DE3789706T2

DE3789706T2 - System zur dynamischen Pufferüberwachung zur Steuerung eines Datenverbindungszugriffsprotokolls.

Info

Publication number: DE3789706T2
Application number: DE3789706T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Bamba; Toru Furuhashi; Toshihiko Inagaki; Kuniaki Kishino; Tamiya Nakamura; Takaaki Ozeki
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2007-12-24
Also published as: KR920009387B1; AU599183B2; AU8298887A; DE3789706D1; EP0272939A2; CA1287182C; KR880008566A; EP0272939A3; EP0272939B1; US4845710A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vermittlungssystem und spezieller, aber nicht ausschließlich, ein Steuerungssystem, das in einem D-Kanal-Datenleitungszugriffsprotokoll (LAPD)-Signalprozessor zur Überwachung von Puffern, die dafür eingerichtet sind, individuell zeitweise Datensignale darin zu speichern, installiert ist. Der LAPD-Signalprozessor, mit dem sich die vorliegende Erfindung befassen kann, wird durch die Empfehlungen des International Telegraph and Telephone Consultative Committee (CCITT) betreffend eine Benutzer-Netzwerk-Schnittstelle für Integrated Services Digital Network (ISDN) definiert.

Beschreibung des Stands der Technik

Für die Überwachung der in einem ISDN-Vermittlungssystem vorgesehenen Puffer sind einige verschiedene Möglichkeiten verfügbar, etwa eine, die den von einem Paketvermittlungsdienst gesendeten Daten und den von einem Durchschaltvermittlungsdienst gesendeten Daten je eine andere Empfangswarteschlange zuweist, und eine, die zwischen diesen zwei verschiedenen Datenarten keinen Unterschied macht und statt dessen auf der Schicht 3 die Längen von Warteschlangen, die auf eine Übertragung auf individuellen D-Kanälen warten, auf einer kanalweisen Basis überwacht. Die zuerst genannte Möglichkeit oder das Individualwarteschlangensystem ist beispielsweise in Takamura et al. "Study of Buffer Control System for ISDN Switching System" The Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan, Technical Report SE86-56, S. 43-48, 1986, beschrieben.
Das Prinzip des oben genannten Individualwarteschlangensystems ist in Fig. 4 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt. Wie gezeigt, wird, wenn ein Schicht-3-Verarbeitungsabschnitt (CP³) empfangene Signale aufnimmt, jedem Paketvermittlungsdienst und Durchschaltvermittlungsdienst für jeden von mehreren Schicht-2-Verarbeitungsabschnitten (CPi²) eine andere Empfangswarteschlange zugewiesen. In Fig. 4 und anderen sollen Kreise durchschaltvermittelte Datensignale repräsentieren und Punkte paketvermittelte Datensignale repräsentieren. Was die Zuweisung von Puffern betrifft, so wird für jeden Durchschaltvermittlungsdienst und Paketvermittlungsdienst die Priorität dadurch gesteuert, daß in einem Zeitintervall t eine begrenzte Zahl Datensignale von jeder dieser Warteschlangen zugelassen wird. Bei der Empfangsverarbeitung wird beispielsweise die Maximalzahl von Signalen, die von einem Durchschaltvermittlungsdienst erhalten werden und die innerhalb des Zeitintervalls t zugelassen werden können, so gewählt, daß sie größer als die oder wenigstens gleich der von Signalen ist, die von einem Paketvermittlungsdienst erhalten werden. Anders ausgedrückt haben Durchschaltvermittlungsdienst-Daten bezüglich der Zuweisung von Puffern Priorität gegenüber Paketvermittlungsdienst-Daten.
Fig. 5 zeigt das Prinzip des als zweites genannten Steuersystems des Stands der Technik, bei dem die Längen wartender Warteschlangen in der Schicht 3 für jeden D-Kanal überwacht werden, ohne Durchschaltvermittlungs- und Paketvermittlungsdienst-Daten voneinander zu unterscheiden. Wie gezeigt, ist das Prinzip so, daß Durchschaltvermittlungsdienst-Daten und Paketvermittlungsdienst-Daten zusammengeklammert werden und, wenn einmal die wartende Warteschlange auf irgendeinem der D-Kanäle eine vorbestimmte Länge übersteigt, verhindert wird, daß ein zusätzlicher Paketvermittlungsdienst auf diesem Kanal eingerichtet wird. Insbesondere begrenzt das System die Gesamtzahl von Signalen, die zugelassen werden können, statt Durchschaltvermittlungsdienst-Daten und Paketvermittlungsdienst-Daten bezüglich der Übertragungshäufigkeit auf einem D-Kanal voneinander zu unterscheiden. Um zu verhindern, daß Puffer an irgendeinem bestimmten Terminalgerät für ein langes Zeitintervall belegt sind, setzt das System zwei verschiedene Schwellenwerte fest: Eine Basis-Warteschlangenlänge N1, die zur Beschränkung geeignet ist, und eine Lösch-Warteschlangenlänge N0, die kürzer als die Basis-Warteschlangenlänge N1 und geeignet ist, die Beschränkung zu löschen. Der Paketstrom zum D-Kanal hin wird beschränkt, wenn die aktuelle Warteschlangenlänge auf dem D-Kanal länger als der Schwellenwert N1 wird, und die Beschränkung wird gelöscht, wenn sie kürzer als der andere Schwellenwert NO wird. Sobald das Zeitintervall, während dessen die Warteschlangenlänge auf irgendeinem D-Kanal größer als der Schwellenwert N1 bleibt, ein Vorbestimmtes übersteigt, wird der Kanal belegt gemacht.
Unsere JP-A-61-232745 zeigt ein System zur Ausschaltung der Zunahme der Verzögerungszeit von Daten, die beispielsweise hohen Abrufraten von Durchschaltvermittlungsdienst- oder Paketvermittlungsdienst-Daten aufgrund der Kürze freier Puffer, die einem Empfangsabschnitt zugewiesen werden können, zuzuschreiben ist. Insbesondere steuert das vorgeschlagene System die Anzahl von Puffern, die dem Senden und/oder dem Empfang zuzuweisen sind, was von der Anzahl freier Puffer abhängt, die in einem gemeinsamen Pufferpool verfügbar sind. Falls die Anzahl freier Puffer kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, wird die Anzahl von Puffern, die dem Senden und/oder dem Empfang zuzuweisen sind, reduziert.
Eine weitere Möglichkeit zur Überwachung von Puffern bei der Paketvermittlung ist in "Primary Study of DDX-2 Packet Switching System", Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation, Study and Practical Use Report, Band 26, Nr. 3, S. 2333-2397 beschrieben. Ein Paketvermittlungssystem gemäß dieser Möglichkeit enthält einige Puffer, die in einem gemeinsamen Pufferpool bereitgestellt sind, und exklusive freie Puffer zum Empfang, die in einem Empfangspufferpool bereitgestellt sind und individuellen Dienstzugangspunkten zugewiesen sind.
Im Einzelnen fordert ein Empfangsabschnitt Puffer zum Speichern individueller Daten an, wenn er Datensignale empfängt, die von verschiedenen Dienstzugangspunkten, etwa Paketvermittlungsdienst-Terminalgeräten und anderen Stationen, oder Ämtern gesendet werden. Auf diese Anforderung hin werden freie Puffer im Empfangspufferpool zugewiesen, während gleichzeitig eine Freipufferanforderung an den gemeinsamen Pufferpool gerichtet wird, um freie Puffer zu erhalten. Wenn die freien Puffer so zugewiesen sind, speichert der Empfangsabschnitt die von den individuellen Dienstzugangspunkten erzeugten Datensignale in ihren zugeordneten freien Puffern. Bei Beendigung des Empfangs werden die Daten aufeinanderfolgend in ihren zugeordneten Warteschlangen in Form von Verarbeitungswartepuffern untergebracht und warten auf Verarbeitung.
Ein Prozessor nimmt die Wartepuffer von den Warteschlangen herein, analysiert dann Ziele und anderes der Datensignale und speichert sie dann aufeinanderfolgend in ihren zugeordneten Sendewarteschlangen in Form von Sendewartepuffern, die individuell den Dienstzugangspunkten für die Ziele entsprechen. Falls mehr als eine vorbestimmte Anzahl von Sendewartepuffern vorhanden ist, werden die überzähligen Puffer als überschüssige Puffer ausrangiert. Die ausrangierten Pufferbereiche werden im gemeinsamen Pufferpool zusammengelegt.
Ein Sendeabschnitt nimmt aufeinanderfolgend die Sendewartepuffer aus den einzelnen Sendewarteschlangen heraus und sendet die in den jeweiligen Pufferbereichen gespeicherten Datensignale zu Terminalgeräten, Stationen oder Ämtern und anderen Dienstzugangspunkten, für die die Datensignale bestimmt sind. Die Sendebestätigungs-Wartepuffer, die nun frei sind, warten auf Antworten von ihren zugeordneten Dienstzugangspunkten. Bei Eintreffen einer Antwort wird jeder Sendebestätigungs-Wartepuffer in den gemeinsamen Pufferpool zurückgegeben, um darin als freier Puffer reserviert zu werden.
Weitere Pufferüberwachungssysteme zur Paketvermittlung sind in "Area Congestion Control in Traffic Control System", National Convention of the Institute of Electronics & Communication Engineers of Japan, Communications Section, Band 178, 1982, und "Traffic Control Algorithm for Packet Switching Network", Nippon Telegraph and Telephone Corporation, Study & Practical Use Report Band 35, Nr. 5, S. 53-61 beschrieben.
Das oben angegebene, zur Überlastabwehr entwickelte System führt basierend auf der Korrelation zwischen Standardwerten des Verhältnisses einer Dauer, für die alle ankommenden Leitungssätze belegt sind, und denjenigen des Verhältnisses einer Dauer, für die alle Sprungtransaktionsspeicher oder Puffer belegt sind, eine Beschränkung auf mehreren verschiedenen Stufen durch. Die Beschränkung wird durch Verwendung der gleichen Schwellenwerte bewirkt und gelöscht.
Infolge dessen wendet dieses System auf der Basis einer Korrelation zwischen der Belegungsrate eines Prozessors und der von Puffern eine Überlastabwehr mit mehreren Stufen auf Paketvermittlungsdienst-Daten an.

ABRISS DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pufferüberwachungssystem zu schaffen, das eine wirksame Verkehrsregelung beispielsweise in einem LAPD-Signalprozessor für ISDN durchführt.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pufferzuweisungssystem zu schaffen, das eine Zunahme der Verzögerungszeit sogar zwischen den Stationen, die in Sende- und Empfangszeit genau festgelegt sind, zu verhindern in der Lage ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein System zur Überwachung der Zuweisung von Puffern zum individuellen Speichern von Datensignalen, die zu einer Kommunikationseinrichtung, die beispielsweise von einem Typ ist, der eine D-Kanal-Datenleitungszugangsprotokoll-Signalverarbeitung durchführt, wie durch die CCITT-Empfehlungen betreffend eine Benutzer-Netzwerk-Schnittstelle eines dienstintegrierten Digitalnetzes definiert, gesendet und davon empfangen werden, eine Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der Datensignale, von denen jedes zeitweise in jeweils einem der Puffer gespeichert wird, eine erste Pufferzuweisungseinrichtung zur Zuweisung von Empfangspuffern, die empfangene Datensignale, die warten, bis sie von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden, individuell zeitweise speichern, zu den empfangenen Datensignalen für jede Kennung von Dienstzugangspunkten, eine zweite Pufferzuweisungseinrichtung zur Zuweisung von Sendepuffern, die Datensignale, die von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet worden sind und warten, bis sie gesendet werden, individuell zeitweise speichern, zu den verarbeiteten Datensignalen für jede der Kennungen der Dienstzugangspunkte, eine Freipuffer-Reservierungseinrichtung, die sich die erste und die zweite Pufferzuweisungseinrichtung teilen, zum Reservieren freier Puffer darin, und eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Anzahl von mittels der ersten Pufferzuweisungseinrichtung zuzuweisenden Puffern und der Anzahl von mittels der zweiten Pufferzuweisungseinrichtung zuzuweisenden Puffern in Abhängigkeit von der Anzahl freier Puffer, die von der Freipuffer-Reservierungseinrichtung reserviert werden. Die Verarbeitungseinrichtung überwacht die Anzahl von Wartepuffern in jedem vorbestimmten Zeitintervall für jede Kennung der Dienstzugangspunkte und steuert, wenn die Überwachungseinrichtung nachgewiesen hat, daß die Anzahl der von der Freipuffer- Reservierungseinrichtung reservierten freien Puffer auf weniger als einen ersten vorbestimmten Wert abgenommen hat, abhängig von einer Funktion einer laufenden Anzahl von Wartepuffern und einem vorbestimmten Schwellenwert die zugewiesenen Anzahlen von freien Puffern, die auf einer Dienstzugangspunkt-Basis akzeptiert werden sollen.
Die Überwachungseinrichtung überwacht die Anzahl von in der Frei Puffer-Reservierungseinrichtung reservierten freien Puffern. Die Verarbeitungseinrichtung berechnet eine Funktion der Anzahl gegenwärtig wartender Puffer und einen vorbestimmten Schwellenwert basierend auf der Zunahme und Abnahme der Anzahl freier Puffer bezüglich eines vorbestimmten Werts und ermittelt in Abhängigkeit von der resultierenden Funktion die zugewiesene Anzahl freier Puffer, die zur Verarbeitung für jeden Dienstzugangspunkt akzeptiert werden soll. Das Ergebnis wird von der Verarbeitungseinrichtung über die Überwachungseinrichtung zu der ersten und der zweiten Pufferzuweisungseinrichtung abgegeben. In Reaktion darauf ändert die erste und die zweite Pufferzuweisungseinrichtung dynamisch die Anzahl von Empfangspuffern bzw. die von Sendepuffern, die zugewiesen werden sollen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1A und 1B, wenn sie wie in Fig. 1 gezeigt zusammengefügt sind, schematische Blockdiagramme sind, die in Kombination ein Vermittlungssystem zeigen, für das ein Pufferüberwachungssystem verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2A und 2B, wenn sie wie in Fig. 2 gezeigt zusammengefügt sind, schematische Blockdiagramme sind, die in Kombination das Vermittlungssystem von Fig. 1 unter einer Bedingung zeigen, in dem eine bestimmte Anzeige erzeugt worden ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm ist, das eine beispielhafte Schrittfolge zur Verringerung der Anzahl freier Puffer zeigt, die in dem System von Fig. 1 zugewiesen werden;
Fig. 4 eine Ansicht ist, die schematisch das Prinzip eines Steuerungssystems des Individualwarteschlangentyps nach dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 5 eine Ansicht ist, die schematisch das Prinzip eines anderen Steuerungssystems nach dem Stand der Technik zeigt, das Durchschaltvermittlungsdienst-Daten und Paketvermittlungsdienst-Daten zusammenklammert und die Längen von Sendewarteschlangen auf individuellen D-Kanälen überwacht;
Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm ist, das einen Datenleitungszugangsprotokoll-Signalprozessor gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 und 8 schematische Blockdiagramme sind, die je einen bestimmten Aufbau einer Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung zeigen, die in der Ausführungsform von Fig. 6 enthalten ist;
Fig. 9 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine Datenleitungszugangsprotokoll-Steuerung gemäß noch einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Diagramm ist, das zum Verständnis der Bedingungen für eine Beschränkung von Empfangspuffern, die in der Ausführungsform von Fig. 9 enthalten sind, nützlich ist;
Fig. 11 eine Ansicht ist, die schematisch Übergänge zwischen verschiedenen Beschränkungsstufen zeigt; und
Fig. 12A, 12B und 12C Flußdiagramme sind, die beispielhaft in Kombination den Betrieb der Schaltung von Fig. 9 zur Steuerung der Anzahl von Empfangspuffern zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit Bezug auf Fig. 1A und 1B wird ein Vermittlungssystem gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, auf das ein Pufferüberwachungssystem der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Das Vermittlungssystem 10 führt eine LAPD-Signalverarbeitung durch, wie sie durch die CCITT-Empfehlungen betreffend eine ISDN-Benutzer-Netzwerk-Schnittstelle, d. h. integrierter Durchschaltvermittlungs- und Paketvermittlungsdienst definiert wird.
Wie gezeigt, beherbergt das Vermittlungssystem 10 ein Terminal 18, das zu einer bestimmten Dienstgruppe gehört, und Terminals 19 und 20, die zu einer anderen Dienstgruppe gehören. Während das Terminal 18 als Durchschaltvermittlungsdienst-orientiertes Terminal zum Senden und Empfangen von Durchschaltvermittlungsdienst-Daten dient, dient jedes der Terminals 19 und 20 als Paketvermittlungsdienst-orientiertes Terminal zum Senden und Empfangen von Paketvermittlungsdienst-Daten. In dieser bestimmten Ausführungsform hat jedes Durchschaltvermittlungsdienst-orientierte Terminal 18 und Paketvermittlungsdienst-orientierte Terminal 19 und 20 die Funktion, Datensignale auf der Grundlage des ISDN-LAPD- Protokolls zu senden und zu empfangen. Wie in der Technik bekannt, ist das Terminal 18 bezuglich der effektiven Datentransferzeit, d. h. der wirklichen Zeit eines Datentransfers, relativ genau festgelegt. Andererseits ist die den Terminals 19 und 20 auferlegte Bedingung bezüglich des gleichen Faktors relativ locker und gestattet sogar eine wesentliche Transferverzögerung. Obwohl in der Praxis mehrere solcher Terminals untergebracht werden, sind der Einfachheit halber nur ein einzelnes Durchschaltvermittlungsdienst-orientiertes Terminal 18 und zwei Paketvermittlungsdienst-orientierte Terminals 19 und 20 in der Figur gezeigt.
Das Vermittlungssystem 10 enthält einen Empfangsabschnitt 11, der als Schnittstelle zum Empfang von Datensignalen dient, die über Übertragungsleitungen von dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 und dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 übertragen werden. Ferner ist in dem Vermittlungssystem 10 ein Sendeabschnitt 13 enthalten, mit dem Empfangsleitungen der Terminals 18 und 19 verbunden sind und der als Schnittstelle zur Übertragung von Datensignalen zu den Terminals 18 und 19 dient. Wie gezeigt, sind im Empfangsabschnitt 11 Empfangswarteschlangen 11-1 und 11-2 für die Terminals 18 bzw. 19 gebildet. Die Empfangswarteschlange 11-1 ist dafür eingerichtet, Verarbeitungswartepuffer zu enthalten, die jeder zeitweise ein Datensignal speichern, das von dem Terminal 18 empfangen wird, z. B. einen Puffer AR1. Ahnlich ist die Empfangswarteschlange 11-2 dafür eingerichtet, Verarbeitungswartepuffer zu enthalten, die jeder zeitweise ein Datensignal speichern, das von dem Terminal 19 empfangen wird, z. B. einen Puffer B1. In dieser bestimmten Ausführungsform ist für jeden der Dienstzugangspunkte, wie die Terminals 18 und 19, eine andere Warteschlange, wie die Warteschlange 11-1 oder 11-2, gebildet. Dies gilt auch für den Sendeabschnitt 13. Die Warteschlangen 11-1 und 11-2 werden von einer Verarbeitungseinheit 12 in einem vorgegebenen Zeitintervall t abgefragt, so daß die Verarbeitungswartepuffer in der Wartereihenfolge aufeinanderfolgend der Verarbeitungseinheit, oder dem Prozessor 12, zugeführt werden.
Durch eingekreiste Bezugszeichen in Fig. 1A, 13, 2A und 23 repräsentiert sind jeweils durch einen Speicherbereich Puffer eingerichtet, zum zeitweisen Speichern eines am Empfangsabschnitt 11 angekommenen Datensignals, bis es dem Prozessor 12 zugeführt wird, und zum zeitweisen Speichern eines aus dem Prozessor 12 kommenden Datensignals, bis es von dem Sendeabschnitt 13 gesendet wird. Wie im Einzelnen später beschrieben wird, sind freie Puffer, die sich der Empfangsabschnitt 11 und der Sendeabschnitt 13 teilen, in einem gemeinsamen Pufferpool 14 reserviert, sind exklusive freie Puffer, die dem Empfangsabschnitt 11 zugewiesen sind, in einem Empfangspufferpool 16-3 reserviert und sind exklusive Puffer, die dem Sendeabschnitt 13 zugewiesen sind, in einem Empfangspufferpool 17-3 reserviert. Die Speicherkapazitäten dieser Puffer sind so gewählt, daß sie je nach Sachlage einander gleich oder verschieden voneinander sind.
Der Prozessor 12 spielt die Rolle einer zentralen Steuereinheit zum Steuern des gesamten Vermittlungssystems. Insbesondere umfassen die dem Prozessor 12 zugewiesenen Funktionen, die in den Warteschlangen 11-1 und 11-2 des Empfangsabschnitts 11 enthaltenen Puffer einzeln und in der richtigen Reihenfolge herauszunehmen, nach Anwenden der erforderlichen Verarbeitung auf das Datensignal des Puffers das Datensignal in einer Sendewarte-Warteschlange des Sendeabschnitts 13 zu speichern und den Dienstzugangspunkt zu steuern, der zu jedem der Durchschaltvermittlungs- und Paketvermittlungsdienst-Terminals gehörenden Verkehr erzeugt indem eine Berechnung für die Steuerung freier Puffer durchgeführt wird, was beschrieben werden wird.
Die Empfangspuffer AR1, B1 und andere werden mittels eines Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitts 16 zugewiesen. Wenn der Prozessor 12 dabei ist, Datensignale zu verarbeiten, die ihm von den Terminals 18 und 19 zugeführt wurden, dient der Zuweisungsabschnitt 16 dazu, den Empfangsabschnitt 11 mit Puffern zum individuellen Empfangen und zeitweisen Speichern der Datensignale zu versorgen. Der Empfangspufferpool 16-3 ist in dem Zuweisungsabschnitt 16 vorgesehen und reserviert normalerweise darin einen Puffer wie N11 und andere freie Puffer. Die im Empfangspufferpool 16-3 enthaltenen freien Puffer werden durch Pufferzuweisungstabellen 16-1 und 16-2 überwacht. Insbesondere ist die Pufferzuweisungstabelle 16-1 dafür eingerichtet, freie Puffer zu verwalten, die dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 etwa als freier Puffer N16 zugewiesen werden sollen, und die Pufferzuweisungstabelle 16-2 ist dafür eingerichtet, freie Puffer zu verwalten, die dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 etwa als freier Puffer N11 zugewiesen werden sollen. In dieser Ausführungsform sind die Tabellen 16-1 und 16-2 jeweils so aufgebaut, daß die Anzahl von Puffern, die zugewiesen werden können, in Reaktion auf eine Anzeige I, die ihnen von einem Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 zugeführt wird, veränderlich ist.
Der Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 ist mit einer Freipuffer-Überwachungstabelle 15-1 zur Verwaltung der Anzahl freier Puffer im gemeinsamen Pufferpool 14 versehen. Der gemeinsame Pufferpool dient einer Reservierungsfunktion für gemeinsame Puffer zum Zusammenlegen eines freien Puffers N1 und anderer, von denen jeder dafür eingerichtet ist, ein Verarbeitungswarte-Datensignal zeitweise zu speichern. Beim Überwachen der Anzahl freier Puffer im gemeinsamen Pufferpool 14 alarmiert der Überwachungsabschnitt 15 den Prozessor 12, wenn die Anzahl dieser freien Puffer auf weniger als eine vorbestimmte Anzahl X verringert wird. Eine andere dem Überwachungsabschnitt 15 zugewiesene Funktion ist es, auf einen Befehl vom Prozessor 12 hin dem Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitt 16 oder einem Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17 die Anzeige schicken liefern, zur Verringerung der Anzahl von Puffern, die zugewiesen werden können, in den variablen Pufferzuweisungstabellen 16-1 und 16-2 des Empfangspuffer- Zuweisungsabschnitts 16 oder den variablen Pufferzuweisungstabellen 17-1 und 17-2 des Sendepuffer-Zuweisungsabschnitts 17. Einzelheiten dieser Funktion werden im Einzelnen später beschrieben.
Der Sendeabschnitt 13 ist mit Sendewarteschlangen 13-1 und 13-2 versehen, die zu dem Durchschaltvermittlungsdienstorientierten Terminal 18 bzw. dem Paketvermittlungsdienstorientierten Terminal 19 gehören. Die Warteschlange 13-1 ist dafür eingerichtet, Verarbeitungswartepuffer zu enthalten, die jeder ein Datensignal zeitweise speichern, das zum Terminal 18 gesendet werden soll. Ahnlich ist die Warteschlange 13-2 dafür eingerichtet, einen Verarbeitungswartepuffer C1 und andere zu enthalten, die jeder ein Datensignal zeitweise speichern, das zum Terminal 20 gesendet werden soll. Diese Sendewarteschlangen 13-1 und 13-2 werden gleichfalls durch den Prozessor 12 im Zeitintervall t abgefragt, wodurch ihre Längen überwacht werden.
Die Sendepuffer C1 und andere werden von dem Sendepuffer- Zuweisungsabschnitt 17 zugewiesen. Wenn der Prozessor 12 dabei ist, Datensignale zum Terminal 18 oder 19 zu senden, dient der Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17 dazu, den Sendeabschnitt 13 mit Puffern zum zeitweisen Speichern dieser Datensignale zu versorgen. Der Sendepufferpool 17-3, der in dein Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17 vorgesehen ist, reserviert normalerweise freie Puffer N12 und andere. Die im Sendepufferpool 17-3 enthaltenen freien Puffer werden mittels der Pufferzuweisungstabellen 17-1 und 17-2 überwacht. Insbesondere werden freie Puffer, die dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 etwa als freier Puffer N14 zugewiesen werden sollen, mittels der Tabelle 17-1 verwaltet, und diejenigen, die dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 zugewiesen werden sollen, werden mittels der Tabelle 17-2 verwaltet. In dieser bestimmten Ausführungsform ist die Anzahl von Puffern in jeder der Tabellen 17-1 und 17-2, die zugewiesen werden können, in Reaktion auf die Anzeige I von dem Freipuffer- Überwachungsabschnitt 15 variabel.
Im Betrieb fragt der Prozessor 12 die Empfangswarteschlangen 11-1 und 11-2 des Empfangsabschnitts 11 im Zeitintervall t ab, um die Anzahl von darin gespeicherten Verarbeitungswartepuffern herauszubekommen, d. h. Warteschlangenlängen, wodurch erzeugter Verkehr überwacht wird, der individuell zu den Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten und Paketvermittlungsdienst-orientierten Dienstzugangspunkten gehört und der sich in jedem Augenblick ändert. Der Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 überwacht die Anzahl freier Puffer, die in dem gemeinsamen Pufferpool 14 gespeichert sind, auf der Grundlage der Freipuffer-Verwaltungstabelle 15-1.
Wenn der Empfangsabschnitt 11 freie Puffer anfordert, versieht der Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitt 16 den Abschnitt 11 mit Puffern zum zeitweisen Speichern von Datensignalen die vom Terminal 12 oder 18 gesendet werden. Ahnlich versieht der Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17, wenn der Sendeabschnitt 13 freie Puffer anfordert, den Sendeabschnitt 13 mit Puffern zum Speichern von Datensignalen, die vom Prozessor 12 zu dem Terminal 18 oder 19 gesendet werden sollen.
Der Prozessor 12 nimmt die Puffer aufeinanderfolgend einzeln aus der Warteschlange, z. B. der Warteschlange 11-1, heraus. In dieser Ausführungsform nimmt der Prozessor 12 den Puffer AR1 heraus, um die erforderliche Verarbeitung auf ein Datensignal anzuwenden, das im Puffer AR1 gespeichert ist. Nach dieser Verarbeitung gibt der Prozessor 12 den benutzten Puffer als freien Puffer, der in der Figur durch einen verarbeiteten Puffer AR0 repräsentiert wird, in den gemeinsamen Pufferpool 14 zurück.
Während die beschriebene Prozedur soweit vorankommt, kann es vorkommen, daß aufgrund der Zunahme der von den Terminals 18 und 19 zu dem Prozessor 12 oder umgekehrt übertragenen Datenmenge viele der im gemeinsamen Pufferpool 14 enthaltenen freien Puffer verwendet werden. Wenn die Anzahl von freien Puffern im gemeinsamen Pufferpool 14 kleiner als die vorbestimmte Anzahl X wird, weist es der Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 nach, Schritt 100, Fig. 3. Der Überwachungsabschnitt 15 informiert dann den Prozessor 12 von so einem Ereignis über eine Signalleitung 21, Schritt 101, Fig. 3.
In Reaktion darauf weist der Prozessor 12 die Längen Qc und Qp der Empfangswarteschlangen 11-1 bzw. 11-2 in der laufenden Abfrageperiode aus dem Empfangsabschnitt 11 nach, zieht dann vorbestimmte Schwellenwerte oder Vorwerte Y bzw. Z von den Warteschlangenlängen Qc bzw. Qp ab und vergleicht dann die Ergebnisse miteinander, Schritt 102. Anschließend unterrichtet der Prozessor 12 den Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 über eine Signalleitung 22 davon, daß einer der Dienstzugangspunkte einen größeren Wert als der andere hat, Schritt 103. Der Überwachungsabschnitt 15 schickt darauf die zuvor erwähnte Anzeige I zu dem Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitt 16 und dem Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17, wobei er diese veranlaßt, die Anzahl von Puffern zu verringern, die einem Dienstzugangspunkt zuzuweisen sind, der einen kleineren Wert als der andere aufweist, Schritt 104. Die resultierende Bedingung ist in Fig. 2A und 2B gezeigt.
Vom Überwachungsabschnitt 15 wie oben angegeben angewiesen verringert der Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitt 16 die Anzahl von Puffern einer seiner Pufferzuweisungstabellen 16-1 und 16-2, die dem bestimmten Dienstzugangspunkt mit einem kleineren Wert zugeordnet ist. Beispielsweise verringert der Zuweisungsabschnitt 16 die Anzahl von Puffern der Tabelle 16-2, die zu dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 gehört, auf "2". In diesem Beispiel sind daher lediglich freie Puffer N38 und N36 in der Tabelle 16-2 enthalten, wie in Fig. 2A und 2B gezeigt.
Unter der obigen Bedingung sendet der Zuweisungsabschnitt 16 eine Empfangs-Freipufferanforderung für das Terminal 19 dann und nur dann zu dem Überwachungsabschnitt 15, wenn die Anzahl von in der variablen Tabelle 16-2 registrierten freien Puffern auf "2" oder eine kleinere Anzahl verringert worden ist. Dies reguliert die Anzahl freier Puffer, die in dem gemeinsamen Pufferpool 14 reserviert sind.
Der Zuweisungsabschnitt 16 ist so aufgebaut, daß er beim Empfang einer Freipuffer-Zuweisungsanforderung vom Empfangsabschnitt 11 eine Freipufferanforderung zum Überwachungsabschnitt 15 schickt, um dadurch dem Empfangsabschnitt 11 freie Puffer zuzuweisen. Es folgt, daß, falls die Anzahl von angeforderten Puffern größer als die Anzahl ist, die gegenwärtig für den Datenaustausch zwischen den Terminals 18 und 19 und dem Prozessor 12 zugewiesen sind, es dem Zuweisungsabschnitt 16 mißlingt, den Empfangsabschnitt 11 sofort mit freien Puffern zu versorgen. In diesem Sinne ist eine Änderung der Anzahl von Puffern der Tabelle 16-2, die zugewiesen werden können, einer Steuerung der Wartezeit vor der Ausführung eines Datentransfers vom Empfangsabschnitt 11 zum Prozessor 12 äquivalent. Der Sendepuffer-Zuweisungsabschnitt 17 wird auf genau die gleiche Art und Weise wie der Empfangspuffer-Zuweisungsabschnitt 16 durch die Anzeige I vom Überwachungsabschnitt 15 betrieben. Einzelheiten des Betriebs dieses Zuweisungsabschnitts 17 werden nicht beschrieben, um Überflüssigkeit zu vermeiden.
Um die soweit beschriebene Schrittfolge zusammenzufassen, überwacht der Prozessor 12 die Anzahl von Wartepuffern, die individuell den verschiedenen Dienstzugangspunkten zugeordnet sind, in jedem Zeitintervall t. Wenn der Freipuffer- Überwachungsabschnitt 15 die Abnahme der Anzahl freier Puffer, die in dem gemeinsamen Freipufferpool 14 reserviert sind, auf weniger als die vorbestimmte Anzahl X nachweist, steuert der Prozessor 12 die Anzahl von Puffern, die für jeden der Dienstzugangspunkte zugewiesen und verarbeitet werden sollen, auf der Grundlage einer Funktion der laufenden Anzahl von Wartepuffern und der zuvor genannten Schwelle Y oder Z.
Wenn sich der Verkehr nach der Verringerung der Anzahl von zugewiesenen freien Puffern wieder entspannt, wächst die Anzahl freier Puffer, die im gemeinsamen Pufferpool 14 gespeichert sind. Wenn er dies nachweist, löscht der Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 die durch die Anzeige I befohlene Bedingung verringerter freier Puffer. In Reaktion darauf enthält jeder der Empfangs- bzw. Sende-Zuweisungsabschnitte 16 und 17 die ursprünglich zugewiesene Anzahl freier Puffer zurück, d. h. drei oder mehr freie Puffer in dieser bestimmten Ausführungsform.
Wie oben angegeben, können durch Steuern der Anzahl freier Puffer, die in jedem der Pufferzuweisungsabschnitte 16 und 17 verfügbar sind, zwei verschiedene Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden: einen absoluten Echtzeitbetrieb zwischen der Ankunft eines Datensignals vom Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 am Vermittlungssystem 10 und die Übertragung dieses Datensignals, und eine Übertragung von Datensignalen, die an die Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminals 19 und 20 gerichtet sind. Zwar wurde die Anzahl freier Puffer und die von Puffern, die zugewiesen werden können, was die Parameter des Systems sind, durch Verwendung bestimmter Zahlenwerte beschrieben, es versteht sich aber, daß sie nur erläuternd und nicht beschränkend sind. Das Wesentliche ist, daß irgendwelche angemessenen Werte für diese Parameter in Abhängigkeit von den Konstruktionsbedingungen eines Systems gewählt werden.
Grundsätzlich ist die gezeigte und beschriebene Ausführungsform so aufgebaut, daß die Anzahl von Puffern dynamisch in einem zu der Anzahl freier Puffer passenden Verhältnis geändert wird. Daher kann der Prozessor selbst mit der Funktion versehen sein, die Anzahl freier Puffer zu verwalten, um direkt freie Puffer zu überwachen. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht nur für ein Vermittlungssystem, sondern auch für ein Kommunikationssystem, das Daten mittels des Hochpegel-Datenleitungssteuerungs(HDLC)-Protokolls, z. B. VAN oder LAN, sendet und empfängt, wirksam anwendbar.
Zusammengefaßt überwacht die oben beschriebene Ausführungsform die Anzahl von Anforderungen, die auf Verarbeitung warten, auf einer sortenweisen Basis und in jedem vorbestimmten Zeitintervall, zieht einen verschiedenen vorbestimmten Vorwert von der Anzahl jeder Sorte laufender wartender Anforderungen ab und vergleicht dann die Ergebnisse. Durch Verwendung eines solchen Algorithmus ändert die Ausführungsform die Anzahlen von zuzuweisenden Sende- und Empfangspuffern in Abhängigkeit von der verfügbaren Anzahl freier Puffer dynamisch. Dies ermöglicht es, daß Daten ohne Zunahme der Verzögerungszeit sogar dann gesendet und empfangen werden, wenn ein Vermittlungssystem ein Durchschaltvermittlungsdienst-orientiertes Terminal beherbergt, an dem eine genaue Bedingung bezüglich der Zeit zwischen Sendung und Empfang von Daten gesetzt wird.
Mit Bezug auf Fig. 6 ist dort ein Datenleitungszugangsprotokoll-Signalprozessor für ISDN gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Soweit es das grundlegende Datenübertragungssystem betrifft, ist die Steuereinrichtung der Fig. 6 der Steuereinrichtung der Fig. 1A und 1B analog.
Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Datenleitungszugangsprotokoll-Signalprozessor 100 mit einer Oberschichtstation 102 und, über eine untere Schicht, mit dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 und dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 verbunden. In dieser bestimmten Ausführungsform funktioniert der Signalprozessor 100 so, daß er wahlweise Datensignale von den Terminals 18 und 19 empfängt und sie zu der Oberschichtstation 102 sendet. Diese Funktion symbolisiert beispielsweise die LAPD- Signalverarbeitungsfunktion des ISDN-Vermittlungssystems 10, wie in Fig. 1A und 1B gezeigt. In den nachfolgenden Figuren sind gleiche oder ähnliche Aufbauelemente wie die in Fig. 1A und 1B gezeigten mit gleichem Bezugszeichen bezeichnet.
Der Datenleitungszugangs-Signalprozessor 100 enthält einen Empfangsabschnitt 104, mit dem Übertragungskanäle von den Terminals 18 und 19 verbunden sind. Der Empfangsabschnitt 104 spielt die Rolle einer Schnittstelle zum Empfang von Datensignalen von den Terminals 18 und 19. Insbesondere enthält der Empfangsabschnitt 104 einen Datenspeicher 106, der mit bestimmten Bereichen zum zeitweisen Speichern von Datensignalen versehen ist, die von den Terminals 18 und 19 empfangen werden können. Unter den Pufferbereichen im Datenspeicher 106 sind diejenigen, die als freie Bereiche zum Empfang verwendbar sind, in einem Empfangspufferpool 108 registriert.
Der Datenspeicher 106 speichert Daten, die von und zu dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 oder dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 empfangen werden bzw. gesendet werden sollen, in jedem der Puffer 110, die ihm vom Empfangspufferpool 108 zugeführt werden, wobei diese Puffer 110 in einer Verarbeitungswarte-Warteschlange 114 registriert werden. Dieses Speichern und Warten wird von einer Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung 116 in Reaktion auf einen Beschränkungswert geregelt der der Steuerschaltung 116 über eine Steuerleitung 118 vom Prozessor 12 zugeführt wird und im Einzelnen später beschrieben wird.
Der Prozessor 12 verarbeitet die in der Warteschlange 114 registrierten Daten mittels einer SDL(Spezifikations- und Beschreibungssprachen)-Prozedur, wandelt diese Daten in Daten um, die für die obere Schicht geeignet sind, und registriert die resultierenden Daten in einer Sendewarte- Warteschlange 120 wie einem Puffer 122. Der Sendeabschnitt 13 sendet die im Puffer 122 der Warteschlange 120 gespeicherten Daten zu der Oberschichtstation 102, während er gleichzeitig die benutzten Puffer in den gemeinsamen Pufferpool 14 zurückgibt, wie durch eine Steuerleitung 124 angezeigt. Der Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 versorgt den Empfangspufferpool 108 mit einem entsprechenden Timing in Reaktion auf Daten 124, die, wie oben angegeben, die Rückgabe der benutzten Puffer in den gemeinsamen Pufferpool 14 repräsentieren, und auf Daten 126, die freie Puffer betreffen, die in dem gemeinsamen Pufferpool 14 und dem Empfangspufferpool 108 enthalten sind, betreffen, mit freien Puffern. Der Überwachungsabschnitt 15 überwacht die Bedingung freier Puffer, die im Empfangspufferpool 108 enthalten sind, mit einem entsprechenden Timing und über die Steuerleitung 126. Die überwachte Bedingung freier Puffer wird dem Prozessor 12 über eine Leitung 128 in Form der Anzahl freier Puffer B im Empfangspufferpool 108 pro Zeiteinheit berichtet.
Wie im Einzelnen in Fig. 7 gezeigt, enthält die Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung 116 einen ersten Zähler CT1, der über eine Steuerleitung 130 die Anzahl Nc von Puffern überwacht, die von Datensignalen belegt sind, die der Datenspeicher 106 vom Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 empfangen hat, und bestimmt dadurch die Anzahl nc von pro Zeiteinheit verwendeten Puffern. Ähnlich überwacht ein zweiter Zähler CT2, der ebenfalls in der Steuerschaltung 116 enthalten ist, über eine Steuerleitung 130 die Anzahl Np von Puffern, die von Datensignalen belegt sind, die der Datenspeicher 106 vom Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 empfangen hat, wodurch die Anzahl np von pro Zeiteinheit verwendeten Puffern bestimmt wird. Eine Synchronisiersignal-Erzeugungsschaltung oder ein Synchrongenerator SY ist mit den Zählern CT1 und CT2 verbunden, um den Rücksetzanschlüssen der Zähler CT1 und CT2 in jedem vorbestimmten Zeitintervall ein Synchronisiersignal zuzuführen, wodurch die oben genannte Zeiteinheit gebildet wird.
Die Anzahl der von dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 zuzuweisenden Puffer wird mittels eines ersten Beschränkte-Pufferzahl-Speichers M1 geregelt. Als Empfangspuffer-Zuweisungseinrichtung funktionierend speichert der Speicher M1 Obergrenzen der Anzahl nc von pro Zeiteinheit benutzten Puffern nacheinander als Beschränkungswerte mc und auf einen Befehl hin, der vom Prozessor 12 über die Steuerleitung 118 zugeführt wird. Auf die gleiche Art und Weise speichert ein zweiter Beschränkte-Pufferzahl- Speicher M2, der als Empfangspuffer-Zuweisungseinrichtung arbeitet, die dem Terminal 19 zugeordnet ist, die oberen Grenzen der Anzahl np von pro Zeiteinheit verwendeten Puffern nacheinander als Beschränkungswerte mp und auf einen Befehl von dem Prozessor 12 hin. Die Beschränkungswerte mc und mp werden jeweils mittels des Prozessors 12 in Ausdrücken eines Werts pro Zeiteinheit ihrer zugeordneten Zähler CT1 oder CT2 gebildet, was von der Anzahl von Daten abhängt, die pro Verarbeitungszeiteinheit für die Puffer 110 verarbeitet werden sollen, die in der Warteschlange 114 enthalten sind, mit einer dem Wert mc gegenüber dem Wert mp gegebenen Priorität und unter Berücksichtigung des Verkehrs der Terminals 18 und 19. In diesem Fall wird die Summe (mc + mp) der Beschränkungswerte so geregelt, daß sie kleiner als die Anzahl mT freier Puffer pro Zeiteinheit ist, die vom Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 erzeugt wird.
Ein erster Komparator CP1 vergleicht die Zählung mc betreffend das Terminal 18 mit dem Beschränkungswert mc und erzeugt eine (logische) EINS, falls nc kleiner als mc ist, während er eine (logische) NULL erzeugt, falls nc gleich oder größer als mc ist. Ahnlich vergleicht ein zweiter Komparator CP2 die Zählung np betreffend das Terminal 19 mit dem Beschränkungswert mp, wobei er eine EINS erzeugt, falls der Erstere kleiner als der Letztere ist, und eine NULL, falls der Erstere gleich oder größer als der Letztere ist.
Die logischen Ausgänge der oben erwähnten Komparatoren CP1 und CP2 sind mit den Eingängen eines QDER-Gatters QR verbunden. Wenn die Ausgabe des ODER-Gatters OR eine EINS ist, wird von dem ODER-Gatter OR ein Speicherfreigabemerker dem Datenspeicher 106 zugeführt, um letzteren zu veranlassen, die entsprechenden Datensignale in einem freien Puffer zu speichern. Wenn die Ausgabe des ODER-Gatters QR eine NULL ist, wird dem Datenspeicher 106 ein Speichersperrmerker zugeführt.
Ein Hauptteil des Betriebs des in Fig. 6 und 7 gezeigten Systems ist wie folgt. Beim Start des Systembetriebs werden Anfangswerte der beschränkten Pufferzahlen mc und mp den Beschränkte-Pufferzahl-Speichern M1 bzw. M2 zugeführt. Wenn ein von dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 oder dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 empfangenes Datensignal dem Datenspeicher 106 zugeführt wird, holt der Datenspeicher 106 einen freien Puffer aus dem Empfangspufferpool 108, um das ankommende Datensignal in diesem freien Puffer zu speichern. Die Zähler CT1 und CT2 zählen die Anzahl Nc von Puffern, die mit Datensignalen vom Terminal 18 belegt worden sind, bzw. die Anzahl Np von Puffern, die mit Datensignalen vom anderen Terminal 19 belegt worden sind. Die Zähler CT1 und CT2 schicken die resultierenden Anzahlen mc und mp von pro Zeiteinheit benutzten Puffern zu den Komparatoren CP1 bzw. CP2. Jeder der Komparatoren CP1 und CP2 erzeugt fortlaufend eine EINS, während seine zugehörige Zählung nc oder mc kleiner als der Beschränkungswert mc oder mp ist, was das ODER-Gatter QR veranlaßt, eine EINS an seinem Ausgang 132 zu erzeugen. In Reaktion darauf speichert der Datenspeicher 106 aufeinanderfolgend Datensignale in der Reihenfolge des Empfangs in freien Puffern. Der Prozessor 12 lädt die Speicher M1 und M2 nacheinander basierend auf der Anzahl von Puffern in der Empfangswarte-Warteschlange 114, die verarbeitet wurden, und anderen Faktoren, mit den Beschränkungswerten mc bzw. mp.
Wenn irgendeiner der Komparatoren CP1 und CP2 entscheidet, daß die tatsächliche Zählung den Beschränkungswert erreicht hat, erzeugt er eine NULL. Wenn sowohl der Komparator CP1 als auch der Komparator CP2 eine NULL erzeugt, wird das Ausgangssignal 132 des ODER-Gatters OR eine NULL, die den Datenspeicher 106 dagegen sperrt, Datensignale von irgendeinem der Terminals 18 und 19 zu speichern.
Der Prozessor 12 nimmt die Datensignale, die in der Verarbeitungswarte-Warteschlange 114 enthalten sind, aufeinanderfolgend heraus, analysiert und verarbeitet sie und führt sie dann der Sendewarte-Warteschlange 120 zu. Der Sendeabschnitt 13 greift dann aufeinanderfolgend auf die Puffer 122 in der Sendewarte-Warteschlange 120 zu, sendet die in diesen Puffern 122 gespeicherten Datensignale zu der Oberschichtstation 102, gibt die benutzten Puffer in den gemeinsamen Pufferpool 14 zurück und setzt den Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 von der Rückgabe der benutzten Puffer in Kenntnis.
Mit Bezug auf Fig. 8 wird ein weiterer bestimmter Aufbau der Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung 116 gezeigt. Die in Fig. 8 gezeigte Steuerschaltung ist der von Fig. 7 im wesentlichen ähnlich mit der Ausnahme, daß die Ausgänge der Komparatoren CP1 und CP2 direkt mit den Ausgangsleitungen 132 verbunden sind, die zum Datenspeicher 106 führen. Wenn in Fig. 8 irgendeiner der Komparatoren CP1 und CP2 bestimmt, daß die aktuelle Zählung den Beschränkungswert erreicht hat, erzeugt er eine NULL. Diese NULL-Ausgabe oder dieser Speichersperrmerker wird über eine der Ausgangsleitungen 132, die von dem bestimmten Komparator CP1 oder CP2 abgehen, direkt dem Datenspeicher 106 zugeführt. Der Datenspeicher 106 antwortet auf den Speichersperrmerker 106, indem er die Speicherung von Datensignalen aus einem der Terminals 18 und 19, die zu einer diesem Merker zugeordneten Dienstgruppe gehören, im Pufferbereich des Datenspeichers 106 sperrt. Auf diese Weise kann die in Fig. 8 gezeigte Steuerschaltung eine schwierige Verkehrssteuerung bewirken, die von der Dienstgruppe abhängt, zu der das Terminal 18 oder 19 gehört, d. h. in dieser bestimmten Ausführungsform ein Durchschaltvermittlungsdienst-orientiertes Terminal oder ein Paketvermittlungsdienst-orientiertes Terminal.
In den oben beschriebenen alternativen Ausführungsformen können ebenfalls Vorkehrungen getroffen werden, daß der Prozessor 12 selbst ohne das Zwischenglied des Freipuffer- Überwachungsabschnitts 15 die Anzahl freier Puffer steuert.
Da die obigen Ausführungsformen mittels des Hochpegel- Datenleitungssteuerungs-Protokolls betrieben werden, sind sie ähnlich auf VAN, LAN und andere Datensende- und -empfangssysteme anwendbar.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der gezeigten und beschriebenen alternativen Ausführungsformen die Anzahl von Puffern, die pro vorbestimmten Zeitintervall durch Senden und Empfangen von Daten belegt sind, auf einer Terminal-Basis konstant überwacht, um zu verhindern, daß sie einen für ihr zugeordnetes Terminal besonderen Beschränkungswert übersteigt. Deshalb ist es durch entsprechende Wahl des Beschränkungswerts möglich, selbst im Fall eines Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminals und anderer, die mit genauen Zeitbedingungen verbunden sind, Daten gleichmäßig zu senden und zu empfangen, ohne irgendeine Zunahme der Verzögerungszeit nach sich zu ziehen.
Mit Bezug auf Fig. 9 ist noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Datenleitungszugangs-Signalprozessor gemäß dieser Ausführungsform ist ebenfalls in der Lage, mehrere verschiedene Arten von Terminals, wie das Durchschaltvermittlungsdienst-orientierte Terminal 18 und das Paketvermittlungsdienst-orientierte Terminal 19, unterzubringen. Wie gezeigt, ist ein Übertragungsabschnitt 140 vorgesehen, der es Datensignalen gestattet, von der Steuerschaltung 100 zu den Terminals 18 und 19 übertragen zu werden. Insbesondere sind Übertragungsleitungen, die für die Übertragung von Datensignalen zu den Terminals 18 und 19 geeignet sind, mit dem Übertragungsabschnitt 140 verbunden, der als Übertragungsschnittstelle dient.
Der Prozessor 12 ist mit einer Beschränkungseinstellschaltung 142 darin versehen. Diese Schaltung 142 enthält eine Beschränkungszustandsvariable, d. h. einen Beschränkungsmerker r zum Regeln der Anzahl von Empfangspuffern, die von den Terminals 18 und 19 verwendet werden können. Der Beschränkungsmerker r nimmt "0" in einem normalen oder Nichtbeschränkungszustand, "1" in einem ersten Beschränkungszustand und "2" in einem zweiten Beschränkungszustand an. Der Übergang zwischen diesen drei verschiedenen Stufen der Beschränkung wird basierend auf der Anzahl B freier Puffer gesteuert, die von dem Freipuffer-Überwachungsabschnitt 15 mitgeteilt wird.
Fig. 10 zeigt verschiedene Bedingungen, die sich auf die Überwachung der Beschränkung einschließlich der oben genannten Übergänge zwischen den drei Beschränkungsstufen beziehen. Fig. 11 zeigt schematisch Bedingungen für den Übergang zwischen dem normalen, dem ersten und dem zweiten Beschränkungszustand. In diesen Figuren sind w, x, y und Schwellenwerte, von denen jeder eine vorbestimmte Bezugszahl von Puffern repräsentiert, die mit der aktuellen Anzahl B freier Puffer zu vergleichen ist, wobei sich die Schwellenwerte wie z > y > x > w verhalten. Insbesondere definiert der Schwellenwert w einen Übergang vom ersten Beschränkungszustand r = 1 zum zweiten Beschränkungszustand r = 2, wenn er gleich oder größer als die Anzahl B freier Puffer ist. Der Schwellenwert x definiert einen Übergang vom zweiten Beschränkungszustand r = 2 zum ersten Beschränkungszustand r = 1, wenn er kleiner als die Anzahl B freier Puffer ist. Der Schwellenwert y definiert einen Übergang vom Normalzustand r = 0 zum ersten Beschränkungszustand r = 1, wenn er gleich oder größer als die Anzahl B freier Puffer ist. Ferner definiert der Schwellenwert z einen Übergang vom ersten Beschränkungszustand r = 1 zum Normalzustand r = 0, wenn er kleiner als die Anzahl B freier Puffer ist.
In der Beschränkungseinstellschaltung 142 des Prozessors 12 werden die Anzahlen mci und mpi (i ist 0, 1 und 2, was den Werten von r entspricht) von Empfangspuffern bestimmt, die pro Zeiteinheit beim Empfang von Datensignalen von dem Durchschaltvermittlungsdienst-orientierten Terminal 18 bzw. dem Paketvermittlungsdienst-orientierten Terminal 19 verwendet werden, wobei die Beschränkungswerte für die drei Beschränkungsstufen r = 0, i = 1 und r = 2 aufgestellt werden. Die Beschränkungseinstellschaltung 142 schickt der Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung 116 über die Steuerleitung 118 gepaarte Beschränkungswerte mc0 und mp0, mc1 und mp1 bzw. mc2 und mp2 unter den Bedingungen r = 0, 2 = 1 bzw. r = 2.
Ereignet sich ein Übergang von dem Normalzustand r = 0 zum ersten oder zweiten Beschränkungszustand r = 1 oder r = 2, so sendet ferner die Beschränkungseinstellschaltung 142 den Terminals 18 und 19 über den Übertragungsabschnitt 140 eine Außerstande-zu-Empfangen- oder Empfangsbeschränkungs-Mitteilung RNR. Ahnlich sendet die Schaltung 142 im Fall eines Übergangs zum Normalzustand r = 0 den Terminals 18 und 19 eine Imstande-zu-Empfangen- oder Beschränkungsentfernungs- Mitteilung RR. Zu der Oberschichtstation 102 sendet die Schaltung 142 im Fall eines Übergangs vom Normalzustand r = 0 oder vom ersten Beschränkungszustand r = 1 zum zweiten Beschränkungszustand r = 2 über den Sendeabschnitt 13 eine Belegt- oder Übertragungsbeschränkungs-Mitteilung BELEGT, während sie im Fall eines Übergangs zum Normalzustand r = 0 eine Nichtbelegt- oder Beschränkungslösch-Mitteilung LÖSCHE BELEGT sendet.
Es wird nun auf Fig. 12A, 12B und 12C Bezug genommen, um die Prozedur zur Beschränkung der Anzahl von Empfangspuffern zu beschreiben, die hauptsächlich von dem Prozessor 12 von Fig. 9 ausgeführt wird.
In Fig. 12A repräsentiert der Ablauf, der durch Schritte S1, S2 und ENDE 1 gebildet wird, eine Bedingung, worin der Normalzustand r = 0 der Anzahl der von den Terminals 18 und 19 zu verwendenden Puffern fortlaufend keine Beschränkung auferlegt. Insbesondere setzt sich der Normalzustand so lange ,fort, wie die Schwelle z kleiner als die vom Freipuffer- Überwachungsabschnitt 15 erzeugte Anzahl 3 freier Puffer bleibt (Schritt S1) und der Beschränkungsmerker r "0" ist (S2), wobei der Empfangsbeschränkungs-Steuerschaltung 116 fortlaufend die Beschränkungswerte mc0 und mp0 (keine Beschränkung) zugeführt werden.
Der Weg, der vom Schritt S1 über den Schritt S2 und die Schritte S3, S4 und S5 nach ENDE 2 verläuft, zeigt einen Übergang vom ersten Beschränkungszustand r = 1 oder vom zweiten Beschränkungszustand r = 2 zum Normalzustand r = 0. Da die Anzahl B freier Puffer auf einer Stufe zum Verschärfen der Beschränkung in Richtung auf den Normalzustand r = 0 ist (S1), und da der Beschränkungsmerker 2 "1" oder "2" ist (S2), werden die Beschränkungswerte mc0 und mp0 geladen, um den Normalzustand r = 0 herzustellen (S3). Daraufhin wird die Beschränkungslösch-Mitteilung LÖSCHE BELEGT der Oberschichtstation 102 zugeführt (S4), und die Beschränkungsentfernungs-Mitteilung RR wird zu den Terminals 18 und 19 gesendet (S5).
Der Weg, der vom Schritt S1 über Schritte S6 und S7 nach ENDE 3 verläuft, zeigt wie der Weg, der bei ENDE 1 endet, eine Bedingung, worin der Normalzustand r = 0 aufrechterhalten wird.
Der Weg, der vom Schritt S1 durch die Schritte S6 und S7 und Schritte S8 bis S11 nach ENDE 4 verläuft, repräsentiert einen Übergang vom Normalzustand r = 0 zum zweiten Beschränkungszustand r = 2. Insbesondere werden, falls der Beschränkungsmerker r "0" ist (S6) und die Anzahl B freier Puffer gleich dem oder kleiner als der Schwellenwert w ist (S8), die Beschränkungswerte mc2 und mp2 so eingestellt, daß der zweite Regelungszustand 2 = 2 hergestellt wird (S9). Danach wird die Sendebeschränkungs-Mitteilung BELEGT zu der Oberschichtstation 102 gesendet (S10) und wird die Empfangsbeschränkungs- Mitteilung RNR zu den Terminals 18 und 19 gesendet (S11).
Der Weg, der vom Schritt S1 durch die Schritte 56 bis S8, einen Schritt S12 und den Schritt S11 nach ENDE 4 verläuft, zeigt einen Übergang vom Normalzustand r = 0 zum ersten Beschränkungszustand r = 1, bei dem Beschränkungswerte mc1 und mp1 geladen werden (S12). Anschließend wird die Empfangsbeschränkungs-Mitteilung RNR zu den Terminals 18 und 19 gesendet (S11).
Die Schritte S1 und S6 und die Schritte S13, S14 und ENDE 5, Fig. 12C, repräsentieren eine Bedingung, worin der erste Beschränkungszustand r = 1 aufrechterhalten wird, um die Beschränkungswerte mc1 und mp1 zuzuführen.
Die Schritte S1, S6, S13 bis S14 und die Schritte S15 und ENDE 6, Fig. 12C, bilden einen Ablauf, bei dem ein Übergang vom zweiten Beschränkungszustand r = 2 zum ersten Beschränkungszustand r = 1 auftritt. Insbesondere werden, falls die Anzahl B freier Puffer größer als der Schwellenwert x (S13) ist und der Beschränkungsmerker r "2" ist (S14), die Beschränkungswerte mc1 und mp1 eingestellt.
Die Schritte S1, S6, S13 und die Schritte S16 und ENDE 7 zeigen eine Bedingung, bei der sich entweder der erste Beschränkungszustand r = 1 oder der zweite Beschränkungszustand r = 2 fortsetzen und deshalb die Beschränkungswerte mc2 und mp2 abhängig vom vorhergehenden Zustand herausgebracht werden.
Die Schritte S1, S6, S13 und S16 und die Schritte S17 und ENDE 8 bilden einen Ablauf, bei dem sich der zweite Beschränkungszustand r = 2 fortsetzt und deshalb die Beschränkungswerte mc2 und mp2 geliefert werden.
Ferner vervollständigen die Schritte S1, S6, S13, S16 und S17 und die Schritte S18, 19 und ENDE 9 einen Weg, bei dem ein Übergang vom ersten Beschränkungszustand r = 1 zum zweiten Beschränkungszustand r = 2 erfolgt. Durch diesen Ablauf werden deshalb die Beschränkungswerte mc2 und mp2 eingestellt, während gleichzeitig der Beschränkungsmerker r nach "2" geändert wird (S18), wonach die Sendebeschränkungs-Mitteilung BELEGT zu der Oberschichtstation 102 gesendet wird.
Zusammenfassend wird gemäß dieser Ausführungsform die Anzahl freier Puffer, die sich unterschiedliche Dienstgruppen teilen, überwacht und abhängig von ihrer Beziehung zu einer gemeinsamen vorbestimmten Anzahl freier Puffer unterschiedlichen Beschränkungsstufen angepaßt. In Verbindung mit der Tatsache, daß auf einer Dienstgruppen-Basis Beschränkungswerte gebildet werden, vereinfacht dies die Steuerung und gestattet es sogar, daß die Steuerung mit einer auf einer Dienstgruppen-Basis gebildeten Prioritätsreihenfolge bewirkt wird. Weiterhin ist die Steuerung stabil, da der Schwellenwert für den Übergang von einer Beschränkungsstufe zur anderen in der Verschärfungsrichtung so gewählt ist, daß er kleiner als der für den Übergang in der Lockerungsrichtung bezüglich der Anzahl freier Puffer ist. Außerdem ist eine Steuerung mit einem raschen Ansprechverhalten erreichbar, da die Anzahl freier Puffer pro Zeiteinheit konstant überwacht wird.

Claims

1. System zur Überwachung der Zuweisung von Puffern zum individuellen zeitweisen Speichern von Datensignalen, die zur Durchführung einer Datenleitungszugangsprotokoll- Signalverarbeitung zu einer Kommunikationseinrichtung gesendet und davon empfangen werden, wobei das System aufweist:

eine Verarbeitungseinrichtung (42) zur Verarbeitung der Datensignale, von denen jedes zeitweise in jeweils einem der Puffer gespeichert wird;

eine erste Pufferzuweisungseinrichtung (16) zur Zuweisung von Empfangspuffern, die empfangene Datensignale, die warten, bis sie von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet werden, individuell zeitweise speichern, zu den empfangenen Datensignalen für jeden von mehreren Dienstzugangspunkten (18, 19);

eine zweite Pufferzuweisungseinrichtung (17) zur Zuweisung von Sendepuffern, die Datensignale, die von der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet worden sind und warten, bis sie gesendet werden, individuell zeitweise speichern, zu den verarbeiteten Datensignalen für jeden der Dienstzugangspunkte (18, 20);

eine Freipuffer-Reservierungseinrichtung (14), die sich die erste und die zweite Pufferzuweisungseinrichtung teilen, zum Reservieren freier Puffer darin; und

eine Überwachungseinrichtung (15) zur Überwachung der Anzahl von mittels der ersten Pufferzuweisungseinrichtung (16) zuzuweisenden Puffern und der Anzahl von mittels der zweiten Pufferzuweisungseinrichtung (17) zuzuweisenden Puffern in Abhängigkeit von der Anzahl freier Puffer, die von der Freipuffer-Reservierungseinrichtung (14) reserviert werden; dadurch gekennzeichnet, daß

die Verarbeitungseinrichtung im Betrieb die Anzahl (QP, QC) von Wartepuffern für jedes von mehreren vorbestimmten Zeitintervallen und für jeden der Dienstzugangspunkte überwacht und, wenn die Überwachungseinrichtung nachgewiesen hat, daß die Anzahl der von der Freipuffer-Reservierungseinrichtung reservierten freien Puffer auf weniger als einen vorbestimmten Wert (X) abgenommen hat, abhängig von einer Funktion einer laufenden Anzahl von Wartepuffern (QC, QP) und einem vorbestimmten Schwellenwert (Y, Z) zugewiesene Anzahlen von freien Puffern steuert, die auf einer Dienstzugangspunkt-Basis akzeptiert werden sollen.

2. System nach Anspruch 1, bei dem, wenn die Überwachungseinrichtung (15) nachgewiesen hat, daß die Anzahl von in der Freipuffer-Reservierungseinrichtung (14) reservierten freien Puffern auf weniger als den ersten vorbestimmten Wert (X) abgenommen hat, die Verarbeitungseinrichtung eine Differenz zwischen der laufenden Anzahl von Wartepuffern (QC, QP) und dem vorbestimmten Schwellenwert für jeden der Dienstzugangspunkte (Y, Z) erzeugt und dann die resultierenden Differenzen miteinander vergleicht;

wobei die Überwachungseinrichtung auf ein Ergebnis des von der Verarbeitungseinrichtung durchgeführten Vergleichs hin die Anzahl freier Puffer, die Datensignalen zugewiesen werden sollen, die in bezug auf einen der Dienstzugangspunkte empfangen werden, deren Differenz (QP-Y oder QP-Z) kleiner als die anderen ist, um einen weiteren vorbestimmten Wert verkleinert.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Überwachungseinrichtung (15) die Anzahl freier Puffer zählt, die der ersten Pufferzuweisungseinrichtung zugeordnet sind;

wobei das System außerdem eine Empfangsbeschränkungseinrichtung (116) aufweist, die mit mehreren Beschränkungswertstufen (MC, MP) ausgestattet ist und die die Anzahl der von der Überwachungseinrichtung gezählten freien Puffer mit den mehreren Beschränkungswertstufen für jeden der Dienstzugangspunkte vergleicht und dann die Anzahl von für den Empfang von Datensignalen von dem Dienstzugangspunkt verfügbaren Empfangspuffern auf einen zweiten vorbestimmten Wert der mehreren Stufen beschränkt, der einem Ergebnis des Vergleichs zugeordnet ist.

4. System nach Anspruch 3, bei dem der Wert der mehreren Stufen für einen Übergang von einer gelockerten Beschränkungsstufe zu einer verschärften Beschränkungsstufe kleiner als für einen Übergang von der verschärften Beschränkungsstufe zu der gelockerten Beschränkungsstufe in bezug auf die Anzahl freier Puffer ist.

5. System nach Anspruch 1, bei dem die Überwachungseinrichtung (15) die Anzahl freier Puffer zählt, die der ersten Pufferzuweisungseinrichtung zugeordnet sind;

wobei das System außerdem eine Empfangsbeschränkungseinrichtung aufweist, die mit einem Beschränkungswert ausgestattet ist und die die Anzahl der von der Überwachungseinrichtung gezählten freien Puffer mit dem Beschränkungswert für jeden der Dienstzugangspunkte vergleicht und die, wenn die Anzahl freier Puffer kleiner als der Beschränkungswert geworden ist, die Anzahl von für den Empfang von Daten von dem Dienstzugangspunkt verfügbaren Empfangspuffern auf einen zweiten vorbestimmten Wert beschränkt.

6. System nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Überwachungseinrichtung (15) die Anzahl freier Puffer pro Zeiteinheitsintervall zählt; und bei dem in der Empfangsbeschränkungseinrichtung (116) der Beschränkungswert in Ausdrücken der Anzahl von Puffern pro Zeiteinheitsintervall gebildet wird.

7. System nach Anspruch 6, bei dem die Empfangsbeschränkungseinrichtung (116) aufweist:

wenigstens eine Zählereinrichtung (CT1, CT2), die in Verbindung mit dem Dienstzugangspunkt vorgesehen ist, zum Zählen der Anzahl von Puffern pro Einheitszeitintervall, die zum Speichern von Datensignalen verwendet werden, die in bezug auf den Dienstzugangspunkt empfangen werden;

eine Beschränkungswert-Einstelleinrichtung (M1, M2), die in Verbindung mit der wenigstens einen Zählereinrichtung vorgesehen ist, zum Speichern des Beschränkungswerts in Ausdrücken der Anzahl von Puffern pro Einheitszeitintervall; und

eine Komparatoreinrichtung (CP1, CP2), die in Verbindung mit der Beschränkungswert-Einstelleinrichtung vorgesehen ist, zum Vergleichen der von der zugehörigen Zählereinrichtung ausgegebenen Anzahl mit dem in der Beschränkungswert-Einstelleinrichtung gespeicherten Beschränkungswert und, wenn die Anzahl den Beschränkungswert erreicht hat; Erzeugen eines ersten Signals,

wobei die erste Pufferzuweisungseinrichtung (16) auf das erste Signal hin die Zuweisung von freien Puffern zu empfangenen Datensignalen sperrt.

8. System nach Anspruch 7, bei dem auf das erste Signal hin die erste Pufferzuweisungseinrichtung (16) die Zuweisung von freien Puffern zu Datensignalen sperrt, die in bezug auf den Dienstzugangspunkt empfangen werden, der zu dem ersten Signal gehört.

9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Dienstzugangspunkte ein Durchschaltvermittlungsdienstorientiertes Terminal (18) umfassen.

10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Dienstzugangspunkte ein Paketvermittlungsdienstorientiertes Terminal (19, 20) umfassen.

11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, zur Durchführung einer D-Kanal-Datenleitungszugangsprotokoll- Signalverarbeitung, wie durch die CCITT-Empfehlungen betreffend eine Benutzer-Netzwerk-Schnittstelle eines dienstintegrierten Digitalnetzes definiert.