuffer und Neuformatierer 1903 liefert die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 an diesen ein Lesesignal (RD), ein Leseadressensignal (RD ADDR) und ein Speicherbank- Auswähllesesignal (RD BANK SEL). Die Arbeitsweise der Empfangs-ATS- Folgeschaltung 1911 wird weiter unten in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm in Fig. 23 beschrieben.
Der BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904 enthält eine Zwischenspeicher- und Nurlesespeichereinheit (ROM) (nicht gezeigt). Das ankommende BDI-Feld wird als Adresse für den ROM benutzt, der das Empfangszustandssignal (RS) und das Paketlängensignal liefert. Im einzelnen gibt das Empfangszustandssignal die Art der Codierung an, die im zugeordneten Zugriffsschnittstellen-Sender verwendet worden ist. Beispielsweise hat es sich um eine 8-Bit-PCM-Codierung, eine eingebettete ADPCM-Codierung, d. h., eine 4/3-Bit-eingebettete Codierung, eine 4/2-Biteingebettete Codierung oder eine 3/2-Bit-eingebettete Codierung, eine 4-Bit ADPCM, eine 3-Bit ADPCM oder eine 2-Bit-ADPCM gehandelt. Das Längensignal gibt die Länge des Pakets an, das aus dem Paketdisassemblierer 1901 auszugeben ist, d. h., ob eines der Verstärkungsbitfelder für die eingebettet codierten Pakete fallengelassen worden ist.
Der Rauschschätzwertspeicher 1905 ist ein 4-Bit-Speicher, der einen Hintergrund-Rauschschätzwert aus dem Empfangspaketkopf speichert.
Der Folgenummernprozessor 1906 enthält eine Zwischenspeichereinheit, einen virtuellen Folgezähler und eine Steuerlogik (nicht gezeigt) zur Erzeugung des sogenannten Cat/Sched-Signals (C/S). Wenn das Paket ein Anfangspaket einer Sprachfolge ist, so muß das Paket für eine Wiedergabe entsprechend der Paket-Wiedergabezeit geplant werden, die vom POT-Prozessor und Ergänzungsverzögerungsregister 1907 erzeugt wird. Die Identifzierung eines Pakets als Anfangspaket in einer Informationsfolge wird gewonnen, indem mit Vorteil das besondere virtuelle Folgenummernschema benutzt wird. Wie oben angegeben, enthält die virtuelle Folge eine kontinuierliche Folge von Nummern ohne die besondere Nummer, die zur Identifizierung des Anfangspakets in der Informationsfolge benutzt wird. Wenn es sich nicht um ein Anfangspaket handelt, so wird das Paket mit dem vorhergehenden Paket für die Wiedergabe verkettet. Wenn ein oder mehrere Pakete vor Empfang des jeweiligen Pakets verlorengegangen sind, so sieht der Folgenummernprozessor 1906 das augenblickliche Paket für eine Wiedergabe vor, uns zwar ebenfalls entsprechend der Paket-Wiedergabezeit, die vom POT-Prozessor und Ergänzungsverzögerungsregister 1907 erzeugt worden ist.
Fig. 20 zeigt ein Flußdiagramm für die Schritte der Steuerlogik des Folgenummernprozessors 1906 bei der Erzeugung des Cat/Sched-Signals (C/S). In die Folge wird über 2001 für jedes Paket eingetreten, das vom jeweiligen Empfangszugriffsmodul 116 verarbeitet wird. Danach prüft die bedingte Verzweigung 2002, ob die Folgenummer die besondere Nummer ist, die zur Identifizierung des Anfangspakets in der Informationsfolge reserviert ist, bei diesem Beispiel Null (0). Wenn das Prüfergebnis im Schritt 2002 ja ist, veranlaßt der Block 2003 die Weiterschaltung des virtuellen Folgezählers. Da das Prüfergebnis beim Schritt 2002 Ja war, wodurch angezeigt wird, daß das Paket das Anfangspaket in einer Informationsfolge ist, stellt der Block 2004 das Cat/Sched-Signal (C/S) auf Sched ein, wodurch veranlaßt wird, daß die Wiedergabe dieses Anfangspakets entsprechend der Paket-Wiedergabezeit (PPT) geplant wird, die in der POT- Prozessor- und Ergänzungsverzögerung 1907 erzeugt wird. Der Block 2005 veranlaßt die Ausgabe des Cat/Sched-Signals (C/S) an den Parameterpuffer 1909. Danach wird die Folge über 2006 verlassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2002 Nein ist, so ist die virtuelle Folgenummer nicht Null, wodurch angezeigt wird, daß es sich nicht um ein Anfangspaket in einer Informationsfolge handelt, und die bedingte Verzweigung 2007 prüft, ob die Folgenummer gleich dem Wert im virtuellen Folgezähler plus eins ist. Die Prüfung beim Schritt 2007 erfolgt, um festzustellen, ob das im Augenblick verarbeitete Paket einem verlorenen Paket folgt oder nicht. Wenn das Prüfergebnis Ja ist, so folgt dieses Paket nicht einem verlorenen Paket und der Block 2008 veranlaßt eine Weiterschaltung des virtuellen Folgezählers. Der Block 2009 veranlaßt die Einstellung des Cat/Sched-Signals (C/S) auf Cat. Danach bewirkt der Block 2005 die Ausgabe des Cat/Sched-Signals (C/S) an den Parameterpuffer 1909. Danach wird die Folge über 2006 verlassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2007 Nein war, wodurch angezeigt wird, daß das augenblickliche Paket einem verlorenen Paket nachgefolgt ist, so veranlaßt der Block 2010 die Einstellung des virtuellen Folgezählers auf den Folgenummer des augenblicklichen Pakets. Das als nächstes verarbeitete Paket, falls ein solches in der Informationsfolge vorhanden ist, wäre dann ein CAT-Paket, das mit dem augenblicklich geplanten Paket verkettet wird. Der Block 2011 bewirkt, daß die Cat/Sched-Anzeige auf Sched gesetzt wird, da das augenblickliche Paket für eine Wiedergabe entsprechend der Paket- Wiedergabe zeit geplant werden muß, die von der POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerung 1907 erzeugt wird. Das heißt, das augenblickliche Paket, das einem verlorenen Paket gefolgt ist, wird als Anfangspaket betrachtet und als solches behandelt. Danach veranlaßt der Block 2005 die Ausgabe des Cat/Sched-Bit an den Parameterpuffer 1909. Danach wird der Prozeß über 2006 verlassen.
Das POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerungsregister 1907 enthält einen Zwischenspeicher zur Aufnahme des POT-Feldes aus dem Paketkopf und eine Steuerlogik (nicht gezeigt) zur Erzeugung der Paket-Wiedergabezeit (PPT) und der Paket-Spätanzeige. Außerdem ist ein Register vorhanden, das die programmierte Systemergänzungsverzögerung für das Paket liefert. Die Paket-Wiedergabezeit (PPT) ist ein örtlicher Zeitwert, zu dem ein erster Abtastwert aus einem entsprechenden Paketinformationsfeld vom Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 zu lesen ist. Die Paket- Wiedergabezeit wird so berechnet, daß die Paketdaten die gewünschte, feste Gesamtverzögerung (DO) erleiden. Diese feste Gesamtverzögerung wird durch die besondere Verwendung des Paketursprungszeitwertes (POT) und des Ergänzungsverzögerungswertes (BLD) realisiert. Wie oben angegeben, wird das beliebige Schwanken der Verzögerung für das Paket durch Ergänzen der Verzögerung auf einen bekannten Wert beseitigt. Dann erhält man die feste Gesamtverzögerung durch Ausgabe des ersten Abtastwertes des Paketinformationsfeldes zum lokalen Zeitwert gleich der Paket- Wiedergabezeit (PPT), nämlich PPT = POT + BLD, wobei POT = LTA-TS.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm für die Folge von Schritten, die die Steuerlogik des POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerungsregisters 1907 bei der Erzeugung des Paketwiedergabe-Zeitsignals (PPT) und des Paket- Spätanzeigesignals ausführt. In die Folge wird über 2101 für jedes Paket eingetreten, das von diesem speziellen Empfangsverarbeitungsmodul 116 verarbeitet wird. Danach erzeugt der Block 2102 eine zeitweilige variable TEMP1, die die algebraische Differenz zwischen dem Paketursprungszeitwert vom Zeitstempelfeld des Paketkopfes abzüglich der lokalen Zeit aus dem lokalen Zeitgeber 120 ist, d. h. TEMP1 = POT-LT. Der bedingte Verzweigungspunkt 2103 führt eine Prüfung durch, ob die Arithmetik zur Erzeugung des Zeitstempelwertes richtig ist. Bei diesem Beispiel lautet die Prüfung, ob TMP1 ein Wert im Bereich gleich oder größer als 1 und gleich oder kleiner als 128 ist. Diese Prüfung stellt fest, ob die Arithmetik bei der Berechnung der Paket-Wiedergabe zeit einen Überlauf gezeigt hat oder nicht. Wenn ein Überlauf aufgetreten ist, wären alle daraus gewonnenen Ergebnisse fehlerhaft. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2103 Nein lautet, so ist die Arithmetik übergelaufen und Block 2104 bewirkt, daß das Paket- Spätsignal auf wahr gesetzt wird, d. h. auf logisch 1. Danach veranlaßt der Block 2105 die Ausgabe des wahren Paket-Spätsignals. Anschließend wird der Prozeß über 2106 verlassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2103 ja war, ist die Arithmetik nicht übergelaufen und der Block 2107 berechnet die Paket-Wiedergabezeit (PPT), die gleich der Paketursprungszeit (POT) zuzüglich der Systemergänzungsverzögerung (BLD) ist, d. h. PPT = POT + BLD. Der im Augenblick erzeugte Wert POT(n) beträgt POT(n) = LTA(n)-TS(n-1), wobei LTA(n) die Paketankunftszeit des augenblicklichen Pakets und TS(n-1) der Zeitstempelwert aus dem Zeitstempelfeld im Kopf des im Augenblick eintreffenden Pakets sind. Der im Augenblick erzeugte Zeitstempelwert TS(n) lautet TS(n) = LTD(n)-POT(n), wobei LTD(n) die augenblickliche Paketabgangszeit vom Knoten ist. Der Block 2108 erzeugt eine weitere zeitweilige Variable TEMP2, die gleich der lokalen Zeit abzüglich der Paket-Wiedergabezeit ist, d. h. TEMP2 = LT-PPT·TEMP2 wird benutzt, um festzustellen, ob das Paket mit Bezug auf die Systemergänzungsverzögerung spät ist. Zu diesem Zweck prüft der bedingte Verzweigungspunkt 2109 die Variable TEMP2, um festzustellen, ob sie innerhalb vorbestimmter Grenzen ist. Bei diesem Beispiel lautet die Prüfung, ob TEMP2 ein Wert im Bereich gleich oder größer als 1 und gleich oder kleiner als 128 ist. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2109 Nein ist, so ist das augenblickliche Paket spät mit Bezug auf die Systemergänzungsverzögerung, und der Block 2104 stellt die Paket-Spätanzeige auf wahr. Danach gibt der Block 2105 die wahre Paket-Spätanzeige aus. Anschließend wird die Folge über 2106 verlassen. Wenn das Prüfergebnis beim Schritt 2109 Ja ist, so ist das Paket mit Bezug auf die Ergänzungsverzögerung nicht spät und der Block 2110 stellt die Paket-Spätanzeige auf falsch, d. h. logisch 0. Der Block 2105 veranlaßt die Ausgabe des Paketwiedergabe-Zeitsignals und der falschen Paket-Spätanzeige. Die Folge wird wiederum über 2106 verlassen.
Der ATS-Zwischenspeicher 1908 ist einfach nur ein Zwischenspeicher, der den ATS-Teil des internen Bestimmungscodefeldes des Paketkopfes speichert.
Der Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 enthält eine Vielzahl von Speichereinheiten (nicht gezeigt) zur Speicherung der Bits der Paketinformationsfelder. Im einzelnen sind die Speichereinheiten so angeordnet, daß sie Paketdaten in ungeraden und geraden Zeitlagen getrennt speichern. Jede dieser Speichereinheiten enthält Speicherelemente zur Aufnahme von beispielsweise aller Vorzeichenbits, aller (1)-Bits, aller (2)-Bits usw., oder aller Vorzeichen (s)-Bits, aller (a)-Bits, aller (e)- Bits usw. über die Anzahl von Bits, die bei dem jeweiligen Paket verwendet werden. Bei diesem Beispiel ist die Maximalzahl von Bits gleich acht einschließlich des Vorzeichenbits. Das Einschreiben der empfangenen Paketinformationsfeld-Bits in den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 wird durch die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 gesteuert, die in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm in Fig. 22 beschrieben werden soll. Die sogenannte Neuformatierung der Paketinformationsfelder wird durch Auslesen der Daten aus den Speichereinheiten unter Steuerung der Empfangs-ATS- Folgeschaltung 1911 durchgeführt. Das soll in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm in Fig. 23 beschrieben werden. Wie oben angegeben, wird das Paketinformationsfeld in einem der Formate gemäß Fig. 3 oder 4 in den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 eingeschrieben, und die Daten werden in das gewünschte PCM- oder ADPCM-Format beim Auslesen der Daten neu formatiert. Dies geschieht durch richtige Auswahl der Schreib- und Leseadressenleitungen des Empfangspaketpuffers und Reformatierers 1903. Man beachte, daß dann, wenn der neuformatierte PCM-Abtastwert im 8-Bit-PCM- Format vorliegt, der Decoder 1902 in bekannter Weise umgangen wird (nicht dargestellt).
Fig. 22 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Folge von Schritten der Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 beim Einschreiben der empfangenen Paketdaten in den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 sowie das Einschreiben der Paketparameter in den Parameterpuffer 1909. In den Frei- Zustand wird von einer Systemrückstellung aus eingetreten. Im Frei-Zustand werden die folgenden Funktionen ausgeführt: Die Verarbeitung der Pakete wird auf der Eingangsseite des Empfangspaketpuffers und Neuformatierers 1903 abgeschaltet und die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 wartet auf eine Empfangsfensterbus(RW)-Aktivanzeige vom Empfangspaketbus 115, die angibt, daß ein Paket auf den Empfangspaketbus 115 ausgegeben werden wird. Wenn der Empfangsfensterbus aktiv wird, geht die Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 in den Vergleichszustand. In diesem Zustand prüft die Folgeschaltung 1910 das Bestimmungscodefeld des ankommenden Pakets gegenüber der Bestimmungsadresse, die von der Rückebene aus an dieses spezielle Empfangszugriffsmodul 116 geliefert worden ist. Wenn keine Übereinstimmung auftritt, bleibt die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 im Vergleichszustand und wartet darauf, daß der Empfangsfensterbus inaktiv wird. Für dieses Paket wird keine weitere Verarbeitung durchgeführt, da das Paket für ein anderes Empfangszugriffsmodul 116 bestimmt ist. Wenn der Empfangsfensterbus inaktiv wird, so kehrt die Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 in den Frei-Zustand zurück und wartet wiederum, daß ein weiteres Paket auf den Empfangspaketbus 115 ausgegeben wird. Wenn das Bestimmungscodefeld mit der gelieferten Bestimmungsadresse übereinstimmt, wartet die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910, bis das ATS-Feld verfügbar ist. Dann wird in den ATS-Zustand eingetreten und das ATS-Feld im ATS- Zwischenspeicher 1908 abgelegt. Wenn der Empfangspaketfensterbus inaktiv wird, kehrt die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 in den Frei-Zustand zurück. Wenn das Zeitstempelfeld verfügbar wird, geht die Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 in den TS-LATCH-Zustand über. In diesem Zustand wird die Zeitstempelinformation in der POT-Prozessor- und Ergänzungsverzögerung 1907 gespeichert und der POT-Prozessor veranlaßt, die Paket-Wiedergabezeit und die Paket-Spät- oder Paket-Rechtzeitig-Anzeige zu berechnen. Wenn das Paket verspätet ist, so hält die Verarbeitung an dieser Stelle an und veranlaßt die Beseitigung des Pakets. Die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 bleibt im TS-LATCH-Zustand, bis der Empfangsfensterbus erneut inaktiv wird. Dann geht die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 in den Frei- Zustand und wartet auf das nächste Paket. Falls das Paket nicht verspätet ist, wartet die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 im TS-LATCH-Zustand, bis das Bitbeseitigungs-Anzeigefeld (BDI) verfügbar wird. Dann geht die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 in den BDI-LATCH-Zustand. In diesem Zustand wird der empfangene BDI-Wert im BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904 gespeichert, der betätigt wird, um den Empfangszustand und die Längeninformation für den folgenden Teil des Pakets zu bestimmen. Wenn aus irgendeinem Grund der Empfangsfensterbus inaktiv wird, während die BDI- Verarbeitung stattfindet, so geht die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 wieder in den Frei-Zustand zurück und wartet auf ein weiteres Paket. Keine Zustandsinformation oder Daten werden in den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 oder in den Parameterpuffer 1909 eingeschrieben. Wenn das Rauschschätzwert-Feld (NE) verfügbar wird, geht die Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 aus dem BDI-LATCH-Zustand in den Rauschschätzwert- und Folgenummern-LATCH-Zustand. In diesem Zustand veranlaßt die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 die Zwischenspeicherung des Rauschschätzwertes und des Folgenummernfeldes sowie die Verarbeitung der Folgenummer, um festzustellen, ob dieses Paket ein verkettetes Paket oder ein geplantes Paket ist. Zu diesem Zeitpunkt wird außerdem ein Zähler mit dem Längenwert des Pakets geladen, der im BDI-LATCH-Zustand gewonnen und durch den BDI-Empfangszustandsumsetzer 1904 der Empfangspaketbus- Folgeschaltung 1910 zur Verfügung gestellt worden ist. Dieser Längenwert zeigt an, ob eines oder mehrere der Verstärkungsbitfelder aus dem Paketinformationsfeld fallengelassen worden ist. Wenn das Paketinformationsfeld beginnt, geht die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 in den Schreibpuffer-Zustand. Bei Eintreten in diesen Zustand werden alle erarbeiteten Ergebnisse der Kopf-Verarbeitung in den Parameterpuffer 1909 geschrieben. Das Einschreiben in den Puffer wird durch das Schreibsignal (PBWRT) ermöglicht, das zum Parameterpuffer 1909 gegeben wird. Im Schreibpuffer-Zustand wird der Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 über ein Schreibsignal (WRT) betätigt, so daß das Informationsfeld des Pakets eingeschrieben werden kann. Die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 liefert außerdem die Schreibadresse (WRT ADDR) an den Empfangspaketpuffer 1903, so daß das geschriebene Datenbyte in der entsprechenden Speicherstelle abgelegt werden kann, die der jeweiligen Zeitlage, in der das Paket übertragen wird, zugeordnet ist. Wenn jeweils ein Byte des Informationsfeldes verfügbar wird, so wird ein Zähler (C) in der Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 zurückgeschaltet, bis er schließlich abläuft. Wenn der Empfangsfensterbus wegen des Endes eines Paketes oder deswegen inaktiv wird, weil der Zähler C bei der entsprechenden Länge des Pakets ausläuft, so wird das Einschreiben des Empfangspaketpuffers und Neuformatierers 1903 abgeschaltet, und die Empfangspaketbus-Folgeschaltung 1910 geht zurück in den Frei-Zustand und wartet auf das nächste Paket.
Fig. 23 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Folge von Schritten der Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 bei der Steuerung des Lesens von Paketdaten aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 sowie bei der Steuerung des Multiplexers 1912 zur Lieferung von Informationen an den Decoder 1902. Von einer Systemrückstellung aus wird in den Frei-Zustand der Folge eingetreten. Im Frei-Zustand ist die gesamte Verarbeitung von Paketausgangsdaten aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 abgeschaltet. Die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 steuert außerdem den Multiplexer 1912 so, daß er die Empfangszuordnung auf den Rauschschätzwert (NE) vom vorhergehenden Paket in Ruheintervallen und die Empfangspaketdaten vom Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 auf nur Null-Werte einstellt, und zwar während der Zeitlage, in der Rauschen einzufügen ist. Wenn der Parameterpuffer 1909 eine Nichtleer-Anzeige an die Empfangs-ATS- Folgeschaltung 1911 gibt, so geht diese in den Wartezustand. In diesem Zustand liest die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 als erstes aus dem Parameterpuffer 1909 Werte für das Paket, das für die Wiedergabe vorbereitet wird. Die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 stellt die Empfangszuordnung auf den aus dem Parameterpuffer 1909 gelesenen Rauschschätzwert (NE) ein und stellt außerdem die Paket-Aktivanzeige für diese Zugriffszeitlage (ATS) auf inaktiv. Die Empfangsdaten vom Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 werden für diese Zeitlage auf nur Null-Werte eingestellt, da es sich um eine inaktive Zeit handelt. Die Leseadresse des Empfangspaketpuffers 1903 wird für dieses Paket initialisiert und die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 wartet darauf, daß die örtliche Zeit gleich der aus dem Parameterpuffer 1909 gelesenen Paket- Wiedergabezeit wird. Wenn die Paket-Wiedergabezeit erreicht ist, geht die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 in den Wiedergabezustand. In diesem Zustand führt sie die folgenden Funktionen aus: Der Paketpuffer und Neuformatierer 1903 wird zum Auslesen von Paketdaten veranlaßt; die Leseadresse wird für den Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 für diese Zugriffszeitlage (ATS) zugeführt; die Empfangszuordnung wird auf den aus dem Parameterpuffer 1909 gelesenen Empfangszustand (RD) eingestellt; das Paket-Aktivsignal wird für diese ATS auf aktiv (wahr) eingestellt; die Adresse des Empfangspaketpuffers und Neuformatierers 1903 wird weitergeschaltet und verarbeitet, während die Paketwiedergabe stattfindet; schließlich wird der Wiedergabezustand beibehalten, bis die Adresse des Empfangspaketpuffers und Neuformatierers 1903 den Wert 127 erreicht, d. h., bis der vorletzte Abtastwert des Pakets wiedergegeben worden ist. Wie oben angegeben, befinden sich 128 Abtastwerte in einem Paketintervall. Wenn der vorletzte Abtastwert des Pakets aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 ausgegeben worden ist, geht die Empfangs-ATS- Folgeschaltung 1911 in den LAST-PLAYOUT-Zustand. Während dieses Zustandes wird der letzte Abtastwert des Pakets aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 gelesen, indem die Leseadresse, das Lesebetätigungssignal und das Speicherbank-Auswählsignal zugeführt werden, und es beginnt die Verarbeitung des nächsten Pakets in der Sprachfolge. Die Empfangszuordnung wird auf den Empfangszustand aus dem Parameterpuffer 1909 wie bei der Wiedergabe der anderen Abtastwerte des Pakets eingestellt. Schließlich wird das Leer-Signal des Parameterpuffers 1909 geprüft, um festzustellen, ob ein weiteres Paket wiederzugeben ist oder nicht. Wenn ein weiteres Paket wiederzugeben ist, so wird das Cat/Sched-Signal (C/S) abgefragt, um festzustellen, ob die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 zurück in den Wartezustand oder zurück in den Wiedergabezustand gehen muß. Wenn das Cat/Sched-Signal (C/S) angibt, daß das nächste Paket ein verkettetes Paket ist, so kehrt die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 in den Wiedergabezustand zurück und verkettet das wiederzugebende Paket mit dem Paket, das gerade wiedergegeben worden ist. Wenn das Cat/Sched-Signal (C/S) angibt, daß es sich um ein geplantes Paket handelt, daß aber die Wiedergabe zeit noch nicht erreicht ist, so geht die Empfangs-ATS- Folgeschaltung 1911 zurück in den Wartezustand, um zu warten, daß die Wiedergabe zeit erreicht wird. Wenn der Parameterpuffer 1909 leer ist, wodurch angezeigt wird, daß keine weiteren Pakete für die Wiedergabe bei dieser ATS verfügbar sind, geht die Empfangs-ATS-Folgeschaltung 1911 zurück in den Frei-Zustand und wartet auf weitere, zu verarbeitende Pakete. Bei diesem Beispiel werden, wie bereits angegeben, die Abtastwerte aus dem Empfangspaketpuffer und Neuformatierer 1903 entweder im 8-Bit-PCM-Format oder im ADPCM-Format gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 ausgelesen.
Fig. 24 zeigt in grafischer Form die Erzeugung einzelner Pakete in einer Sprachfolge im Sender 101 sowie die Wiedergewinnung der so erzeugten Pakete im Empfänger 102. Wie dargestellt, werden die Pakete im Zugriffsschnittstellen-Sender 101 während des Paketursprungsintervalls (to) erzeugt, das bei diesem Beispiel 16 ms lang ist. Die übertragenen Pakete werden im Zugriffsschnittstellenempfänger 102 in willkürlichen Intervallen mit zufälligen Übertragungsverzögerungen empfangen, wie durch die Paketempfangszeit (tr) angezeigt. Dargestellt ist dann der versuchte Ausgleich der beliebigen, bei der Übertragung der Pakete verursachten Verzögerungen, angezeigt durch die Paket-Wiedergabezeit (tp). Wie dargestellt, wird die Wiedergabezeit des Anfangspakets in der Sprachfolge in der Netzwerk-Ergänzungsverzögerung (BLD) ergänzt. Bei der Wiedergabe des Anfangspakets werden die nachfolgenden Pakete mit dem Paketursprungsintervall (to) wiedergegebene, das bei diesem Beispiel 16 ms für Pakete in einer kontinuierlichen Informationsfolge beträgt, und zwar unter der Voraussetzung, daß sie nicht als verspätete Pakete festgestellt worden sind. Wenn bei diesem Beispiel ein Paket zu spät ankommt, wird es fallengelassen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 24 ist das Paket 4 verspätet und wird fallengelassen. Danach wird das Paket 5 als geplantes Paket durch den Paketdisassemblierer wiedergegeben.

Codierer

Fig. 25 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten des Codierers 205, der im Sprachverarbeitungsmodul 201 gemäß Fig. 2 benutzt wird. Der Codierer 204 codiert Sprachband-PCM-Signale, d. h. Sprache, Sprachbanddaten und Töne in ADPCM-Signale. Bei diesem Beispiel werden 8- Bit-u-Law-PCM-Signale in lineare Form umgewandelt und dann in eines von mehreren möglichen ADPCM-Signalen codiert. Beispielsweise können lineare PCM-Abtastwerte in 4-Bit-, 3-Bit- oder 2-Bit-ADPCM-Abtastwerte umgewandelt werden. Zusätzlich können die ADPCM-Abtastwerte eine sogenannte eingebettete Codierung beinhalten. Beispielsweise können die Ausgangs- Abtastwerte eine eingebettete 4/2-Bit-, eine 4/2-Bit- oder eine 3/2-Bit- Codierung besitzen. Wie oben angegeben, sind solche Codieranordnungen bekannt. Dazu sei beispielsweise für eine adaptive ADPCM-Codierung auf das US-Patent 4 437 087 und für eine adaptive ADPCM-Codieranordnung mit variabler Rate auf das US-Patent 4 519 073 hingewiesen.
Gemäß Fig. 25 werden lineare PCM-Abtastwerte s&sub1;(k) an einen Plus(+)-Eingang der Differenzschaltung 2501 angelegt und ein Abtastwert- Schätzwert se(k) wird von einer adaptiven Vorhersageeinrichtung 2506 an einen Minus(-)-Eingang der Differenzschaltung 2501 gegeben, die einen Differenzabtastwert d(k) erzeugt. Dieser Abtastwert wird an einen Quantisierer 2502 mit variabler Rate übertragen, der unter Steuerung eines über ein Bitraten-Steuergerät vom Steuergerät 207 (Fig. 7) geliefertes Steuersignal den ADPCM-Ausgangsabtastwert E(k) erzeugt. Der Quantisierer 2502 mit variabler Rate enthält bei diesem Beispiel drei getrennte adaptive Quantisierer zur Erzeugung entweder des 4-Bit-, 3-Bit- oder 2-Bit-ADPCM- Abtastwertes E(k) unter Steuerung des Steuergerätes 207 (Fig. 2). Solche adaptiven Quantisierer sind bekannt. Dazu wird beispielsweise hingewiesen auf CCITT Recommendation G.721 "32 kbit/s Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM"< , VIIIth CCITT Plenary Assembly, Maloga-Torremolinos, Spanien, Band 111, Seiten 125-159, Oktober 1984 bezüglich eines solchen adaptiven Quantisierers. Der ADPCM-Abtastwert E(k) wird an eine Quantisierer-Anpaßeinheit 2503, einen inversen Quantisierer 2504 mit variabler Rate und an den Paketassemblierer 202 (Fig. 2) übertragen. Der inverse Quantisierer 2504 enthält ebenfalls drei adaptive inverse Quantisierer, die die inversen Funktionen der adaptiven Quantisierer des Quantisierers 2502 mit variabler Rate ausführen und eine quantisierte Version des Differenzabtastwertes erzeugen, nämlich dq(k) Wiederum steht der jeweils benutzte, spezielle inverse Quantisierer unter Steuerung von Steuersignalen, die über das Bitraten-Steuergerät 2510 vom Steuergerät 207 (Fig. 2) geliefert werden. Die adaptiven inversen Quantisierer sind bei diesem Beispiel 4-Bit-, 3-Bit- und 2-Bit-Codierer und werden abhängig von der jeweils benutzten Codierung gewählt. Wenn beispielsweise eine eingebettete 4/2-Bit-Codierung in einer bestimmten Zeitlage verwendet wird, so wird ein adaptiver 4-Bit-Quantisierer im Quantisierer 2502 mit variabler Rate und ein adaptiver inverser 2-Bit-Quantisierer variabler Rate im inversen Quantisierer 2504 gewählt. Ein Beispiel für einen adaptiven inversen Quantisierer, der im inversen Quantisierer 2504 mit variabler Rate verwendet werden kann, ist in der oben angegebenen CCITT Recommendation G.721 offenbart. Die quantisierte Version des Differenzabtastwertes dq(k) wird an einen Eingang der Summierschaltung 2505 angelegt und der Abtastschätzwerte an einen anderen Eingang der Summierschaltung 2505, die deren algebraische Summe am Ausgang liefert, nämlich den rekonstruierten Abtastwert sr(k). Dieser wird an eine adaptive Vorhersageeinrichtung 2506 übertragen. Die adaptive Vorhersageeinrichtung 2506 erzeugt einen geschätzten Abtastwert se(k), der ein Schätzwert des linearen PCM- Eingangsabtastwertes s&sub1;(k) ist. Eine solche adaptive Vorhersageeinrichtung ist ebenfalls in der oben angegebenen CCITT Recommendation G.721 beschrieben. Die Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 mit variabler Rate erzeugt die Anpaßskalenfaktoren ya(k) bzw. Yb(k) für den Quantisierer und den inversen Quantisierer. Der Skalenfaktor ya(k) wird an den Quantisierer 2502 mit variabler Rate und der Skalenfaktor Yb(k) an den inversen Quantisierer 2504 mit variabler Rate angelegt. Die Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 mit variabler Rate enthält wiederum drei Quantisierer-Anpaßeinheiten, bei diesem Beispiel eine für eine 4-Bit-, eine für eine 3-Bit- und eine für eine 2-Bit-Quantisierung. Die Auswahl der jeweiligen Quantisierer- Anpaßeinheiten wird ebenfalls durch Steuersignale getroffen, die über das Bitraten-Steuergerät 2510 vom Steuergerät 207 (Fig. 2) geliefert werden.
Wenn beispielsweise eine eingebettete 4/2-Bit-Codierung benutzt wird, so wird eine 4-Bit-Skalenfaktoranpassung ya< k) für den Quantisierer 2502 mit variabler Rate gewählt und ein 2-Bit-Skalenfaktor Yb(k) für den inversen Quantisierer 2504 mit variabler Rate. Es ist offensichtlich, daß die unter Steuerung des Steuergerätes 207 gewählte Skalenfaktoranpassung mit dem gewählten adaptiven Quantisierer im Quantisierer 2502 variabler Rate und außerdem dem gewählten inversen adaptiven Quantisierer im inversen Quantisierer 2504 variabler Rate übereinstimmen muß. Eine solche Quantisierer-Anpaßeinheit einschließlich einer angepaßten Geschwindigkeitssteuerung und einer Quantisierer-Skalenfaktor-Anpaßeinheit ist in der oben angegebenen CCITT Recommendation G.721 offenbart.
Sowohl die Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 mit variabler Rate als auch die adaptive Vorhersageeinrichtung 2506 besitzen sogenannte Zustandsvariable, die bei dem Anpaßverfahren aktualisiert werden. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind diese so dargestellt, daß sie sich in der Zustandsvariableneinheit 2507 befinden. In typischer Weise sind diese Zustandsvariablen in Speicherstellen (nicht gezeigt) abgelegt und werden während jedes Abtastintervalls (k) aktualisiert. Für den Fachmann ist klar, daß die Zustandsvariablen der Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 in der Geschwindigkeitssteuer- Anpaßeinheit und der Quantisierer-Skalenfaktor-Anpaßeinheit der einzelnen Quantisierer-Anpaßeinheiten enthalten sind und daß die Zustandsvariablen der Vorhersageeinrichtung 2506 die Vorhersage-Koeffizienten sind. Diese Zustandsvariablen können initialisiert werden, indem die Werte in den Speicherstellen auf vorgeschriebene Werte eingestellt werden, und sie können konstant gehalten werden, indem das Aktualisieren der gespeicherten Werte auf bekannte Weise verhindert wird. Bei diesem Beispiel sind die Zustandsvariablen in den Skalenfaktor-Anpaßeinheiten diejenigen für DELAYB und DELAYC (vgl. Seiten 138 - 139 der oben genannten CCITT Recommendation G.721), und die Zustandsvariablen in den Geschwindigkeitssteuer- Anpaßeinheiten diejenigen für DELAYA (vgl. Seite 141 der CCITT Recommendation G.721). Die Zustandsvariablen für die adaptive Vorhersageeinrichtung 2506 sind die Vorhersage-Koeffizienten. Diese Zustandsvariablen sind ebenfalls in der oben genannten CCITT Recommendation G.721 offenbart.
Im Codierer 204 sind außerdem Steuerelemente für die Codierer-Zustandsvariablen enthalten, um eine Erholung bei Übertragungsfehlern und verlorenen Paketen zu ermöglichen und den Einfluß künstlicher Lücken in der empfangenen Information möglichst klein zu halten. Die Werte der Zustandsvariablen werden konstant gehalten, d. h. nicht aktualisiert, wenn der jeweilige Übertragungskanal inaktiv wird, bis ein vorbestimmtes Intervall verstrichen ist oder der Übertragungskanalzustand aktiv wird, und zwar das jeweils zuerst eintretende Ereignis. Wenn der Übertragungskanalzustand aktiv wird, bevor das vorbestimmte Intervall abgelaufen ist, so wird der alte zustand beendet und die Anpassung der Zustandsvariablen wieder aufgenommen. Wenn das vorbestimmte Intervall abläuft, werden die Zustandsvariablen auf vorgeschriebene Werte initialisiert. Die zu initialisierenden Zustandsvariablen sind, wie gesagt, in der Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 variabler Rate und in der adaptiven Vorhersageeinrichtung 2506 enthalten. Man beachte, daß die Zustandsvariablen tatsächlich in den Geschwindigkeitssteuer- Anpaßeinheiten und den Quantisierer-Skalenfaktor-Anpaßeinheiten innerhalb der jeweiligen Quantisierer-Anpaßeinheiten, die die Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 variabler Rate bilden, enthalten sind. Spezielle Werte für die Zustandsvariablen sind in der oben genannten CCITT Recommendation G.721 enthalten. Bei diesem Beispiel ist der Anfangswert für die Zustandsvariable DELAYA in der Geschwindigkeitssteuer-Anpaßeinheit Null (0), die Anfangswerte der Zustandsvariablen DELAYB und DELAYC in der Quantisierer-Skalenfaktor- Anpaßeinheit sind digital 544 bzw. digital 34816 und die Vorhersagekoeffizienten werden auf Null (0) initialisiert.
Die Steuerung der Zustandsvariablen wird durch Lieferung des Paket-Aktivsignals vom Steuergerät 207 (Fig. 2) zum Betätigungs/Haltedecoder 2508 verwirklicht. Der Decoder 2508 erzeugt unter Ansprechen auf ein wahres, d. h. logisch 1, Paket-Aktivsignal, das anzeigt, daß ein Paket in einer bestimmten Zeitlage verarbeitet wird, ein wahres Operationssignal, ein wahres Zähler-Rückstellsignal und ein falsches, d. h. logisch 0, Zählerbetätigungssignal. Wenn das Paket-Aktivsignal falsch ist, erzeugt der Betätigungs-/Haltedecoder 2508 ein falsches Operationssignal, ein falsches Zählerrückstellsignal und ein wahres Zählerbetätigungssignal. Das Operationssignal wird an die Zustandsvariableneinheit 2507 angelegt, um deren Anpassung je nach Bedarf zu sperren, zurückzustellen oder zuzulassen. Das Zählerrückstellsignal wird an den Rahmenzähler 2509 und das Zählerbetätigungssignal an den Rahmenzähler 2509 und den Zeitablaufdetektor 2511 gegeben. Der Zähler 2509 zählt bei diesem Beispiel in Vorwärtsrichtung mit einer Rate von 8 kHz bis 2048 entsprechend 256 ms. Wenn der Zähler 2509 abläuft, wird ein Ausgangssignal Wahr erzeugt und an den Zeitablaufdetektor 2511 gegeben. Der Zähler 2509 wird für jeden Rahmen ohne Paket weitergeschaltet. Der Zählwert 2048 ist so gewählt worden, daß die Zustandsvariablen während des Intervalls zwischen Wörtern normaler Sprache nicht initialisiert werden. Unter Ansprechen auf ein Zählerbetätigungssignal Wahr und ein Zeitablaufsignal Falsch erzeugt der Zeitablaufdetektor 2511 ein Haltesignal Wahr und ein Initialisierungssignal Falsch. Wenn das Zählerbetätigungssignal und das Zeitablaufsignal beide wahr sind, werden ein Haltesignal Falsch und ein Initialisierungssignal Wahr erzeugt. Wenn das Zählerbetätigungssignal und das Zeitablaufsignal bei der falsch sind, erzeugt der Zeitablaufdetektor 2511 Halte- und Initialisierungssignale, die beide falsch sind. Das Halte- und Initialisierungssignal werden an die Zustandsvariableneinheit 2507 angelegt, um die Zustandsvariablen entsprechend zu steuern. Der Grund dafür, die Zustandsvariablen konstant zu halten, besteht darin, die Sprachsignalanpassung für sogenannte Zwischensilben-Sprachlücken beizubehalten. Demgemäß werden die Variablen nur initialisiert, wenn die Lücken größer als ein vorbestimmtes Intervall sind, bei diesem Beispiel 2048 Rahmen oder eine viertel Sekunde.
Fig. 26 zeigt ein Zustandsdiagramm zur Erläuterung der Steueroperationen für die Zustandsvariablen des Codierers 204. Von einer Systemrückstellung aus wird zu Anfang in den Initialisierungszustand eingetreten. Die Zustandsvariablen werden initialisiert, wenn das Zähler-Betätigungssignal wahr ist und der Rahmenzähler 2509 ein wahres Zeitablaufsignal liefert, das angibt, daß der Zähler abgelaufen ist. Die Zustandsvariablen der Quantisierer-Anpaßeinheiten in der Anpaßeinheit 2503 mit variabler Rate und der adaptiven Vorhersageeinrichtung 2506 werden auf die oben angegebenen Werte initialisiert, indem diese Werte in entsprechenden Speicherstellen abgelegt werden. Wenn das Paket-Aktivsignal wahr ist und angibt, daß ein Paket verarbeitet wird, so wird in den Operationszustand eingetreten, und der Betätigungs-/Haltedecoder 2508 erzeugt ein Operations- und ein Rückstellsignal Wahr und ein Zählerbetätigungssignal Falsch. Demgemäß wird die Anpassung der Zustandsvariablen betätigt und der Rahmenzähler 2509 auf Null zurückgestellt. Der Operationszustand wird beibehalten und die Anpassung des Codierers 204 läuft weiter, bis das Paket-Aktivsignal falsch wird und anzeigt, daß kein Paket verarbeitet wird. Dann wird in den Haltezustand für die Variablen und den Zählerbetätigungszustand eingetreten. In diesem Haltezustand erzeugt der Betätigungs-/Haltedecoder 2508 ein Operations- und Zählerrückstellsignal Falsch und ein Zählerbetätigungssignal Wahr. Der Zeitablaufdetektor 2511 erzeugt ein Haltesignal Wahr und ein Initialisierungssignal Falsch. Demgemäß werden die Werte der Zustandsvariablen gegen eine Aktualisierung gesperrt und konstant gehalten. Dieser Haltezustand wird beibehalten, solange kein Paket verarbeitet wird und der Rahmenzähler 2509 nicht abgelaufen ist. Wenn nachfolgend ein Paket erscheint, angezeigt dadurch, daß das Paketsignal wahr ist, und der Zähler 2509 nicht abgelaufen ist, so wird erneut in den Operationszustand eingetreten und die oben beschriebene Operation vorgenommen. Wenn kein Paket vorhanden ist und der Rahmenzähler 2509 entsprechend einem Zeitablaufsignal Wahr abläuft, erzeugt der Ablaufdetektor 2511 ein Initialisierungssignal Wahr sowie ein Haltesignal Falsch und es wird erneut in den Initialisierungszustand eingetreten und die Zustandsvariablen werden entsprechend der obigen Erläuterung initialisiert. Der Initialisierungszustand wir beibehalten, bis wiederum ein Paket vorhanden ist.

Decoder

Fig. 27 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild Einzelheiten des Decoders 1902, der in den Empfangszugriffsmodulen 116 gemäß Fig. 19 benutzt wird. Der Decoder 1902 decodiert die ADPCM-Signale zurück in PCM-Signale. Bei diesem Beispiel werden 4-Bit-, 3-Bit- oder 2-Bit- ADPCM-Abtastwerte in lineare PCM-Form decodiert. Außerdem können die ADPCM-Abtastwerte eine sogenannte eingebettete Codierung enthalten. Beispielsweise können die Abtastwerte eine eingebettete 4/3-Bit- Codierung, eine 4/2-Bit-Codierung oder eine 3/2-Bit-Codierung enthalten. Wie oben angegeben sind solche Codieranordnungen bekannt. Hier wird wiederum auf die US-Patentschrift 4 437 087 in Verbindung mit einer adaptiven ADPCM-Codieranordnung verwiesen.
Gemäß Fig. 27 werden die ADPCM-Abtastwerte I'(k) vom Paketdisassemolierer 1901 (Fig. 19) an die Quantisierer-Anpaßeinheit 2701 variabler Rate, an den inversen Quantisierer 2702 variabler Rate und an den inversen Quantisierer 2703 variabler Rate übertragen. Die Quantisierer-Anpaßeinheit 2701 variabler Rate ist identisch mit der Quantisierer-Anpaßeinheit 2503 variabler Rate des oben beschriebenen Codierers 204 und spricht auf Steuersignale vom Bitraten-Steuergerät 2713 an, um die jeweils geeignete oder geeigneten Quantisierer- Anpaßeinheiten (nicht gezeigt) zur Erzeugung der Skalenfaktoren y'a(k) und Y'b(k) zu erzeugen.
Der Skalenfaktor y'a(k) wird an die gewählten inversen Quantisierer im inversen Quantisierer 2702 variabler Rate angelegt. Entsprechend wird der Skalenfaktor Y'b(k) an die gewählten inversen Quantisierer im inversen Quantisierer 2703 variabler Rate gegeben. Die inversen Quantisierer 2702 und 2703 variabler Rate enthalten je eine Vielzahl von adaptiven inversen Quantisierern, beim vorliegenden Beispiel eine 4-Bit-, einen 3-Bit- und einen 2-Bit- inversen Quantisierer. Beide inversen Quantisierer 2702 und 2703 variabler Rate sind identisch mit dem inversen Quantisierer 2504 des oben beschriebenen Codierers 204. Der jeweils benutzte adaptive inverse Quantisierer im inversen Quantisierer 2702 und im inversen Quantisierer 1703 hängt von der verwendeten ADPCM-Codierung ab, d. h. einer 4-Bit-, einer 3-Bit-, einer 2-Bit-Codierung, einer eingebetteten 4/3-Bit-, einer 4/2-Bit- oder einer 3/2-Bit-Codierung. Der inverse Quantisierer 2702 variabler Rate erzeugt ein quantisiertes Abbild des ursprünglichen Differenzabtastwertes d'qa(k), der an den Summierer 2704 angelegt wird. Entsprechend erzeugt der inverse Quantisierer 2703 variabler Rate eine quantisiertes Abbild des Differenzabtastwertes d'qb(k). Die quantisierten Differenzabtastwerte d'qa(k) und d'qb(k) sind die gleichen für die 4-Bit-, 3-Bit- und 2-Bit-ADPCM-Codierung, sind aber verschieden für die eingebettete Codierung. Wenn beispielsweise die ADPCM-Codierung eine eingebettete 4/2-Bit-Codierung ist, so ist der gewählte, adaptive inverse Quantisierer im inversen Quantisierer 2702 variabler Rate ein 4-Bit-Typ, und der gewählte adaptive inverse Quantisierer im inversen Quantisierer 2703 variabler Rate ist ein 2- Bit-Typ. Bei diesem Beispiel könnte das Paketnetzwerk die zwei nicht benutzten Bits im inversen Quantisierer 2703 fallenlassen, ohne den Betrieb des inversen Quantisierers zu beeinträchtigen. Man beachte ferner, daß der Typ des inversen Quantisierers, d. h. ein 4-Bit-, ein 3-Bit- oder ein 2-Bit-Quantisierer, der im inversen Quantisierer 2702 variabler Rate verwendet wird, auch davon abhängt, ob Bits fallengelassen worden sind. Wenn beispielsweise zwei Bits fallengelassen worden sind, so wird ein inverser 2-Bit-Quantisierer im inversen Quantisierer 2702 benutzt. Der quantisierte Differenzabtastwert d'qb(k) wird an den Summierer 2707 angelegt. Außerdem wird den Summierern 2704 und 2707 ein Abtastschätzwert s'e(k) von der adaptiven Vorhersageeinrichtung 2705 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierers 2704 ist der erste rekonstruierte Abtastwert s'ra(k), der an die adaptive Vorhersageeinrichtung 2705 angelegt wird. Das Ausgangssignal des Summierers 2507 ist das gewünschte Ausgangssignal, nämlich der zweite rekonstruierte Abtastwert s'rb(k), der an den Multiplexer 2708 gegeben wird. Außerdem wird dem Multiplexer 2708 ein Rauschsignal vom Rauschgenerator 2714 zugeführt. Dieser erzeugt ein geeignetes Rauschsignal unter Ansprechen auf den Rauschschätzwert (NE), der ihm über den Multiplexer 2712 zugeführt wird und das RCV-Zuordnungssignal vom Paketdisassemblierer 1901. Das Rauschsignal wird über den Multiplexer 2708 eingefügt, wenn das Operationssignal falsch ist, d. h. wenn kein Paket in der jeweiligen Zeitlage vorhanden ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind wiederum die Zustandsvariablen der Quantisierer-Anpaßeinheit 2701 mit variabler Rate und der adaptiven Vorhersageeinrichtung 2705 in Form einer Zustandsvariableneinheit 2706 dargestellt. Für den Fachmann ist klar, daß die Zustandsvariablen der Quantisierer-Anpaßeinheit 2701 in einer Geschwindigkeitsanpaß-Steuereinheit und einer Quantisierer- Skalenfaktor-Anpaßeinheit in jeder der Vielzahl von Quantisierer- Anpaßeinheiten enthalten sind, wie oben in Verbindung mit der Zustandsvariableneinheit 2507 (Fig. 25) beschrieben worden ist. Der Betätigungs-/Haltedecoder 2709, der Rahmenzähler 2710 und der Zeitablaufdetektor 2711 arbeiten auf identische Weise wie der Betätigungs-/Haltedecoder 2508, der Rahmenzähler 2509 bzw. der Zeitablaufdetektor 2511 des Codierers 204 (Fig. 25) entsprechend dem der Decodierer 1902 verfolgt, was beim Codierer 204 vorgegangen ist. Im einzelnen hält der Decoder 1902 seine Zustandsvariablen konstant statt sie zu initialisieren und dadurch dem Codierer 204 fehlerhaft zu folgen, wenn das Paketnetzwerk 103 eine schmale Lücke in eine Informationsfolge einfügt, die ohne solche schmalen Lücken codiert worden ist. Durch Festhalten der Zustandsvariablen folgt daher der Decoder 1902 dem Codierer 204 genauer. Außerdem initialisieren der Codierer 204 und der Decodierer 1902 ihre Zustandsvariablen nach großen Lücken, wodurch ein durch Übertragungsfehler und verlorene Pakete im Netzwerk verursachtes, fehlerhaftes Nachfolgen beseitigt wird.
Dem Demultiplexer 2712 wird das Empfangszuordnungssignal (RCV) vom Paketdisassemblierer 1901 zugeführt und er liefert den Empfangszustandsteil (RS) an das Bitraten-Steuergerät 2713 und den Rauschschätzwertteil (NE) an den Rauschgenerator 2714. Das Bitraten- Steuergerät 2713 erzeugt unter Ansprechen auf das Empfangszustandssignal die Coderaten-Steuersignale zur Auswahl (abhängig von der verwendeten ADPCM-Codierung) der geeigneten Quantisierer-Anpaßeinheit oder -Einheiten in der Quantisierer- Anpaßeinheit 2701 variabler Rate und der jeweiligen adaptiven inversen Quantisierer in den inversen Quantisierern 2702 und 2703. Unter Ansprechen auf das Operationssignal vom Betätigungs/Haltedecoder 2709 liefert der Multiplexer 2708 entweder den rekonstruierten Abtastwert s'r(k) oder das Rauschsignal an die digitale Leitungsschnittstelle (DLI). Im einzelnen wird, wenn das Operationssignal wahr ist, der rekonstruierte Abtastwert s'r(k) über den Multiplexer 2708 an die entsprechende DLI gegeben, und wenn das Operationssignal falsch ist, so wird das Rauschsignal über den Multiplexer 2708 an die entsprechende DLI angelegt.

Claims

1. Vorrichtung (106) zum Erzeugen eines Paketes, das ein Informationsfeld mit einer Vielzahl von Bitpositionen und einen Kopf, der eine Vielzahl an Bitfeldern besitzt, umfaßt, mit Einrichtungen (204), die digitale Abtastwerte mit einer Vielzahl von Bits bereitstellen, wobei die Abtastwerte sich in einem sich wiederholenden Rahmen befinden, und mit einer Einrichtung (209), die ähnliche Bits individueller Abtastwerte aus einer Vielzahl sich wiederholender Rahmen in Gruppen anordnen, die einen entsprechenden Übertragungskanal darstellen, und die die Gruppen ähnlicher Bits in das Paketinformationsfeld einfügen, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (207), die eine erste Kennzeichnung dafür erzeugt, ob Bits aus den Bitpositionen in dem Paketinformationsfeld entfernt werden können, und

eine Einrichtung (207, 208), die die erste Kennzeichnung in ein vorgeschriebenes Bitfeld in den Paketkopf einfügt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Einrichtung (207), die eine zweite Kennzeichnung dafür erzeugt, welche Bitgruppe aus dem Paketinformationsfeld entfernt werden kann und einer Einrichtung (207, 208), die die zweite Kennzeichnung in das vorgeschriebene Bitfeld in den Paketkopf einfügt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Gruppierungseinrichtung (209) ähnliche Bits individueller Abtastwerte aus der Vielzahl von Rahmen in Gruppen anordnet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin die Gruppierungseinrichtung (209) die Bits in einzelnen Gruppen anordnet, beginnend mit einer Gruppe, die die höchstwertigen Bits für die einzelnen Abtastwerte aus der Vielzahl an Rahmen enthält bis zu einer Gruppe, die die niedrigstwertigen Bits für die einzelnen Abtastwerte aus der Vielzahl der Rahmen umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die Gruppierungseinrichtung (209) eine Einrichtung zum Speichern umfaßt, ferner eine Einrichtung zum parallelen Einschreiben der Bits der Abtastwerte in die Speichereinrichtung und eine Einrichtung für das serielle Auslesen der gespeicherten Bits zur Erzeugung des Informationsfeldes.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, worin die Abtastwerte n-Bits umfassen, die (über 204) in differentieller PCM(ADPCM)-Codierung codiert sind.

7. Verfahren zur Erzeugung eines Paketes, das ein Informationsfeld mit einer Vielzahl an Bitpositionen und einen Kopf mit einer Vielzahl von Bitfeldern umfaßt mit den Schritten:

Bereitstellen digitaler Abtastwerte (über 204), die eine Vielzahl an Bits besitzen, wobei die Abtastwerte sich in einem sich wiederholenden Rahmen befinden,

Anordnen in Gruppen (über 209) ähnlicher Bits individueller Abtastwerte aus einer Vielzahl sich wiederholender Rahmen, die einen entsprechenden Übertragungskanal darstellen und

Einfügen (über 210) dieser Gruppen ähnlicher Bits in das Paketinformationsfeld, gekennzeichnet durch die Schritte:

Erzeugen einer ersten Kennzeichnung dafür, ob Bits aus den Bitpositionen des Paketinformationsfeldes entfernt werden können und

Einfügen (über 207, 208) der ersten Kennzeichnung in ein vorgeschriebenes Bitfeld des Paketkopfes.

8. Verfahren nach Anspruch 7 mit den Schritten: Erzeugen (über 207) einer zweiten Kennzeichnung dafür, welche Bitgruppe aus dem Paketinformationsfeld entfernt werden kann und Einfügen (über 207, 208) der zweiten Kennzeichnung in das vorgeschriebene Bitfeld des Paketkopfes.