DE3916850A1 - Verfahren zur digitalen informationsuebertragung fuer kommunikations-vermittlungssysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Infor­ mationsübertragung für Kommunikations-Vermittlungssysteme entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 nach Patentanmeldung P 38 17 407.3 - 31.

In der Hauptanmeldung P 38 17 407.3 - 31 wird beschrieben, auf welche Weise bei einer digitalen Informationsvermittlung innerhalb eines Pulsrahmens sogenannte Weitbandkanäle ge­ bildet werden, und mit welchen Arten der Informationsvermitt­ lung diese belegt werden können. Dabei wird eine Art der Informationsvermittlung, nämlich das Vermitteln von asynchron gesendeten Informationspaketen gleicher Größe, besonders herausgestellt. Beim Senden und Empfangen solcher Informationspakete gleicher Größe, bzw. gleicher Länge, kommt es darauf an, daß der Beginn eines jeden solchen Paketes eindeutig von den Sende- und Empfangsstationen er­ kannt wird. Da die Anzahl der Bits, welche zu jeweils einem Informationspaket gehören, festgelegt ist, kann jeder wei­ tere Beginn eines neuen Informationspaketes dann durch Zählen der Bits ermittelt werden. Die Größe eines Weit­ bandkanals, d.h. die Anzahl der Bits, welche darin vermit­ telt werden können, ist ebenfalls festgelegt. Daraus ergibt sich dann, wieviele Informationspakete innerhalb eines Weit­ bandkanals untergebracht werden können. Wenn die Größe eines Weitbandkanals und die Länge eines Informationspaketes so aufeinander abgestimmt sind, daß innerhalb eines Weit­ bandkanals jeweils eine ganzzahlige Menge von Informa­ tionspaketen vermittelt werden kann, so ergibt sich zwangsläufig, daß in jedem Pulsrahmen das Senden eines Informationspaketes beginnt. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn es möglich ist, die Länge eines Infor­ mationspaketes in Abhängigkeit von der Größe eines Weit­ bandkanals festzulegen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, womit die Synchronisierung für den Sendebe­ ginn eines Informationspaketes gleicher Länge, nach­ folgend mit Übertragungszelle bezeichnet, möglichst oft auch dann durchgeführt werden kann, wenn die Länge einer Übertragungszelle nicht auf die Kapazität eines Weitband­ kanals abgestimmt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Merkmalskombination vorgesehen, wie sie im Patentanspruch 1 angegeben ist.

Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß in Ab­ hängigkeit von der Bezeichnung eines Pulsrahmens ein Signal zur Synchronisierung für den Sendebeginn einer Übertragungszelle abgeleitet werden kann. Dies gilt auch für den Fall, wenn nicht eine ganzzahlige Menge von Über­ tragungszellen in einem Weitbandkanal vermittelt werden kann.

Die in den Unteransprüchen angegebenen Weiterbildungen der Erfindung zeigen auf, auf welche Weise das Verfahren zweckmäßig realisiert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Prinzip eines in Ringstruktur an­ geordneten seriellen Bussystems,

Fig. 2 eine Übersicht über die in einem Puls­ rahmen zu übertragenden Kanäle

Fig. 3 das Schema möglicher Aufteilungen von Übertragungszellen auf verschiedene Weitbandkanäle.

In der Fig. 1 ist vereinfacht dargestellt, wie an einem seriellen Ringbus RB alle in Reihe geschalteten Sende- und Empfangsstationen S 1 bis Sn angeschlossen sind. Es ist außerdem eine zentrale Ringsteuerung RST vorgesehen, die ebenso wie die einzelnen Stationen S 1 bis Sn in den Ring­ bus eingeschleift ist. Die Ringsteuerung RST führt zentrale Funktionen aus und enthält unter anderem einen Kanalumsetzer KU sowie eine Recheneinheit RE. Die Funktion des Kanalum­ setzers KU ist in der Hauptanmeldung beschrieben. Die Recheneinheit RE dient dazu, diejenigen Pulsrahmen PR zu kennzeichnen, von denen ein Synchronisierungssignal abgeleitet werden muß. Wie dies im einzelnen geschieht wird später anhand der Fig. 3 näher erläutert.

In der Fig. 2 ist dargestellt, wie ein Pulsrahmen PR mit einer Dauer von beispielsweise 125 µs aufgeteilt ist. Jeder Pulsrahmen beginnt mit einer Startinformation SI, welche mehrere Symbole enthält und dazu dient, den Beginn eines Pulsrahmens erkennen zu können. Anschließend an die Startinformation folgt eine sogenannte Rahmenschab­ lone RS, welche aus 16 Bytes besteht und die Belegung der am Ende des Pulsrahmens folgenden Weitbandkanäle WBK be­ schreibt. Jedes einzelne Byte gibt also an, auf welche Weise der zugehörige Weitbandkanal benutzt wird. Diese Rahmenschablone wird von der Ringsteuerung RST erstellt und bei allen Veränderungen der vermittlungstechnischen Gegebenheiten sofort auf den neuesten Stand gebracht.

Anschließend an die Rahmenschablone folgt ein sogenannter Zählwert ZW, worin eine individuelle Nummerierung des be­ treffenden Pulsrahmens PR eingeschrieben ist. Dieser Zählwert ZW dient zur Ableitung eines Synchronisierungs­ signals für den Sendebeginn einer Übertragungszelle ÜZ, wie dies später noch erläutert wird.

Der Rest des Pulsrahmens PR ist in 16 Weitbandkanäle WBK aufge­ teilt. Es sei angenommen, daß für jeden einzelnen Weit­ bandkanal WBK eine Kapazität von 96 Bytes, also 768 Bits festgelegt ist. Bei einer Wiederholungsfrequenz von 8 kHz ergibt sich dann eine Übertragungsgeschwindig­ keit von 6,144 M bit/s pro Kanal.

Wie die einzelnen Weitbandkanäle WBK genutzt werden, wird von der Ringsteuerung RST entsprechend dem Ver­ kehrsaufkommen und den vermittlungstechnischen Gegeben­ heiten festgelegt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel sind die 16 Weitbandkanäle WBK mit drei unter­ schiedlichen Kategorien von Vermittlungsverfahren be­ legt. Es handelt sich dabei um die mit L bezeichneten verbindungs- bzw. leitungsbezogene Vermittlung von synchron übertragener Nutzinformation. Bei den mit P bezeichneten Positionen handelt es sich um asynchron zu vermittelnde Pakete mit variabler Länge. Im fol­ genden soll jedoch nur die mit A bezeichnete Vermitt­ lungskategorie betrachtet werden, wobei es sich um asynchron vermittelte Pakete mit einheitlicher Länge handelt. Die Weitbandkanäle WBK, welche für synchrone, verbindungs- bzw. leitungsbezogene Vermittlung sowie für die asynchrone Vermittlung von Paketen einheitlich­ er Länge vorgesehen sind, sind in der Rahmenschablone RS mit S bezeichnet. Zwischen dem Zählwert ZW und den Weitbandkanälen WBK ist ein weiterer Zeitraum inner­ halb des Pulsrahmens PR vorgesehen, worin paketierte Daten PD vorwiegend für Signalisierungszwecke übertra­ gen werden können. Diese Daten PD dienen u.a. dazu, die einzelnen Stationen S 1 bis Sn über aktuelle ver­ mittlungstechnische Gegebenheiten zu informieren.

In der Fig. 3 ist dargestellt, wie Pakete einheit­ licher Länge, welche im folgenden mit Übertragungs­ zellen ÜZ bezeichnet werden, auf einzelne Weitbandka­ näle WBK aufgeteilt werden können. Wie bereits beschrie­ ben worden ist, kann ein Weitbandkanal eine Kapazität von 96 Bytes haben. Bei der in der Fig. 3 gezeigten Dar­ stellung wird davon ausgegangen, daß nur jeweils ein Weitbandkanal WBK innerhalb eines Pulsrahmens PR für die Vermittlung von Übertragungszellen ÜZ, also Paketen ein­ heitlicher Länge zur Verfügung steht.

Dieser eine Weitbandkanal WBK kann also mit seinen 96 Bytes drei komplette Übertragungszellen ÜZ1 bis ÜZ3 aufnehmen, wenn deren einheitliche Länge 32 Bytes beträgt. Für diesen Fall ergibt sich, daß in jedem Pulsrahmen 1 PR am Anfang des betreffenden Weitbandkanals WBK mit dem Senden einer Übertragungszelle ÜZ1 begonnen wird. Infolge­ dessen kann aus jedem erkannten Zählwert ZW eines Pulsrah­ mens PR direkt ein Synchronisierungssignal abgeleitet werden. Eine derartige Konstellation wird durch die getrof­ fenen Festlegungen (96 Bytes, 32 Bytes) von der Recheneinheit RE in der Ringsteuerung erkannt, indem eine Division durch­ geführt wird. Dabei ergibt sich sofort ein ganzzahliger Wert, ohne daß weitere Rechenoperationen durchgeführt werden müssen. Den einzelnen Stationen S 1 bis Sn wird da­ raufhin mitgeteilt, daß in jedem Pulsrahmen PR ein Synchronisierungssignal für den Sendebeginn einer Über­ tragungszelle ÜZ abgeleitet werden kann.

Bei dem zweiten in der Fig. 3 dargestellten Beispiel sei angenommen, daß die Länge einer Übertragungszelle ÜZ 36 Bytes beträgt, und daß die Länge eines Übertragungs­ kanals mit 96 Bytes beibehalten wird. Unter der Voraus­ setzung, daß nur ein Weitbandkanal WBK für das Vermitteln von Übertragungszellen pro Pulsrahmen PR zur Verfügung steht, ergibt sich, daß drei Pulsrahmen 3PR notwendig sind, um eine ganzzahlige Menge von Übertragungszellen zu über­ tragen. Erst in einem vierten Pulsrahmen ist am Anfang des betreffenden Weitbandkanals WBK wieder der Beginn des Sendens einer neuen Übertragungszelle möglich. Diese Konstellation wird durch die in der Ringsteuerung RST befindliche Recheneinrichtung RE ermittelt, indem die Zahl 96, also die Kapazität eines Weitbandkanals WBK, so­ lange mit einem jeweils um 1 erhöhten Faktor multipli­ ziert wird, bis sich bei der Division durch 36, der Länge einer Übertragungszelle, eine ganze Zahl ergibt. Der Faktor, mit dem ein ganzzahliger Quotient erreicht worden ist, gibt die Anzahl der Pulsrahmen PR an, die notwendig sind, um eine ganzzahlige Menge von Übertragungszellen ÜZ zu ver­ mitteln. Die Pulsrahmen PR, in denen unter diesen Voraussetzungen ein Synchronisierungssignal für den Sendebeginn einer Übertragungsstelle ÜZ abgeleitet werden kann, werden daraufhin von der Ringsteuerung RST gekennzeichnet.

In einem weiteren Beispiel sei angenommen, daß die Länge einer Übertragungszelle ÜZ 64 Bytes beträgt. Bei der Durchführung der Division 96:64 durch die Recheneinheit RE ergibt sich, daß kein ganzzahliger Quotient erscheint. Deshalb wird im nächsten Schritt die Zahl 96 mit dem Faktor 1+1=2 multipliziert, so daß sich 192 ergibt. Diese Zahl 192 wird nun durch 64 ge­ teilt, und es ergibt sich ein ganzzahliger Quotient 3. Da dieser ganzzahlige Quotient 3 durch die Multipli­ kation der Zahl 96 mit dem Faktor 2 ermöglicht wurde, gibt der Faktor 2 an, daß in jedem zweiten Pulsrahmen PR ein Synchronisierungssignal erzeugt werden kann.

Der sich aus dem genannten Faktor ergebende Pulsrahmen­ abstand wird von der Ringsteuerung RST den einzelnen Stationen S 1 bis Sn mitgeteilt. Dies kann im Rahmen einer Signalisierungsinformation geschehen, welche während des ersten Pulsrahmens mit dem niedrigsten Zählwert in dem für Paketdaten PD zur Verfügung stehenden Zeitraum ge­ sendet wird. Diese Zahl 2, entsprechend dem dritten Beispiel nach Fig. 3, wird also allen Stationen S 1 bis Sn übermittelt. Dies hat zur Folge, daß dort vorhandene Zähler jeweils zwei Schritte zählen, um einen Pulsrah­ men PR zu markieren, in dem eine Synchronisierung er­ folgen kann.

Die Mitteilung über die für eine Synchronisierung ge­ eignete Pulsrahmen PR kann von der zentralen Ringsteu­ erung RST auch dadurch erfolgen, daß innerhalb des Zählwertes ZW ein besonderes Bit vorgesehen ist. Dieses Bit wird bei dem Setzen des Zählwertes ZW immer dann eingetragen, wenn eine Synchronisierung innerhalb dieses Pulsrahmens PR vorgenommen werden soll.

Anstelle einer in der Ringsteuerung RST angeordneten zentralen Recheneinheit RE können gleichartige Rechen­ einheiten auch in jeder Station S 1 bis Sn angeordnet sein. Diese Recheneinrichtungen ermitteln dann selbst­ tätig, wie bereits beschrieben worden ist, aus den ge­ gebenen Festlegungen über die Kapazität eines Weitband­ kanals WBK und aus der vorgegebenen Länge einer Über­ tragungszelle ÜZ diejenigen Pulsrahmen, bei denen ein Synchronisierungssignal ableitet werden kann. Es er­ übrigt sich dann eine besondere Mitteilung innerhalb einer an alle Stationen S 1 bis Sn zu sendenden Signali­ sierungsinformation.

Bei den in Fig. 3 dargestellten Beispielen ist immer davon ausgegangen worden, daß nur ein einziger Weit­ bandkanal WBK innerhalb eines Pulsrahmens PR für die Vermittlung von Übertragungszellen ÜZ zur Verfügung steht. Wenn es zutrifft, daß, wie in Fig. 2 darge­ stellt ist, mehrere Weitbandkanäle WBK innerhalb eines Pulsrahmens PR für die Vermittlung von Übertragungs­ zellen zur Verfügung stehen, so wird ein entsprechendes Vielfaches der Übertragungskapazität (96 Bytes)in die vorerwähnte Rechnung eingesetzt. Die dann durchzuführen­ den Prozeduren sind genau die gleichen, wie bei nur einem zur Verfügung stehenden Weitbandkanal WBK.

Wenn ein vom Zählwert ZW abgeleitetes Synchronisierungs­ signal nur dann erscheint, wenn dieser Zählwert ZW ei­ nen vorbestimmten Wert hat, so wird die Synchronisierung nur relativ selten vorgenommen. Wenn beispielsweise der Pulsrahmen PR mit dem niedrigsten Zählwert ZW zur Bil­ dung eines Signals für eine Zwangssynchronisierung heran­ gezogen wird, so erscheint dieses Signal erst dann wieder wenn alle übrigen Pulsrahmen, beispielsweise 256 durch­ laufen worden sind. Mit dem vorbeschriebenen Verfahren wird erreicht, daß die Synchronisierung für den Sendebeginn der Übertragungszellen ÜZ in kürzeren Zeitabständen erfolgen kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur digitalen Informationsübertragung für Kommunikations-Vermittlungssysteme, wobei als Über­ tragungsmedium ein in Ringstruktur ausgeführter serieller Bus angewendet wird, woran mehrere Sende- und Empfangs­ stationen in Reihe geschaltet angeschlossen sind und Informationen unterschiedlicher Vermittlungskategorien auf demselben seriellen Bus übertragen werden, wobei sogenannte Weitband-Kanäle gebildet werden, die jeweils entweder für eine verbindungsbezogene, bzw. leitungsbe­ zogene synchrone Kanalzuteilung reserviert werden, oder für die asynchrone Vermittlung von in Paketen variabler Länge verpackte Daten zur Verfügung gestellt werden, und wobei eine dritte Vermittlungskategorie, bestehend aus asynchron vermittelten Paketen einheitlicher Länge, als Übertragungszellen über den seriellen Ringbus durchge­ schaltet wird, indem ein Teil der für die synchrone Durchschalteart reservierten, aber nicht benutzten Weitbandkanäle dafür belegt werden und allen die dritte Vermittlungsategorie sendenden und empfangenden Stationen durch Übertragung von Signalisierungsdaten mitgeteilt wird in welchen der Weitband-Kanäle Übertragungszellen im asynchronen Zeitmultiplex vermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Synchronisierung für den Sendebeginn einer Über­ tragungszelle (ÜZ) in Abhängigkeit vom Zählwert (ZW) eines Pulsrahmens (PR) erfolgt, wobei grundsätzlich ein Puls­ rahmen (PR) mit einem vorbestimmten Zählwert (ZW) einen Nullpunkt festlegt und somit eine Zwangssynchronisierung bewirkt,
daß außerdem eine Synchronisierung in jedem Pulsrahmen (PR) stattfindet, wenn entsprechend der Anzahl von zur Verfügung stehenden Weitbandkanälen (WBK) die damit ver­ bundene Gesamtzahl von Bits innerhalb eines Pulsrahmens (PR) ein ganzzahliges, Vielfaches der Bit-Zahl einer Über­ tragungszelle (ÜZ) ergibt,
und daß die zusätzliche Synchronisierung nur in jedem n-ten Pulsrahmen (PR) erfolgt, wenn n-Pulsrahmen (PR) notwendig sind, um ein ganzzahliges Vielfaches von Über­ tragungszellen(ÜZ) zu vermitteln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ringsteuerung (RST) eine Recheneinheit (RE) vorgesehen ist, welche anhand der festgelegten Größe einer Übertragungszelle (ÜZ), der festgelegten Anzahl von Bits innerhalb eines Weitbandkanals (WBK) und der Anzahl von verfügbaren Weitbandkanälen (WBK) für das Vermitteln von asynchronen Übertragungszellen (ÜZ) den Pulsrahmenabstand für die Synchronisierung ermittelt und den einzelnen Statio­ nen (S 1 bis Sn) mitteilt, in welchen Pulsrahmen (PR) eine zusätzliche Synchronisierung zu erfolgen hat.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Recheneinheiten in den Stationen (S 1 bis Sn) vorgesehen sind, womit die zur zusätzlichen Synchronisierung geeigneten Pulsrahmen (PR) selbsttätig ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zählwert (ZW) für die Pulsrahmen (PR) von der Ring­ steuerung (RST) eingesetzt wird.