DE60225542T2

DE60225542T2 - System mit Rückmeldung für einen Paketvermittlungsapparat mit Bufferloser, kaskadierter Vermittlungsmatrix

Info

Publication number: DE60225542T2
Application number: DE60225542T
Authority: DE
Inventors: Andries Van Wageningen; Hans-Jürgen Reumermann; Armand Lelkens
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: EP1380139B1; EP1380139A1; WO2002084953A1; DE10118126A1; JP2004524771A; ATE389279T1; DE60225542D1; US20030142665A1; JP3923433B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Paketvermittlungsvorrichtung mit einem Vermittlungsnetzwerk.
In der Veröffentlichung „Weighted Arbitration Algorithms with Priorities for Input-Queued Switches with 100% Throughput" von R. Schonen, G. Post, G. Sander, Broadband Switching Symposium '99, werden verschiedene, gewichtete Vermittlungsalgorithmen einer Paketvermittlungsvorrichtung verglichen. Die Vermittlungsalgorithmen versuchen, mit unterschiedlichen Vermittlungsschritten eine Kollision zwischen einer Mehrzahl von für denselben Ausgangsport der Paketvermittlungsvorrichtung bestimmten Paketen zu verhindern und daraus resultierenden Datenverlust oder Verzögerung zu reduzieren. Kaskadensteuerung und die Wirkung eines Rückführsystems innerhalb des Vermittlungsnetzwerkes einer Paketvermittlungsvorrichtung werden in dieser Veröffentlichung nicht berücksichtigt.
„PANKAJ GUPTA, NICK MCKEOWN: ,Designing and Implementing a Fast Crossbar Scheduler', IEEE Micro, Bd. 19, Nr. 1, Februar 1999" zeigt einen Algorithmus für ein Steuerprogramm, welcher zu Beginn jedes Zeitschlitzes vielfache Iterationen durchführt, jede aus drei Phasen bestehend: 1. Anfrage: Jeder Eingang schickt eine Anfrage an jeden Ausgang, für welchen er eine wartende Zelle hat; 2. Erteilung: Wenn ein Ausgang Anfragen erhält, schickt er eine Erteilung an diejenige, welche in einem festgelegten Round-Robin-Steuerprogramm (Rundlaufverfahren), beginnend beim Element mit der höchsten Priorität, als nächste erscheint; 3. Annahme: Wenn ein Eingang eine Erteilung empfangt, nimmt er diejenige an, welche in einem festgelegten Round-Robin-Steuerprogramm (Rundlaufverfahren), beginnend beim Element mit der höchsten Priorität, als nächste erscheint. In diesem Dokument zeigt 1 die Entscheidungsrückführinformation von den Annahmezuteilern, die das Steuerprogramm in Iterationen verwendet, um Anfragen von bereits zusammengeführten Eingängen und Ausgängen zu maskieren.
Bei der dem Stand der Technik entsprechenden Paketvermittlungsvorrichtung muss die Eingangsportsteuerung alle empfangenen, erteilten Anfragen nehmen, die auf ihre ausgeschickten Anfragen zurückgekommen sind, und entscheiden zu welchem Ausgangsport zugeordnet werden soll. Wenn die Paketvermittlungsvorrichtung in variablen Größen konstruiert werden soll, muss der Entscheidungsalgorithmus in jeder Eingangsportsteuerung entsprechend erneut programmiert werden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Paketvermittlungsvorrichtung bereitzustellen, welche in der Größe anpassungsfähig ist und bei welcher die Ausgaben für das erneute Programmieren der Eingangsportsteuerungen nach einer Größenveränderung der Paketvermittlungsvorrichtung reduziert werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Dabei übernimmt die Vermittlungssteuerungsmatrix der Paketvermittlungsvorrichtung die Entscheidung, welche der erteilten Anfragen als akzeptierte Zuordnung zur Verbindung eines anfragenden Eingangsports mit einem bezeichneten Ausgangsport verwendet werden soll. Damit muss nach einer Größenveränderung der Paketvermittlungsvorrichtung im Eingangsport kein Algorithmus zur Evaluation einer Mehrzahl von empfangenen, erteilten Anfragen angepasst werden.
Beim Vermitteln von Daten, die in Paketform übertragen werden, muss eine Vermittlungsvorrichtung mit einer pufferlosen Vermittlungsmatrix von einem Vermittlungsalgorithmus Gebrauch machen, welcher so rasch als möglich arbeitet.
Eine Paketvermittlungsvorrichtung vermittelt die in Paketform an dem Eingangsport empfangenen Signalisierungs- und Nutzdaten zu dem entsprechenden Ausgangsport.
Während der Generierung einer Routekennzeichnung zur Steuerung der Pakete durch die Paketvermittlungsvorrichtung bedient sich eine für den Eingangsport zuständige Portsteuerung einer Tabelle, in der die für die Routekennzeichnung notwendigen Leitweg- und Prioritätsinformationen enthalten sind. Die Leitweg- und Prioritätsinformationen geben den Zielausgang der Paketvermittlungsvorrichtung und die Gewichtung der Anfrage an. Die Gewichtung kann detaillierte Angaben über die Priorität und Klasse der Pakete oder die Wartezeit oder Länge einer Warteschlange beinhalten.
Die Paketvermittlungsvorrichtung besteht aus einer Mehrzahl von pufferlosen Vermittlungsmatrizen zur Verbindung von Eingangsports mit Ausgangsports und einer Mehrzahl von Vermittlungssteuerungen zur Initialisierung und Veränderung der Konfigura tion der Vermittlungsmatrizen und einer Anzahl von nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out) arbeitenden Registern in Form von logischen Warteschlangen.
Die Schnittstelle zwischen der Portsteuerung und der Paketvermittlungsvorrichtung kann entweder aus zwei separaten Leitungen für Signalisierungsdaten und Nutzdaten bestehen, oder ein Teil der Portsteuerung ist in der Paketvermittlungsvorrichtung integriert, und die Signalisierungsdaten und Nutzdaten werden gemeinsam über eine Leitung gemultiplext übertragen („in-band control").
Wenn eine pufferlose Vermittlungsmatrix verwendet wird, führt eine Kollision einer Mehrzahl von für denselben Ausgangsport bestimmten Paketen zu einem Verlust von Paketen. Um diesen Verlust zu verhindern, werden die Pakete in Warteschlangen innerhalb der Portsteuerung zwischengespeichert. Da Zellen einheitlicher Länge bei der Vermittlung leichter zu handhaben sind als Pakete wechselnder Größe, werden die in der Portsteuerung ankommenden Pakete in Zellen einheitlicher Länge zerteilt. Nachdem eine erfolgreiche Vermittlung, d. h eine akzeptierte Zuordnung eines Eingangsports zu einem Ausgangsport, stattgefunden hat, werden die Zellen aus der Warteschlange entfernt.
Eine Zelle kann entweder gleichzeitig mit der Routekennzeichnung an die Paketvermittlungsvorrichtung verschickt werden, oder die Zelle wird separat an die Paketvermittlungsvorrichtung befördert, nachdem die Routekennzeichnung mit einer Anfrage einige Zeit zuvor an der Paketvermittlungsvorrichtung angekommen ist und diese ihre Vorbereitungen zum Transfer der Zelle vorgenommen hat. Die gleichzeitige Weiterleitung von Routekennzeichnung und Zelle wird als „Selfrouting" bezeichnet. Sie hat den Nachteil, dass die Entscheidung, welche Zelle vermittelt wird, in der Portsteuerung gefällt wird, und eine Kollision der Zellen dadurch nicht vermieden werden kann. Separates Weiterleiten der Routekennzeichnung und der Zelle kann den durch Zellkollision verursachten Verlust nicht wesentlich reduzieren.
Eine weitere Möglichkeit ist, die Routekennzeichnung mit einer Mehrzahl von Anfragen an die Paketvermittlungsvorrichtung zu schicken, und diese entscheidet, welche der Anfragen akzeptiert wird, um dann die Vorbereitungen zum Transfer der ausgewählten Zelle vorzunehmen. Diese Möglichkeit bietet eine fast verlustlose Vermittlung der Zellen.
Um die Kapazität der Paketvermittlungsvorrichtung zu erhöhen, wird eine Mehrzahl von Vermittlungsmatrizen parallel betrieben und zu einer übergeordneten Matrix miteinander verbunden. Die Vermittlungsmatrizen werden einzeln durch jeweils eine Vermittlungssteuerung gesteuert.
Zum Konfigurieren der Vermittlungsmatrizen wird ein auf die Vermittlungssteuerungen verteilter Vermittlungsalgorithmus verwendet, um zu ermöglichen, dass die Paketvermittlungsvorrichtung eine globale Entscheidung trifft.
Wenn die von dem Eingangsport an der Vermittlungssteuerung ankommende Routekennzeichnung nur eine einzelne Anfrage für unterschiedliche Ports enthält, liegt die endgültige Vermittlungsentscheidung an dem Ausgang jeder in der letzten Zeile liegenden Vermittlungssteuerung an.
Falls die von jedem Eingangsport kommende, die Vermittlungssteuerung erreichende Routekennzeichnung eine Mehrzahl von Anfragen (in jeder Zellperiode) für unterschiedliche Ausgangsports enthält, wird bei der Vermittlung ein zweifacher Vermittlungsalgorithmus verwendet. Ein Vermittlungsalgorithmus wird verwendet, um für jeden Ausgangsport eine Anfrage von allen Eingangsports zu wählen, und der zweite Vermittlungsalgorithmus wird verwendet, um für jeden Eingangsport die erteilte Anfrage eines Ausgangsports zu bestimmen. Die Ergebnisse der in der letzten Zeile einer Kaskade liegenden Vermittlungssteuerungen sind die aus dem ersten Vermittlungsalgorithmus resultierenden Vermittlungen. Zur Bestimmung der erteilten Anfragen eines Ausgangsports für den anfragenden Eingangsport, welcher die Routekennzeichnung an die Vermittlungssteuerung verschickt hat, muss der zweite Vermittlungsalgorithmus über das Ergebnis des ersten Vermittlungsalgorithmus informiert werden.
Durch die verteilte Schaltung der Vermittlungssteuerungen ist ein Rückführmechanismus nötig, um das erste Vermittlungsergebnis zurück zu führen; dieser Mechanismus befindet sich an den Ausgängen der in der letzten Zeile einer Kaskade liegenden Vermittlungssteuerungen.
Wenn die Routekennzeichnung eine Mehrzahl von Anfragen für unterschiedliche Ausgangsports enthält, kann die Rückführung durch unterschiedliche Verfahren realisiert werden.
Eine Möglichkeit besteht darin, das Ergebnis in umgekehrter Richtung derselben Vermittlungssteuerung wieder zuzuführen und an alle mit der Vermittlungssteuerung in Verbindung stehenden Vermittlungssteuerungen weiter zu verteilen. Die Ergebnisrückführung erfordert bidirektionale Verbindungen zwischen den Vermittlungssteuerungen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das aus der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung kommende Ergebnis der ersten in derselben Spalte liegenden Vermittlungssteuerung zuzuführen, so dass die Verbindungen der Vermittlungssteuerungen zu einer Schleife geformt werden. Dieses Ergebnisrückführverfahren wird als Rückführschleifenverfahren der Vermittlungssteuerung bezeichnet.
Das Ergebnis der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung kann zu dem Eingangsport derselben Vermittlungssteuerung zurückgeführt werden. Diese Möglichkeit erfordert die Rückführung der Ergebnisse der Vermittlungssteuerungen über einen Eingangsportmultiplexer.
Des Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele von Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen gezeigt werden, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. In den Figuren zeigt:
1 eine Darstellung einer Paketvermittlungsvorrichtung mit separaten Eingängen für Signalisierungsdaten und Nutzdaten,
2 eine Darstellung einer Paketvermittlungsvorrichtung mit Eingängen für gemeinsam gemultiplexte Signalisierungsdaten und Nutzdaten („in-band control"),
3 eine Mehrzahl von Vermittlungsmatrizen mit einer Mehrzahl von zu einer Kaskade geschalteten Vermittlungssteuerungen,
4 eine Darstellung des Prinzips der iterativen Vermittlungsschritte,
5 die Schaltung der Vermittlungssteuerungen bei der Rückführung in umgekehrter Richtung,
6 eine Darstellung der Vermittlungsschritte bei der Rückführung in umgekehrter Richtung,
7 eine Darstellung der Vermittlungsschritte bei der Rückführung in umgekehrter Richtung mit bidirektionalen Ein- und Ausgängen der Vermittlungssteuerung,
8 die Schaltung der Vermittlungssteuerungen beim Rückführschleifenverfahren,
9 eine Darstellung der Vermittlungsschritte beim Rückführschleifenverfahren,
10 die Schaltung der Vermittlungssteuerungen bei der Rückführung über einen Eingangsportmultiplexer,
11 eine Darstellung der Vermittlungsschritte bei der Rückführung über einen Eingangsportmultiplexer.
Die in 1 gezeigte Paketvermittlungsvorrichtung 1 für den Datentransport von Paketen verbindet eine bestimmte Anzahl von Eingangsports mit den entsprechenden Ausgangsports. Für die an dem Eingangsport ankommenden Pakete werden jeweils durch eine Portsteuerung 2 bis 5 anhand von Vermittlungstabellen Informationen, wie z. B. eine Route und ein Prioritätsniveau, ermittelt. Nachdem die Pakete in Zellen geteilt wurden, werden diese zu der zuvor bestimmten Ausgangsleitung der Paketvermittlungsvorrichtung 1 befördert. Die für weitere Vermittlung vorgesehenen Vermittlungsschritte werden im Folgenden erläutert.
Die Paketvermittlungsvorrichtung 1 besteht aus einer Vermittlungsmatrix 6, einer Vermittlungssteuerung 7 und einer Anzahl von nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out) arbeitenden Registern 8 bis 11 in Form von logischen Warteschlangen.
Eine alternative Darstellung der Paketvermittlungsvorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf 2 detaillierter beschrieben. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Paketvermittlungsvorrichtung 1 ist die Portsteuerung 2 bis 5 in zwei Teile unterteilt, wobei ein Teil der Portsteuerung 2 bis 5 jeweils in die Paketvermittlungsvorrichtung integriert ist (für „in-band control"). Daraus resultierend werden an der Schnittstelle zwischen dem ersten Teil der Portsteuerung 2 bis 5 und der Paketvermittlungsvorrichtung 1 keine separaten Verbindungen für Signalisierungsdaten und Nutzdaten bereitgestellt, sondern nur eine Verbindung, über welche die Signalisierungsdaten und die Nutzdaten gemultiplext und gemeinsam zu der Paketvermittlungsvorrichtung 1 übertragen werden.
Um Zellen weiterzuleiten, generiert die Portsteuerung 2 bis 5 eine Routekennzeichnung mit Informationen zum Eingang und Zielausgang der Paketvermittlungsvorrichtung und zur Gewichtung der Anfrage. Die Gewichtung kann Details über die Priorität und Klasse der Pakete oder die Wartezeit oder Länge einer Warteschlange beinhalten.
Im Folgenden wird der Betrieb der Paketvermittlungsvorrichtung im Falle einer gemeinsamen Weiterleitung der Routekennzeichnung und der Zelle beschrieben. Die Portsteuerung 2 bis 5 befördert die Zelle gleichzeitig mit der Routekennzeichnung zu der Paketvermittlungsvorrichtung 1. Innerhalb der Paketvermittlungsvorrichtung wird die Routekennzeichnung zu der Vermittlungssteuerung 7 weitergeleitet und die zugehörige Zelle zu der Vermittlungsmatrix, wo sie in ein nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out) arbeitendes Register 8 bis 11 eingefügt wird.
Der Betrieb der in 1 und 2 gezeigten Paketvermittlungsvorrichtung 1 wird unter Bezugnahme auf die in 3 bis 11 gezeigten Darstellungen detaillierter erläutert.
3 zeigt die zu einer Kaskade verbundenen Vermittlungssteuerungen 7 und Vermittlungsmatrizen 6. Die von den Portsteuerungen (2 bis 5) verschickten Routekennzeichnungen liegen an den zu der Kaskade der Vermittlungssteuerungen 7 führenden Eingängen. Die Ergebnisse der untersten in einer Zeile liegenden Vermittlungssteuerungen sind die resultierenden Vermittlungen.
4 beschreibt die iterativen Vermittlungsschritte der zu einer Kaskade verbundenen Vermittlungssteuerungen 7. Zusätzlich zu der Vermittlungssteuerung 7 wird auch ein für die Ergebnisrückführung relevanter Teil einer benachbarten Vermittlungssteuerung 20 gezeigt. Die Vermittlungssteuerung 20 hat eine direkte Verbindung zu der Vermittlungssteuerung 7 und wird als der Vorgänger der Vermittlungssteuerung 7 bezeichnet. Die Vermittlungssteuerungen 7 umfassen jeweils mindestens einen Kennzeichnungsanalysator 12, einen Ausgangszuteiler 13, eine Konfigurationseinheit 14, einen Ergebnisanalysator 17 und einen Anfragekaskadierer 18 zusammen mit zwei Refreshereinheiten 21 und 22 zur Verstärkung der Signale. Der für die Signalrückführung relevante Teil der Vermittlungssteuerung 20 besteht aus einem Kennzeichnungserteilungsanalysator 15, einer Mehrzahl von Eingangszuteilern 16, einem Erteilungskaskadierer 19 und einer Refreshereinheit 23.
Die Portsteuerung 2 bis 5 generiert die Routekennzeichnung, welche alle Zielausgangsnummern der Paketvermittlungsvorrichtung, eine Mehrzahl von Anfragen und ihre Gewichtungen enthält. Die Routekennzeichnung wird an die Vermittlungssteuerung 7 weitergeleitet, wobei die Zellen in der Portsteuerung 2 bis 5 verbleiben und zu einem späteren Zeitpunkt vermittelt werden.
Innerhalb der Vermittlungssteuerung 7 speichert der Kennzeichnungsanalysator 12 die durch einen Refresher 21 aufgefrischten Signale der Routekennzeichnungen, um sie zu einem späteren Zeitpunkt bei der Ausführung iterativer Vermittlungsschritte zu verwenden, und ersetzt die Zielausgangsnummern durch Eingangsnummern, so dass der Ursprungseingang der Anfragen zurückverfolgt werden kann. Gleichzeitig werden die aufgefrischten Signale zu der nächsten damit verbundenen Vermittlungssteuerung 7 weitergeführt.
Die folgenden Vermittlungsschritte werden iterativ wiederholt.
Die in den zuvor ausgeführten iterativen Vermittlungsschritten bearbeiteten Anfragen, d. h. die bereits erteilten Verbindungen zwischen den Eingangsports und den Ausgangsports der Paketvermittlungsvorrichtung, werden von dem Kennzeichnungsanalysator 12 gespeichert. Der veränderte Teil der Routekennzeichnung für alle nicht vermittelten Eingänge wird zu dem zuständigen Ausgangszuteiler 13 weitergeleitet.
Ein separater Ausgangszuteiler 13 ist für jeden Ausgangsport zuständig und bearbeitet alle von dem Kennzeichnungsanalysator 12 kommenden Anfragen. Aufgrund der abgefragten Ausgangsports der Anfragen entscheidet der Ausgangszuteiler 13, welche der Anfragen akzeptiert wird. Die ausgewählte Routekennzeichnung wird zu einem Anfragekaskadierer 18 weitergeleitet.
Der Anfragekaskadierer 18 vergleicht das Ergebnis der vorhergehenden Vermittlungssteuerung mit dem lokal von dem Ausgangszuteiler 13 kommenden Ergebnis. Aufgrund der Gewichtung der Routekennzeichnung entscheidet der Anfragekaskadierer, welcher Teil der zwei Ergebnisse an die nachfolgende Vermittlungssteuerung 7 weitergeleitet wird. An dem Ausgang der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung 7 wird das Signal zu der Vermittlungssteuerung 20 zurückgeführt.
Innerhalb der Vermittlungssteuerung 20 wird das durch einen Refresher 23 aufgefrischte Signal des zurückgeführten Ergebnisses dem Kennzeichnungserteilungsanalysator 15 übergeben und gleichzeitig zu einer nächsten damit verbundenen Vermittlungssteuerung 7 weitergeführt.
Der Kennzeichnungserteilungsanalysator 15 ersetzt die Eingangsnummer durch die Zielausgangsnummer und übergibt die Routekennzeichnung dem zuständigen Eingangszuteiler 16.
Ein separater Eingangszuteiler 16 ist für jeden Eingangsport zuständig und bearbeitet die von dem Kennzeichnungsanalysator 15 kommenden Ergebnisse. Aufgrund des anfragenden Eingangsports der erteilten Anfragen entscheidet der Eingangszuteiler 16, welche der Zuordnungen akzeptiert wird. Das gewählte Ergebnis wird in den Erteilungskaskadierer 19 eingegeben.
Der Erteilungskaskadierer 19 vergleicht das Ergebnis der vorhergehenden Vermittlungssteuerung 20 mit dem lokal von dem Eingangszuteiler 16 erhaltenen Ergebnis (akzeptierte Zuordnung). Aufgrund der Gewichtung der Routekennzeichnung entscheidet der Erteilungskaskadierer 19 für jeden Eingangsport, welcher Teil der zwei Ergebnisse an die nachfolgende Vermittlungssteuerung 7 weitergeleitet wird.
Das Ergebnis wird von einem Refresher 22 zu dem Ergebnisanalysator 17 in der Vermittlungssteuerung 7 der ersten Spalte weitergeleitet und der anfragenden Portsteuerung 2 bis 5 mitgeteilt. Gleichzeitig werden die aufgefrischten Signale an die nächste damit verbundene Vermittlungssteuerung 7 geschickt, so dass alle relevanten Vermittlungssteuerungen über dieses Ergebnis informiert werden.
Der Ergebnisanalysator 17 informiert den Kennzeichnungsanalysator 12 über die akzeptierten Zuordnungen (Ergebnis).
Die erteilten Routekennzeichnungen des Ergebnisanalysators 17 werden in der Konfigurationseinheit 14 gesammelt, bevor die Konfigurationseinheit 14 sie zu den Konfi gurationsregistern der Vermittlungsmatrix 6 verschickt. Im nächsten Schritt wird die Vermittlungssteuerung 7 zur Zellübertragung entsprechend neu konfiguriert. Erst nachdem die anfragende Portsteuerung 2 bis 5 die veränderte Routekennzeichnung erhalten hat, werden die Zellen an die Vermittlungsmatrix 6 verschickt und anschließend aus der Warteschlange entfernt.
Die in 5 dargestellte Vermittlungssteuerung 7 zeigt die Schaltungsanordnung im Falle einer Rückführung in umgekehrter Richtung. Die zu einer Kaskade geschalteten Vermittlungssteuerungen 7 entsprechen der in 3 beschriebenen Anordnung. Im Unterschied zu 3 wird das Ergebnis der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung direkt in dieselbe Vermittlungssteuerung zurückgeführt.
Die einzelnen, in der Rückführung enthaltenen Vermittlungsschritte werden unter Bezugnahme auf 6 erläutert. Das Ergebnis der letzten Vermittlungssteuerung 7 wird entsprechend den in 4 beschriebenen Vermittlungsschritte bestimmt und an der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung 7 umgehend in dieselbe Vermittlungssteuerung 7 wieder eingeführt. Um sicherzustellen, dass es den anfragenden Eingangsport erreicht, wird das Ergebnis an alle Vermittlungssteuerungen 7 verteilt, die mit dieser Vermittlungssteuerung 7 in Verbindung stehen, wobei das Ergebnissignal an jeder Vermittlungssteuerung von einem Refresher 23 verstärkt wird.
Die in 7 dargestellte Vermittlungssteuerung besteht aus den in 6 beschriebenen Komponenten und erfüllt die gleichen, unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen Funktionen, mit dem Unterschied, dass sie zusätzlich bidirektionale Ein- und Ausgänge 24 umfasst.
8 zeigt ein Rückführschleifenverfahren der zu einer Kaskade geschalteten Vermittlungssteuerungen 7. Mit diesem Rückführverfahren werden die Ergebnisse der letzten in einer Spalte liegenden Vermittlungssteuerung 7 in die Eingänge der ersten in diesen Spalten liegenden Vermittlungssteuerungen 7 eingegeben, so dass die Verbindungen der in der gleichen Spalte liegenden Vermittlungssteuerung 7 zu einer Schleifegeformt werden.
In 9 werden die Vermittlungsschritte der Vermittlungssteuerung mit Rückführschleifenverfahren erläutert. Die in 9 dargestellten Komponenten entsprechen den in 7 erläuterten Komponenten und ihrer Funktion. Aufgrund der zu einer Schleife verbundenen Rückführverbindungen sind die Ein- und Ausgänge 24 der Vermittlungssteuerungen 7 nicht bidirektional, sondern leiten die Daten in einer Richtung zu den entsprechenden Komponenten.
10 zeigt die Rückführung der Ergebnisse der Vermittlungssteuerungen 7 über einen Eingangsportmultiplexer 25. Im Unterschied zu der in 8 beschriebenen Vermittlungssteuerung 7 wird das Ergebnis bei der Rückführung mit anderen anfragenden Routekennzeichnungen durch einen Eingangsportmultiplexer 25 gemultiplext und dem Eingang der Vermittlungssteuerung 7 übergeben. Die Ausgangsportergebnisse werden jeweils zu den Eingängen des gleichen Eingangsports zurückgeführt.
Die Vermittlungsschritte bei einer Rückführung über einen Eingangsportmultiplexer werden unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Die Vermittlungssteuerung 7 umfasst die in 6 beschriebenen Komponenten. Zusätzlich wird eine Multiplexkomponente 22 mit dem Eingang der Vermittlungssteuerung 7 verbunden, und die Ein- und Ausgänge der Komponenten 18 und 19 sind mit einer weiteren Multiplexkomponente 26 verbunden.
Das zu dem Eingangsport zurückgeführte Ergebnis der Vermittlung wird gemultiplext zusammen mit der Anfrage durch die Vermittlungssteuerung 7 an den Kennzeichnungsanalysator 15 übergeben. An dem Eingang der Vermittlungssteuerung 7 wird das zusammen mit anderen Daten der Routekennzeichnung gemultiplexte Ergebnissignal durch den Refresher 20 verstärkt. Die weitere Verarbeitung der Routekennzeichnung und der Betrieb der Komponenten 13 bis 19 der Vermittlungssteuerung 7 entsprechen den in 6 beschriebenen Komponenten 13 bis 19. Im Unterschied zu 4 sind die Ein- und Ausgänge der Komponenten 18 und 19 mit einer Multiplexkomponente 26 verbunden, so dass die Daten in entsprechend gemultiplexter Form an den Ein- und Ausgängen der Vermittlungssteuerung 7 anliegen. Jede Vermittlungssteuerung 7 wählt das Ergebnis, für welches die Vermittlungssteuerung eine Verbindung zu der anfragenden Portsteuerung hat. Im weiteren Verlauf des Prozesses wird das Ergebnis zu der anfragenden Portsteuerung kaskadiert.

Claims

Paketvermittlungsvorrichtung, bestehend aus einer Mehrzahl von pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6) zur Verbindung von Eingangsports mit Ausgangsports und einer Mehrzahl von Vermittlungssteuerungen (7) zur Initialisierung und Veränderung der Konfiguration der pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6), wobei sowohl die Mehrzahl von Vermittlungssteuerungen (7) als auch die Mehrzahl von pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6) in Zeilen und Spalten verbunden sind, um eine Vermittlungssteuerungsmatrix und jeweils eine Vermittlungsmatrix zu bilden, wobei die Vermittlungsmatrizen (6) einzeln von einer Vermittlungssteuerung (7) gesteuert werden und wobei alle in einer Zeile verbundenen Vermittlungsvorrichtungen eine gleiche Routekennzeichnung empfangen, die mindestens eine Anfrage enthält, um einen anfragenden Eingangsport mit einem Zielausgangsport zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vermittlungssteuerung (7) umfasst: a) mindestens einen Kennzeichnungsanalysator (12), dazu geeignet, aa) eine Routekennzeichnung von einem anfragenden Eingangsport zu empfangen, die mindestens eine Anfrage für einen Zielausgangsport enthält, bb) die Routekennzeichnung zu speichern, cc) aufgrund der Routekennzeichnung eine veränderte Routekennzeichnung durch Ersetzen der Zielausgangsports durch den anfragenden Eingangsport zu bilden, dd) zwischen Eingangsports und Ausgangsports bereits erteilte Verbindungen zu speichern, ee) die veränderte Routekennzeichnung an einen Ausgangszuteiler (13) weiterzuleiten, b) wobei der Ausgangszuteiler (13) dazu geeignet ist, aa) die veränderte Routekennzeichnung von dem Kennzeichnungsanalysator (12) zu empfangen, bb) eine ausgewählte veränderte Routekennzeichnung zu bilden durch Auswahl einer Anfrage in der veränderten Routekennzeichnung, die dem Ausgangsport der jeweiligen Spalte entspricht, zu welcher die Vermittlungssteuerung gehört, cc) die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung an einen Anfragekaskadierer (18) weiterzuleiten, c) wobei der Anfragekaskadierer (18) dazu geeignet ist, aa) die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung von dem Ausgangszuteiler (13) zu empfangen, bb) ein erstes Ergebnis von einem Anfragekaskadierer einer vorangehenden Vermittlungssteuerung zu empfangen, wobei die vorangehende Vermittlungssteuerung in derselben Spalte oberhalb liegt und wobei das erste Ergebnis eine Anfrage für den Zielausgangsport in derselben Spalte enthält, cc) zu entscheiden, ob die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung oder das erste Ergebnis von dem Anfragekaskadierer (18) der vorangehenden Vermittlungssteuerung entweder aaa) als endgültiges erstes Ergebnis zu Kennzeichnungserteilungsanalysatoren (15) aller in derselben Spalte liegenden Vermittlungssteuerungen zurückgeführt wird, falls das neue erste Ergebnis von der letzten Vermittlungssteuerung in der Spalte ausgegeben wird, bbb) oder andernfalls als ein neues erstes Ergebnis an eine nachfolgende, weiter unten in derselben Spalte liegende Vermittlungssteuerung weiterzuleiten, wobei die im endgültigen ersten Ergebnis enthaltene Anfrage als erteilte Anfrage bezeichnet wird, d) wobei der Kennzeichnungserteilungsanalysator (15) dazu geeignet ist, aa) das endgültige erste Ergebnis einschließlich der erteilten Anfrage von dem Anfragekaskadierer (18) der letzten Vermittlungssteuerung in derselben Spalte zu empfangen, bb) aufgrund des endgültigen ersten Ergebnisses ein verändertes, die erteilte Anfrage enthaltendes endgültiges erstes Ergebnis durch Ersetzen des anfragenden Eingangsports durch den Zielausgangsport zu bilden, cc) das veränderte endgültige erste Ergebnis an einen Eingangszuteiler (16) weiterzuleiten, e) wobei der Eingangszuteiler (16) dazu geeignet ist, aa) das veränderte endgültige erste Ergebnis von dem Kennzeichnungserteilungsanalysator (15) zu empfangen, bb) ein ausgewähltes verändertes endgültiges erstes Ergebnis einschließlich des veränderten endgültigen ersten Ergebnisses zu bilden, wenn der Eingangsport in derselben Zeile der anfragende Eingangsport ist, der der in dem veränderten endgültigen ersten Ergebnis enthaltenen erteilten Anfrage entspricht, cc) das ausgewählte veränderte endgültige erste Ergebnis an einen Erteilungskaskadierer (19) weiterzuleiten, f) wobei der Erteilungskaskadierer (19) dazu geeignet ist, aa) das ausgewählte veränderte endgültige erste Ergebnis von dem Eingangszuteiler (16) zu empfangen, bb) ein zweites Ergebnis von einem Erteilungskaskadierer einer vorangehenden Vermittlungssteuerung zu empfangen, wobei die vorangehende Vermittlungssteuerung in derselben Zeile oberhalb liegt und wobei das zweite Ergebnis eine vorübergehend akzeptierte Zuordnung enthält, cc) zu entscheiden, ob das ausgewählte veränderte erste Ergebnis oder das zweite Ergebnis ausgewählt wird aaa) entweder als ein neues, an eine nachfolgende, in derselben Zeile weiter unten liegende Vermittlungssteuerung weiterzuleitendes zweites Ergebnis, oder bbb) als endgültiges, eine endgültige akzeptierte Zuordnung enthaltendes zweites Ergebnis, das es einem anfragenden Eingangsport ermöglicht, sich mit einem bezeichneten Ausgangsport zu verbinden, wenn die Vermittlungssteuerung die letzte Vermittlungssteuerung in der Zeile ist, g) einen Ergebnisanalysator (17), dazu geeignet, den Kennzeichnungsanalysator (12) über die akzeptierten Zuordnungen zu informieren.
Paketvermittlungsvorrichtung, bestehend aus einer Mehrzahl von pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6) zur Verbindung von Eingangsports mit Ausgangsports und einer Mehrzahl von Vermittlungssteuerungen (7) zur Initialisierung und Veränderung der Konfiguration der pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6), wobei sowohl die Mehrzahl von Vermittlungssteuerungen (7) als auch die Mehrzahl von pufferlosen Vermittlungsmatrizen (6) in Zeilen und Spalten verbunden sind, um eine Vermittlungssteuerungsmatrix und jeweils eine Vermittlungsmatrix zu bilden, wobei die Vermittlungsmatrizen (6) einzeln von einer Vermittlungssteuerung (7) gesteuert werden und wobei alle in einer Zeile verbundenen Vermittlungsvorrichtungen eine gleiche Routekennzeichnung empfangen, die mindestens eine Anfrage enthält, um einen anfragenden Eingangsport mit einem Zielausgangsport zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vermittlungssteuerung (7) umfasst: a) mindestens einen Kennzeichnungsanalysator (12), dazu geeignet, aa) eine Routekennzeichnung von einem anfragenden Eingangsport zu empfangen, die mindestens eine Anfrage für einen Zielausgangsport enthält, bb) die Routekennzeichnung zu speichern, cc) aufgrund der Routekennzeichnung eine veränderte Routekennzeichnung durch Ersetzen der Zielausgangsports durch den anfragenden Eingangsport zu bilden, dd) zwischen Eingangsports und Ausgangsports bereits erteilte Verbindungen zu speichern, ee) die veränderte Routekennzeichnung an einen Ausgangszuteiler (13) weiterzuleiten, b) wobei der Ausgangszuteiler (13) dazu geeignet ist, aa) die veränderte Routekennzeichnung von dem Kennzeichnungsanalysator (12) zu empfangen, bb) eine ausgewählte veränderte Routekennzeichnung zu bilden durch Auswahl einer Anfrage in der veränderten Routekennzeichnung, die dem Ausgangsport der jeweiligen Spalte entspricht, zu welcher die Vermittlungssteuerung gehört, cc) die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung an einen Anfragekaskadierer (18) weiterzuleiten, c) wobei der Anfragekaskadierer (18) dazu geeignet ist, aa) die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung von dem Ausgangszuteiler (13) zu empfangen, bb) ein erstes Ergebnis von einem Anfragekaskadierer einer vorangehenden Vermittlungssteuerung zu empfangen, wobei die vorangehende Vermittlungssteuerung in derselben Spalte oberhalb liegt und wobei das erste Ergebnis eine Anfrage für den Zielausgangsport in derselben Spalte enthält, cc) zu entscheiden, ob die ausgewählte veränderte Routekennzeichnung oder das erste Ergebnis von dem Anfragekaskadierer der vorangehenden Vermittlungssteuerung entweder als endgültiges erstes Ergebnis einzig zu Kennzeichnungserteilungsanalysatoren (15) aller Vermittlungssteuerungen, die in einer Zeile in der Vermittlungssteuerung liegen, zurückgeführt wird, falls das neue erste Ergebnis von der letzten Vermittlungssteuerung in der Spalte ausgegeben wird, oder andernfalls als ein neues erstes Ergebnis an eine nachfolgende, weiter unten in derselben Spalte liegende Vermittlungssteuerung weitergeleitet wird, wobei die im endgültigen ersten Ergebnis enthaltene Anfrage als erteilte Anfrage bezeichnet wird, d) wobei der Kennzeichnungserteilungsanalysator (15) dazu geeignet ist, aa) das endgültige erste Ergebnis einschließlich der erteilten Anfrage von dem Anfragekaskadierer (18) von einer der letzen Vermittlungssteuerungen in der letzen Zeile zu empfangen, bb) aufgrund des endgültigen ersten Ergebnisses ein verändertes, die erteilte Anfrage enthaltendes endgültiges erstes Ergebnis durch Ersetzen des anfragenden Eingangsports durch den Zielausgangsport zu bilden, cc) das veränderte endgültige erste Ergebnis an einen Eingangszuteiler (16) weiterzuleiten, e) wobei der Eingangszuteiler (16) dazu geeignet ist, aa) das veränderte endgültige erste Ergebnis von dem Kennzeichnungserteilungsanalysator (15) zu empfangen, bb) ein ausgewähltes verändertes endgültiges erstes Ergebnis einschließlich des veränderten endgültigen ersten Ergebnisses zu bilden, wenn der Eingangsport in derselben Zeile der anfragende Eingangsport ist, der der in dem veränderten endgültigen ersten Ergebnis enthaltenen erteilten Anfrage entspricht, cc) das ausgewählte veränderte endgültige erste Ergebnis an einen Erteilungskaskadierer (19) weiterzuleiten, f) wobei der Erteilungskaskadierer (19) dazu geeignet ist, aa) das ausgewählte veränderte endgültige erste Ergebnis von dem Eingangszuteiler (16) zu empfangen, bb) ein zweites Ergebnis von einem Erteilungskaskadierer einer vorangehenden Vermittlungssteuerung zu empfangen, wobei die vorangehende Vermittlungssteuerung in derselben Spalte oberhalb liegt und wobei das zweite Ergebnis eine vorübergehend akzeptierte Zuordnung enthält, cc) zu entscheiden, ob das ausgewählte veränderte erste Ergebnis oder das zweite Ergebnis ausgewählt wird aaa) entweder als ein neues, an eine nachfolgende, in derselben Spalte weiter unten liegende Vermittlungssteuerung weiterzuleitendes zweites Ergebnis, oder bbb) als endgültiges, eine endgültige akzeptierte Zuordnung enthaltendes zweites Ergebnis, das es einem anfragenden Eingangsport ermöglicht, sich mit einem bezeichneten Ausgangsport zu verbinden, wenn die Vermittlungssteuerung die letzte Vermittlungssteuerung in der Spalte ist, g) einen Ergebnisanalysator (17), dazu geeignet, den Kennzeichnungsanalysator (12) über die akzeptierten Zuordnungen zu informieren.