DE3875484T2

DE3875484T2 - Asynchrones zeitmultiplex-kommunikationssystem.

Info

Publication number: DE3875484T2
Application number: DE8888902448T
Authority: DE
Inventors: Irma Barri; Prycker Louis De; Lucien Ryckebusch
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1988-03-05
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2008-03-06
Also published as: US5027351A; AU1395288A; FI96470C; FI894275A0; FI96470B; ES2006602A6; WO1988007297A1; ATE81741T1; DE3875484D1; EP0365526A1; AU607475B2; BE1000415A7; EP0365526B1; JPH02502776A

Description

Übertragungssystem für ATM (Asynchronous Transfer Mode) mit mindestens einer Station, welche einen Zwischenspeicher und damit verbundene Verarbeitungsmittel enthält, wobei die Verarbeitungsmittel zu einer ausgesendeten Taktfrequenz Datenpakete in den Zwischenspeicher schreiben und zu einer empfangenen Taktfrequenz Datenpakete aus dem Zwischenspeicher lesen, und wobei die Verarbeitungsmittel weiterhin in der Lage sind, den realen Füllstand des Zwischenspeichers abzuschätzen, und die empfangene Taktfrequenz, in Abhängigkeit von dem somit abgeschätzten realen Füllstand, abzustimmen.
Ein solches Übertragungssystem ist aus dem Stand der Technik bekannt, siehe die veröffentlichte französische Patentanmeldung 25769047. Darin wird die ausgesendete oder die empfangene Taktfrequenz direkt von Mitteln des abgeschätzten realen Füllstandes des Zwischenspeichers reguliert, so daß die Anzahl der auszuführenden Regulierungen übermäßig hoch sein kann, besonders wenn die Datenpakete in dem System abhängig sind von stochastischen Verzögerungen, die eine häufige Änderung des realen Paketfüllstandes des Zwischenspeichers hervorrufen. Solche stochastischen Verzögerungen sind in dem bekannten System nicht in Betracht gezogen.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Übertragungssystem für ATM entsprechend der vorgenannten Art zu finden, welches es aber erlaubt, die Anzahl der Regulierungen der empfangenen Taktfrequenz erheblich zu erniedrigen, besonders wenn diese Pakete von stochastischen Verzögerungen des Systems abhängig sind.
Gemäß einer charakteristischen Eigenschaft des vorliegendne Übertragungssystems sind die Verarbeitungsmittel in der Lage einen mittleren Paketfüllstand zu berechnen nachdem eine meßbare Zeit verstrichen ist, indem das Mittel von m aufeinanderfolgenden abgeschätzten realen Füllständen des Zwischenspeichers ermittelt wird und der somit erhaltene mittlere Paketfüllstand genutzt wird, um die empfangenen Taktfrequenz zu regulieren.
Durch die Benutzung des mittleren Füllstandes anstelle des realen Füllstandes wurde der Einfluß stochastischer Verzögerungen auf diesen Füllstand von welchem die Datenpakete des Systems abhängig sein können, beträchtlich reduziert, infolgedessen die Anzahl der vorzunehmenden genauen Regulierungen der empfangenen Taktfrequenz des Benutzers zurückging.
Eine weitere charakteristische Eigenschaft des vorliegenden Systems ist, daß die Verarbeitungsmittel die empfangenen Taktfrequenz mit Hilfe eines Maßes der gesendeten Taktfrequenz abstimmen, wobei das Maß von Frequenzmeßmitteln einer anderen Station, die die Datenpakete erzeugt, bestimmt wurde, und wobei die Datenpakete von dort aus in Form von Kontrollpaketen übermittelt wurden.
Folglich ist eine Anfangssynchronisation von der genannten empfangenen Taktfrequenz mit der gesendeten Taktfrequenz der anderen Station ausgeführt.
Das vorher genannte und andere Aspekte und Fakten der Erfindung werden offensichtlicher, und die Erfindung selbst wird besser zu verstehen sein durch die folgende Beschreibung einer Anwendung im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren, welche zeigen:
Fig. 1 stellt ein Übertragungssystem für ATM entsprechend der Erfindung dar;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm das die Arbeitsweise dieses Systems zeigt.
Dieses Übertragungssystem für ATM enthält einen oder mehrere Knotenpunkte, die durch Mittel für Übertragungsleitungen verbunden sind, aber aus Gründen der Obersichtlichtkeit und Einfachheit, ist nur einer dieser Knoten bis ins Detail in der Zeichnung aufgeführt. Das System enthält ein Paket-Schaltnetzwerk PSN mit einer Vielzahl von Eingang- und Ausgangsterminals an welchen Benutzerstationen mit angeschlossenen Sende- und Empfangsschaltkreisen über verschiedene Übertragungsleitungen verbunden sind. In der Figur sind lediglich zwei Paar von Eingangs- und Ausgangsterminals I1, O1 und I2, O2 und zwei Stationen bzw. Benutzerstationen US1 und US2 mit angeschlossenen Sende- und Empfangsschaltkreisen SENDI, REC1; SEND2, REC2 gezeigt. Der Datenausgang DS1 und der Ausgang der gesendeten Taktfequenz CLS der Benutzerstation US1 sind verbunden mit dem Sendeschaltkreis SEND1, der mit dem Eingangsterminal I1 von PSN über die Übertragungsleitung IL1 verbunden ist, während das Ausgangsterminal O1 von PSN über die Übertragungsleitung OL1 mit dem Empfangschaltkreis REC1 verbunden ist, der mit der Dateneingabe DR1 von US1 verbunden ist. REC2 und SEND2 sind auf eine entsprechende Weise mit PSN und US2 verbunden.
Da die Sendeschaltkreise SEND1 und SEND2 identisch ausgeführt sind, und da dies auch für die Empfangsschaltkreise REC1 und REC2 gilt, ist in der Fig. nur der Sendeschaltkreis SEND1 von US1 und der Empfangsschaltkreis REC2 von US2 im Detail dargestellt.
Der Sendeschaltkreis SEND1 enthält ein Paketverarbeitungsmittel PPC1 und ein Frequenzmittel FMC, das einen Oszillator OSC (gemeinsam mit REC1 und SEND1), einen Dividierer DIV und einen Zähler CR enthält. Diese Mittel sind auf die gezeigten Art zwischen dem Datenausgang DS1 und dem Ausgang des ausgesendeten Taktfrequenz CLS der Benutzerstation US1 und dem Eingangsterminal I1 von PSN verbunden.
Der Empfangsschaltkreis REC2 enthält einen Computer COMP, einen Paketverarbeitungsmittel oder Schaltkreis PPC2, eine Paketzwischenspeicher PFIFO und eine programmierbaren Oszillator POSC. Dieses Mittel und Speicher sind ebenfalls in der aufgezeigten Weise zwischen dem Ausgabeterminal O2 von PSN und dem Dateneingang DR2 und dem Eingang der empfangenen Taktfrequenz CLR der Benutzerstation US2 verbunden.
Wenn die Benutzerstation US1 und US2 Daten austauschen möchten, werden während einer Signalisierungsphase zwei unidirektionale Verbindungen zwischen US1 und US2 aufgebaut. Dies erfolgt nach dem Austausch von Kontrollpaketen. Diese Verbindungen sind die folgenden:
- von US1 nach US2 über SEND1, IL1, PSN, 0L2 und REC2;
- von US2 nach US1 über SEND2, IL2, PSN, OL1 und REC1.
Nach dem Ende dieser Signalisiderungsphase können die Stationen US1 und US2 mit dem Austausch von Daten beginnen. Der Datenstrom, der beispielsweise von der Station US1 gesendet wird, kommt an der dortigen Datenausgabe DS1 an, und wird zusammen mit der gesendeten Taktfrequenz des Benutzers zu dem Sendeschaltkreis SEND1 gesendet der mit US1 verbunden ist.
Dort wird dieser Datenstrom in den Paketverarbeitungsschaltkreis PCC1 der von dem Frequenzsignal CLS gesteuert wird in Pakete transformiert und diese Datenpakete werden dann über die Übertragungsleitung IL1 dem Eingabeterminal I1 des Paket-Schaltnetzwerkes PSN zugeführt. Von dem Paket-Schaltnetzwerk PSN werden diese sogenannten Code-Pakete zu dem Ausgabeterminal O2 übertragen, und von dort aus werden sie über die Übertragungsleitung OL2 zu dem Paketverarbeitungsmittel PCC2 übertragen. Von dort aus werden sie über den Ausgang DP in dem Paketzwischenspeicher PFIFO gespeichert. Anschließend werden sie von dem PFIFO gelesen und in einen Datenstrom transformiert, beides unter der Kontrolle der empfangenen Taktfrequenz CLR unterstützt von dem programmierbaren Oszillator POSC. Dieser Datenstrom, der an dem Ausgang DR2 von PFIFO anliegt und diese Taktfrequenz CLR werden zum Schluß an den ebenso bezeichneten Eingängen DR2 und CLR der Benutzerstation US2 anliegen.
Falls die übertragenen Daten asynchrone Daten sind, müssen die Benutzerstationen US1 und US2 synchronisiert werden. Außerdem ist dies nötig wenn diese Station synchrone Daten, z.B. Telefondaten mit 64 kbit/s, wie sie im folgenden aufgeführt werden austauschen wollen, weil in einem asynchronen System die Frequenz der empfangenen Taktfrequenz POSC in dem Empfangsschaltkreis REC nicht von dem eintreffenden Datenstrom zurückgewonnen werden kann. Synchrone Daten sollen als Datenstrom mit einer konstanten Datenrate verstanden werden. Zur Dämpfung der stochastischen Verzögerungen solcher Datenströme auf bestimmten Strecken, wird eine weitere Verzögerung in dem Zwischenspeicher PFIFO realisiert. Der Wert dieser zusätzlichen Verzögerung erfolgt beispielsweise entsprechend der Wahl der Verzögerung, wie in dem vorbenannten belgischen Patent erwähnt.
Jedoch, wie bereits erwähnt, ist das Maß unzureichend, wenn sich die Frequenz der gesendeten Taktfrequenz des Benutzers CLS von der empfangenen Taktfrequenz des Benutzers CLR unterscheidet, auch wenn diese frequenzsignale die gleiche Frequenz haben, weil der Zwischenspeicher PFIFO leer oder überfüllt werden kann, was einen Informationsverlust zur Folge hätte.
Die nachfolgend beschriebenen Synchronisiermittel synchronisieren das Frequenzsignal CLR mit dem Frequenzsignal CLS, welche nominal die gleiche Frequenz haben, z.B. 64 KHz. Dies geschieht während einer ersten Phase, indem eine Realisierung einer anfänglichen Synchronisation durch das Regulieren oder Angleichen der Frequenzen der empfangenen Taktfrequenz POSC in der Station US2 vorgenommen wird, und welche das Taktfrequenzsignal CLR in der Frequenz des Taktfrequenzsignal CLS liefert, wobei diese Frequenz oder ein Maß davon während dieser ersten Phase von der Station US1 zu der Station US2 gesendet wird. Während einer zweiten Phase wird eine genaue Angleichung der anfänglichen Synchronisation realisiert, indem ein Maß- und Regulationsalgorithmus ausgeführt wird. Letzterer besteht darin, daß der Paketfüllstand des Zwischenspeichers PFIFO, d.h. die Anzahl der darin befindlichen Pakete, in regelmäßigen Abständen abgeschätzt wird, und die Frequenz von CLR an die Basis davon angeglichen wird.
Die erste Phase ist am Ende der vorher genannten Signalisierungsphase beendet. Während dieser ersten Phase wird die Frequenz des Taktfrequenzsignals CLS im Sendeschaltkreis SEND1 von Mitteln des Frequenzmeßmittels FMC gemessen, welche den Oszillator OSC, den Dividierer DIV und den Zähler CR beinhalten, wie vorher bereits erwähnt. Dies erfolgt durch Zurückführung, durch Division einer Zeitbasis mit einer Periode von zum Beispiel einer Sekunde von der Frequenz des Osziliators OSC. Während dieser Periode zählt der Zähler CR die Anzahl der Perioden der gesendeten Taktfrequenz CLS des Benutzers.
In anderen Worten, die Frequenz dieses Taktfrequenzsignals CLS ist gemessen und ist zum Beispiel gleich mit P Perioden pro Sekunde. Dieser Wert wird zu dem Paketverarbietungsmittel PPC1 transferiert, welcher als Folge davon ein Kontrollpaket zusammensetzt, dessen Daten aus dem Frequenzwert P zusammengesetzt sind. Dieses Kontrollpaket wird über das Paket-Schaltnetzwerk PSN übertragen zu dem Paketverarbeitungsmittel PCC2 und wird darin verarbeitet. Der Frequenzwert P, den dieses Paket beinhaltet wird zu dem Computer COMP übertragen, welcher den Wert nutzt, um die Frequenz des programmierbaren Oszillators POSC in der Art anzugleichen, daß es gleich mit P Perioden pro Sekunde wird, d.h. gleich der Frequenz von OSC.
Die vorher beschriebene anfängliche Synchronisation der Taktfrequenzen CLS und CLR ist nicht perfekt, d.h. infolge von Fehlern in der Frequenzmessung von CLS und die begrenzte Genauigkeit des Oszillators infolge von Alter und Temperatur. Dies ist der Grund der genauen Regulierung, die während der zweiten Phase ausgeführt wird, wie später noch beschrieben wird.
Während der zweiten Phase, welche sofort startet, wenn Datenpakete sich in dem Zwischenspeicher PFIFO befinden, erhält der Computer COMP, und ein spezieller bidirektionaler Zähler CR1, von dem Zwischenspeicher zu jedem Zeitpunkt an dem ein Paket in diesem Speicher eintrifft ein Signal, ebenso wenn ein Paket den Schaltkreis verläßt, der Schaltkreis wird gelesen unter der Kontrolle der Taktfrequenz CLR.
Auf diesem Weg weiß der Computer aus dem Inhalt von CR1 die Anzahl der Pakete Xi die momentan in dem Zwischenspeicher sind, d.h. den wahren Füllstand dieses Zwischenspeichers. Die Variationen von dem Füllstand sind nicht nur infolge der Differenz zwischen den Frequenzen der empfangenen und gesendeten Taktfrequenzsignale CLS und CLR, sondern auch wegen der stochastischen Verzögerungen der Pakete während deren Übertragung über das System gegeben.
Würden diese stochastischen Verzögerungen nicht existieren, könnte der Computer COMP die frequenz des Taktfrequenzsignals CLR folgendermaßen regulieren.
In der Annahme, daß n der nominale Wert von Xi ist, ist ein mögliche Serie von Werten für Xi, beispielsweise
..., n, ..., n, n+1, ..., n+1, n+2, ..., n+2
Jedesmal wenn ein Paket den Zwischenspeicher verläßt, d.h. nach jeder Paket-Lese-Periode, schätzt der Computer ab, ob sich der Füllstand Xi dieses Zwischenspeichers um eine Einheit geändert hat oder nicht und mißt die Zeit y, d.h. gemessen in Paket-Lese-Perioden, zwischen den Wechseln von diesem Füllstand, auf der einen Seite von n zu n+1 und auf der anderen Seite von n+1 zu n+2. Folglich erlangt man ein Maß von der Differenz zwischen den Frequenzen von CLS und CLR. Wenn diese Frequenzdifferenz zum Beispiel sich auf Z erhöht, dargestellt in einem Bruch zu dem nominalen Wert von CLR, dann kann der Computer den Füllstand des Zwischenspeichers PFIFO zurückbringen auf den nominalen Wert n, indem die Taktfrequenz POSC gewechselt wird, ausstattend CLR, mit -2Z während eines Zeitintervalles 2 y.
Dieser Maß- und Regulationsalgorithmus ist nicht nur eingefügt für den Fall von der Nichtexistenz stochastischer Verzögerungen, weil sich der Wert Xi dann zu oft ändert und weil dies dann jedes Mal zu einer Angleichung der Taktfrequenz CLR fuhren würde. Das Prinzip dieses Maß- und Regulationsalgorthmus, d.h. die Abschätzung der Wechsel der Füllstandes des Zwischenspeichers PFIFO und die Messung der Zeit zwischen zwei solchen Wechseln, kann auch für dne Fall von stochastischen Verzögerungen beibehalten werden.
Um den Einfluß von diesen stochastischen Verzögerungen auf den Maß- und Regulationsalgorithmus beträchtlich zu reduzieren, und um nicht gezwungen zu werden mehrere Abschätzungen der Zeit CLR vorzunehmen, wurde die Benutzung des mittleren Füllstandes in diesem Algorithmus, d.h. das Mittel von Xi anstelle des realen Füllstandes Xi, überlegt. Sicherlich wird für diesen Fall der Maß- und Regulationsalgorithmus weniger empfindlich für Variationen von Xi infolge von stochastischen Verzögerungen.
Jedoch ist, die reale Wahrscheinlichkeitsverteilung von Xi unbekannt, so daß auch weder das reale Mittel Xg noch die reale Standardabweichung von dieser Wahrscheinlichkeitsteilung bekannt ist.
Eine gute Approximation von Xg kann erreicht werden, indem das Mittel X von in aufeinanderfolgenden Füllständen Xi errechnet wird, während einer zu messenden Zeit gleich mit m Paketfüllungsperioden, wobei m genügend groß sein muß, wie später noch erklärt wird.
Da sich die Frequenzen der Taktfrequenz oder des Taktfrequenzsignals CLS und CLR nur geringfügig unterscheiden, ist die Zeitperiode während der eine Variation um eine Einheit des mittleren Füllstandes eintreten kann relativ groß, verglichen zu der Meßzeit. Aus diesem Grund kann sich der Füllstand nicht um mehr als eine Einheit während solch einer Meßzeit verändern und die Variationen von diesen Füllständen sind folglich nur auf stochastischen Verzögerungen begründet.
Aus diesen Gründen und falls man das reale Mittel Xg von Xi kennen würde, würde man in der Lage sein, die Variation um eine Einheit des realen mittleren Füllstandes Xg mittels einer Rechnung zu ermitteln, abhängig davon, ob die folgende Gleichung erfüllt ist oder nicht
Xg > = q + 1/2 (1)
worin q der reale, mittlere Füllstand ist, der nach einer vorhergehenden Rechnung angenommen wird und der eine ganze Zahl ist, und mit der Annahme, daß der neue mittlere Füllstand
q ± 1 ist, falls Xg > = q + 1/2
angenommen, daß der neue mittlere Füllstand q gleich dem vorhergehenden ist, wenn
Xg < q ± 1/2.
Im folgenden wird lediglich, aus Einfachheitsgründen, das Plus-Zeichen angenommen. Wie bereits erwähnt ist Xg nicht bekannt. Wenn aber der Wert von m genügend groß gewählt wird - was hier der Fall ist, wie später noch klar wird - so wird die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Mittels von X zu einer normalen Verteilung tendieren, es wird die Verteilung ein Mittel und eine Variante haben, welche entsprechend gleich mit Xg und S²/m ist. Hierbei sind Xg das Mittel und S die Standardabweichung von der realen Wahrscheinlichkeitsverteilung. Die Standardabweichung s aus jeder Serie Xi's hierin ist eine genaue Schätzung von S und kann deshalb anstelle von S benutzt werden. Anstelle den realen mittleren Füllstand Xg und die reale Standardabweichung zu benutzen, kann der Computer folglich mit dem berechneten mittleren Füllstand und mit der Standardabweichung s operieren.
Anstelle die Gleichung (1) während der Ausführung des Maß- und Regulationsalgorithmus zu überprüfen, sollte der Computer nach jeder Meßzeit welche m Paket-Lese-Perioden enthält, kontrollieren, ob
X > = p + 1/2 (2)
mit X und p gleich entsprechend dem neu berechnedten Füllstand und dem Füllstand, der nach einer vorangegangenen Rechnung bestimmt wurde, und bei der p gleich einer ganzen Zahl ist. In Wahrheit überprüft der Computer, ob
X > = p + 1/2 - D (3)
ist, mit D gleich einer Sicherheitsgrenze. Die Begründung dafür wird später geliefert.
Genauer untergliedert:
- falls X > = a - D ist, mit a = p + 1/2, dann wird der Computer daraus schließen, daß der mittlere Füllstand um eine Einheit sich verändert hat, und daß p der neue anzunehmende Füllstand ist;
- falls X < a - D, dann wird er daraus schießen, daß der mittlere Füllstand sich nicht um eine Einheit verändert hat, und daß der anzunehmende Füllstand noch p ist.
Jedoch, während dieser Ausführung treten Fehler auf die begründet sind in dem theoretischen Fall, welcher darin besteht zu überprüfen, ob das reale Mittel Xg den Wert a überschnitten hat oder nicht.
Ein erster möglicher Fehler ist daß, obwohl Xg > a ist, abgeschätzt wird, daß
X < a - D (4)
ist.
Der ungünstigste Fall ist offensichtlich, daß diese Schätzung ausgeführt wird, falls Xg = a ist.
Ein zweiter möglicher Fehler ist daß, obwohl Xg < a ist, abgeschätzt wird, daß
X > = a - D (5)
ist.
Die Wahrscheinlichkeiten R1 und R2 für das Auftreten dieser Fehler kann folgendermäßen berechnet werden, weil - wie bereits erwähnt - die Verteilung von X eine normale Verteilung ist, falls m genügend groß ist. Wenn F die normale kumulative Verteilungsfunktion ist, ist R1 gegeben durch
Wie bereits erwähnt, tritt der schlechteste Fall ein, wenn abgeschätzt wird, daß X < a - D ist, obwohl Xg = a ist. Falls dies der Fall ist, folgt aus Gleichung (6), daß
worin F&supmin;¹ die inverse Funktion zu F ist.
Wie bereits vorher erwähnt, kann s durch S ersetzt werden. Vielmehr, falls vorausgesetzt wird, daß die Maximalabweichung, die ein Paket unterschreiten kann, schmaler ist als die halbe verstreichende Zeit zwischen dem Empfang von zwei solchen Paketen,kann der reale Füllstand Xi von dem Zwischenspeicher sich nicht mehr als eine Einheit ändern, während der Meßzeit. Der Maximalwert von s ist dafür gleich 1/2. Weil dieser Maximalwert nur in der Nähe eines Wechsels des Füllstandes auftritt und weil gerade diese Wechsel von Bedeutung sind, hat die Austauschung von s für dieses Maximum keinen nennenswerten Einfluß. Vielmehr auf diese Weise wird die Beanspruchung des Computers reduziert, weil nicht nach jeder Messung der Wert von s berechnet werden muß.
Aus diesem Grund, wird 1/2 in Gleichung (7) für S eingesetzt, so daß, falls R1 zum Beispiel auf den Wert 0.001 beschränkt ist, aus Gleichung (7) folgt daß
woraus folgt, daß D und m voneinander abhängig sind.
Die Wahrscheinlichkeit R2 kann folgendermaßen geschrieben werden:
Aus Gleichung (6) und (9) kann erreicht werden, daß wenn Xg = a - 2D der Wert von R2 gleich dem Wert (0.0001) ist oder gleich R1 für Xg = a. Auf der anderen Seite, ist der Wert von R2 für Xg = a gleich 1 - R1, d.h. 0.9999.
Die Kurve der Wahrscneinlichkeit P' (Xg > = a) welche auf der Basis des Maß und Regulationsalgorithmus angenommen wird, für Xg > = a ist in fig. 2 aufgezeigt.
Daraus folgt, daß diese Wahrscheinlichkeit:
- ist gleich 99.9 % für Xg = a;
- wächst an zu 0,1 % für Xg = a - 2D;
- ist gleich 50 % für D = 0.
Falls die Sicherheitsgrenze D bei der Ausführung des Maß- und Regulationsalgorithmuses genutzt wird, schätzt der Computer folglich mit einer Wahrscheinlichkeit von 99.9 % anstelle einer Wahrscheinlichkeit von 50 % ab (ohne den Einsatz von D), daß Xg > = a ist falls X > = a - D gefunden wird.
Aus der gezeigten Kurve kann ebenfalls gefolgt werden, daß:
- falls Xg < a - 2 D ist, wird fast nie darauf geschlossen, daß Xg > = a;
- falls Xg > = a ist, wird fast immer darauf geschlossen, daß Xg > = a ist.
In anderen Worten, das Auftreten von Xg > = a ist nur für Werte von Xg unsicher, falls die sich zwischen a und a - 2D bewegen.
Aus dem Vorangegangenen folgt, daß der Computer bei der Ausführung des Maß- und Regulationsalgorithmus das Anwachsen um eine Einheit des Füllstandes des Zwischenspeichers PFIFO abschätzen kann, mit einer maximalen Ungenauigkeit von 2D. Seit der Computer diese Abschätzung nach jeder m-ten Paket-Lese-Periode ausführt, kann eine Zeit von annähernd m solchen Perioden seit dem abgeschätzten Wechsel verstrichen sein. In anderen Worten, die gemessene Zeit, z.B. t1 dargestellt in Paket-Lese-Perioden, ist ungenau mit einem maximalen Fehler gleich m, ebenfalls dargestellt in Paket-Lese-Perioden.
Der Computer führt eine solche Zeitmessung jedesmal wenn ein Wechsel aufgefunden wurde aus und wenn zwei aufeinanderfolgende Wechsel in dem gleichen Sinn eingetreten sind, mißt er die Zeit y = t2 - t1 zwischen zwei Wechseln.
Folglich nimmt er keine Messung vor, wenn diese zwei Wechsel in unterschiedlichem Sinn eintreten, weil für diesen Fall eine Rgulierung automatisch vorgenommen wird. Weil beide Fehler 2D und m vor jedem dieser Messungen in dem gleichen Sinn eintreten, sind 2D und in auch die Fehler des gemessenen Wertes y. Das bedeutet, daß der totale relative Fehler R von dem Wert y durch
R = 2D + m/y (10)
gegeben ist.
Unter Berücksichtigung der Gleichung (8) wird aus Gleichung (10)
Aus dieser Gleichung folgt, daß der Maximalwert M von m, d.h. der Wert bei dem der relative Fehler R minimal wird, gegeben ist durch
M = 1.339 y 2/3 (12)
Das bedeutet, daß der Maximalwert M von m abhangig ist von dem gemessenen Wert y, ausgedrückt in Paket-Lese-Perioden. Weil y einerseits anzeigt, nach wievielen solcher Perioden ein Wechsel von einem Paket des Füllstandes des Zwischenspeichers detektiert wird und weil auf der anderen Seite man die Frequenzdifferenz von OSC und POS korrespondierend zu solch einer Paket-Lese-Periode, die Frequenz-Differenz der Taktfrequenzzeiten kann hergeleitet werden, von der Messung von y und folglich kann es korrigiert werden durch eine Schätzung der empfangenen Taktfrequenz POS. Der Wert M von m sollte ausgesucht werden für die Werte von y, die am häufigsten auftreten und wenn einmal dieser Wert von y ausgewählt wurde, bestimmt sich der Wert von D durch Mittel nach der Formel (8).
Während die Prinzipien der Erfindung im Zusammenhang mit spezifischen Apparaten beschrieben worden sind, muß klar verstanden werden, daß die Beschreibung lediglich für ein Beispiel aufgeführt wurde und nicht den vollen Umfang der Erfindung wiedergibt.

Claims

1. Übertragungssystem für ATM (Asynchronous Transfer Mode) mit mindestens einer Station (US2, REC2, SEND2), welche einen Zwischenspeicher (PFIFO) und damit verbundene Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) enthält, wobei die Verarbeitungsmittel zu einer ausgesendeten Taktfrequenz (OSC, CLS) Datenpakete in den Zwischenspeicher schreiben, und zu einer empfangenen Taktfrequenz (POSC, CLR) Datenpakete aus dem Zwischenspeicher lesen, und wobei die Verarbeitungsmittel weiterhin in der Lage sind, den realen Füllstand des Zwischenspeichers abzuschätzen, und die empfangene Taktfrequenz, in Abhängigkeit von dem somit abgeschätzten realen Füllstand, abzustimmen, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) in der Lage sind, einen mittleren Paket-Füllstand (X) zu berechnen, nachdem eine meßbare Zeiteinheit verstrichen ist, indem das Mittel von m aufeinanderfolgenden, abgeschätzten realen Füllständen des Zwischenspeichers (PFIFO) ermittelt wird, und der somit erhaltene mittlere Paket-Füllstand genutzt wird, um die empfangene Taktfrequenz (POSC, CLR) abzustimmen.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die meßbare Zeiteinheit gleich der Periode ist, während der m Pakete aus dem Zwischenspeicher gelesen werden.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) in der Lage sind, das Auftreten einer Änderung des mittleren Füllstandes (X) von einem vorherbestimmten Wert abzuschätzen, die Zeit (y) zwischen zwei solchen, aufeinanderfolgenden Änderungen zu messen, und die empfangene Taktfrequenz (POSC, CLR) in Abhängigkeit von der gemessenen Zeit (y) abzustimmen.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) in der Lage sind, das Auftreten einer Änderung des realen Füllstandes (Xi) von einem vorherbestimmten Wert (1) abzuschätzen, die Zeit (y) zwischen zwei solchen, aufeinanderfolgenden Änderungen zu messen, und die empfangene Taktfrequenz (POSC, CLR) in Abhängigkeit von der gemessenen Zeit (y) abzustimmen.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß der vorherbestimmte Wert gleich 1 ist.

6. Übertragungssystem nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) die Zeit (y) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Änderungen des realen (Xi) oder des mittleren (X) Füllstandes messen, wenn zwei Änderungen in der gleichen Richtung eintreten.

7. Übertragungssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das System von der Art ist, daß die Änderung des mittleren Füllstandes (X) während der meßbaren Zeiteinheit im Allgemeinen gleich 1 ist, und daß zu jeder Zeit die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) feststellen, daß der berechnete mittlere Füllstand (X) den vorherigen mittleren Füllstand (P) um wenigstens 1/2 überschreitet, oder nicht überschreitet, was voraussetzt, daß der neue mittlere Füllstand plus 1 (P+1) ist, beziehungsweise gleich dem vorherigen mittleren Füllstand ist.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das System von der Art ist, daß die Änderung des mittleren Füllstandes (X) während der meßbaren Zeiteinheit im Allgemeinen gleich 1 ist, und daß zu jeder Zeit die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) feststellen, daß der berechnete mittlere Füllstand den vorherigen Füllstand (P) um wenigstens 1/2-D überschreitet, oder nicht überschreitet, was voraussetzt, daß der neue mittlere Füllstand gleich den vorherigen mittleren Füllstand plus 1 (P+1) ist, beziehungsweise gleich dem vorherigen mittleren Füllstand ist, für D gleich einem Toleranzbereich.

9. Übertragungssystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß D proportional zu m ist.

10. Übertragungssystein nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß m so ausgewählt wird, daß in proportional zu y x 2/3 ist, mit y gleich der meßbaren Zeiteinheit.

11. Übertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) mit dem Zwischenspeicher (PFIFO) verbunden sind, und daß die Verarbeitungsmittel einen bidirektionalen Zähler (CR1) enthalten, welcher zu jedem Zeitpunkt zu dem ein Datenpaket aus dem Zwischenspeicher gelesen oder hineingeschrieben wird, weitergezählt wird, infolge dessen, der Status des Zählers den realen Paket-Füllstand (Xi) des Zwischenspeichers angibt.

12. Übertragungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verarbeitungsmittel (PPC2, COMP) die empfangene Taktfrequenz (POSC, CLR) mit Hilfe des Maßes (P) der ausgesendeten Taktfrequenz (OSC, CLS) abstimmen, wobei das Maß in einer anderen Station von einem Frequenzmeßmittel (FMC) bestimmt wird, wobei Datenpakete generiert und von dort in Form von Kontrollpaketen übertragen werden.