DE69014597T2

DE69014597T2 - Kommunikations-Vermittlungsmodul.

Info

Publication number: DE69014597T2
Application number: DE69014597T
Authority: DE
Inventors: Michel Andre Robert Henrion
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH04220836A; ATE114911T1; AU7260591A; KR0178797B1; EP0446492B1; ES2067642T3; AU642217B2; KR910017903A; EP0446492A1; CA2038053A1; DE69014597D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungskoppelmodul mit Eingängen und Ausgängen, das in einer Modulstufe eines Mehrwege-Koppelnetzwerkes mit automatischer Wegewahl mit Eingangsanschlüssen und Ausgangsanschlüssen enthalten ist, die jeweils an die Eingänge der Koppelmodule einer ersten Modulstufe bzw. an die Ausgänge der Koppelmodule einer letzten Modulstufe des Koppelnetzwerkes gekoppelt sind, wobei die Koppelmodule Datenzellen von einem ihrer Eingänge zu mindestens einem ihrer Ausgänge übertragen können, und wobei sie aus Koppelelementen mit Ein- und Ausgängen aufgebaut sind und die Datenzellen von einem beliebigen Eingang zu mindestens einem der Ausgänge übertragen können.
Ein solches Übertragungskoppelmodul aus einem einzigen Koppelelement ist in der Technik bereits bekannt, z.B. aus US-Patentschrift 4 550 397. Hierbei besteht das Koppelnetzwerk aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Modulstufen, von denen eine jede eine Mehrzahl von Koppelelementen mit einer verhältnismäßig geringen Größe umfaßt, d.h. mit einer beschränkten Anzahl von Ein- und Ausgängen.
Wie in der Technik gut bekannt, ist es aufgrund der erforderlichen großen Anzahl an Modulstufen und Koppelelementen pro Modulstufe sowohl schwierig als auch kostspielig, ein verhältnismäßig großes Koppelnetzwerk, z.B. mit mehreren Tausend Eingangs- und Ausgangsanschlüssen, aus Koppelelementen einer so geringen Größe herzustellen.
Aufgrund der Beschränkungen der heutigen Technik, die sich dabei ergeben, wird dieses typischerweise auftretende Problem noch kritischer, wenn es sich bei dem Koppelnetzwerk um ein Breitbandkoppelnetzwerk handelt, das mit einer sehr hohen Bitrate arbeitet und aus Koppelelementen besteht, von denen jedes aus einer hochintegrierten Schaltkreis (Large-Scale Integrated circuit, LSI circuit) aufgebaut ist. Tatsächlich sind einerseits die Zwischenverbindungen zwischen den Koppelelementen bei einer so hohen Bitrate problematisch, während andererseits LSI-Schaltkreise eine extrem hohe Verlustleistung aufweisen.
Um sowohl die Anzahl der Modulstufen als auch die Anzahl der Koppelelemente pro Modulstufe des Koppelnetzwerkes reduzieren zu können, wäre es wünschenswert, über ein relativ kleines Koppelelement zu verfügen; leider sind solche Koppelelemente mit der aktuellen Technik noch nicht realisierbar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, aus den verfügbaren Koppelelementen mit vergleichsweise geringer Größe ein Koppelmodul zu bauen, das äquivalent zu einem im Verhältnis größeren Koppelelement für die virtuelle Datenübertragung ist und über dieselben Leistungsmerkmale der Zellenübertragung verfügt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch erreicht, daß jedes Koppelmodul eine Mehrzahl von Stufen von Koppelelementen umfaßt, wobei die Ein- und Ausgänge mit den Eingängen der Koppelelemente einer ersten Stufe bzw. den Ausgängen der Koppelelemente einer letzten Stufe des Koppelmoduls gekoppelt werden,
daß jedes Koppelelement über mindestens drei Ausgänge verfügt, und daß alle seine Ausgänge in Wegewahlgruppen angeordnet sind, von denen jede eine Anzahl von Ausgängen umfaßt, wobei an jeden dieser Ausgänge eine Zelle übertragen werden kann,
daß das Koppelmodul über mindestens drei Ausgänge verfügt, und daß alle seine Ausgänge in Wegewahlgruppen angeordnet sind, von denen jede eine Anzahl von Ausgängen umfaßt, wobei an jeden dieser Ausgänge eine Zelle übertragen werden kann, und wobei jede Modul-Wegewahlgruppe mindestens eine Wegewahlgruppe von mindestens einem Koppelelement der letzten Stufe enthält,
daß die Koppelelemente einer gegebenen Stufe mit den Koppelelementen der folgenden Stufe über Bündel von Li Verbindungsleitungen gekoppelt werden, wobei jede Verbindungsleitung aus einer Ausgangs/Eingangs-Verbindung besteht, und
daß Li mindestens gleich der Anzahl der Ausgänge ist, die die Wegewahlgruppe mit der kleinsten Anzahl von Ausgängen aufweist, die das Koppelelement zur Realisierung einer vorgegebenen Mindestübertragungsleistung bei einer vorgegebenen maximalen Auslastung seiner Ausgänge aufrechterhalten kann.
Wie nachgewiesen werden kann, verfügt das daraus resultierende Koppelmodul im wesentlichen über dieselben Leistungsmerkmale für die Zellenübertragung wie ein einzelnes Koppelelement derselben Größe, d.h. mit derselben Anzahl an Ein- und Ausgängen.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß in der US-Patentschrift 4,561,090 ebenfalls ein Koppelmodul aus miteinander verbundenen Koppelelementen beschrieben wird. Hierbei verfügt das Koppelmodul lediglich über 4 Eingänge und 4 Ausgänge und umfaßt 2 Stufen mit je 4 Koppelelementen. Die Koppelelemente der ersten Stufe haben jedoch lediglich 1 Eingang und 4 Ausgänge, während diejenigen der zweiten Stufe 4 Einlässe und nur 1 Ausgang aufweisen. Darüber hinaus sind die Ausgänge nicht in Wegewahlgruppen angeordnet, die "Bündel" umfassen jeweils nur 1 Verbindungsleitung oder Ausgang/Eingang-Verbindung, und das Koppelnetzwerk, in dem dieses bekannte Koppelmodul verwendet wird, ist kein Mehrwege- Netzwerk.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß jedes Koppelelement über Puffermittel zur Zwischenspeicherung der Zellen verfügt.
Diese Puffermittel dienen dazu, Konflikte zwischen Zellen zu lösen, die derselben Wegewahlgruppe zugeordnet sind. Sie sind so ausgelegt, daß sich auch im ungünstigsten Fall einer Datenübertragung nur eine vorgegebene geringe Wahrscheinlichkeit des Zellenverlustes ergibt; dieser Fall ist durch eine Wegewahlgruppe mit lediglich der Mindestgröße, d.h. mit der kleinstmöglichen Anzahl an Ausgängen, und einer maximalen Datenübertragungsbelastung pro Ausgang gekennzeichnet. Die Datenübertragungsbelastung für die einzelnen Li Verbindungsleitungen, die die Wegewahlgruppe mit der kleinstmöglichen Größe ausmachen, ist so ausgelegt, daß ein vorgegebener Höchstwert, die sogenannte maximale Ausgangsbelastung, bei der das Koppelelement unter Gewährleistung der oben erwähnten geringen Wahrscheinlichkeit eines Zellenverlustes arbeiten kann, nicht überschritten wird.
Anders ausgedrückt ist die Wahrscheinlichkeit eines Zellenverlustes für dieses Koppelmodul im Verhältnis auch dann sehr gering, wenn es sich um eine unsymmetrische oder ungleichmäßige Zellenflußverteilung handelt, z.B., wenn alle Zellen von einer gegebenen kleinen Anzahl an Eingängen an eine gegebene kleine Anzahl an Ausgängen weitergeleitet werden.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, daß jede Datenzelle einem automatischen Wegewahl-Kennzeichen zugeordnet ist, das Wegewahldaten enthält, aus denen mindestens eine der Wegewahlgruppen in jedem Koppelelement ausgewählt wird.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß jede Stufe k Koppelelemente mit EO Ausgängen umfaßt,
daß jedes Koppelelement einer Stufe über die Li Verbindungsleitungen mit jedem Koppelelement der folgenden Stufe verbunden ist, und
daß Li gleich EO dividiert durch k ist.
Die Erfindung kann auch dadurch gekennzeichnet werden, daß das Koppelmodul drei Stufen umfaßt.
Die Erfindung kann des weiteren dadurch gekennzeichnet werden, daß bei jedem Koppelelement der ersten Stufe des Koppelmoduls die Übertragung von Datenzellen aufalle seine Ausgänge verteilt wird, wodurch eine Zelle zu einem beliebigen Koppelelement der zweiten Stufe des Koppelmoduls übertragen werden kann.
Auf diese Weise führen die Koppelelemente der ersten Stufe eines Koppelmoduls eine vollständige Verteilung der Zellenübertragung aufalle Koppelelemente der entsprechenden zweiten Stufe durch.
Die Erfindung kann ebenfalls dadurch gekennzeichnet werden, daß die Eingänge des Koppelmoduls in Eingangsgruppen angeordnet sind, von denen jede eine Anzahl Le von Eingängen umfaßt, so daß eine Zelle, die in ein gegebenes Koppelmodul des Koppelmoduls im Koppelnetzwerk über eine gegebene Eingangsgruppe eingegeben wird, von einem der Le Eingänge empfangen werden kann,
daß Le ein Vielfaches von k ist,
daß eine Eingangsgruppe mit den k Koppelelementen der ersten Stufe des Koppelmoduls über Le dividiert durch k Einlässe eines jeden Koppelelementes der ersten Stufe geteilt ist, und
daß das Koppelmodul lediglich über zwei Stufen verfügt, wobei die Wegewahl der Zellen zu einer Zielmodul-Wegewahlgruppe durch die Ausführung einer Wegewahlfunktion für eine Wegewahlgruppe eines jeden Koppelelementes der ersten und der zweiten Stufe des Koppelmoduls durchgeführt wird, und wobei die Wegewahlfunktion vom automatischen Wegewahl-Kennzeichen abgeleitet wird, das der Zelle zugeordnet ist.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Eingänge des Koppelmoduls in Eingangsgruppen angeordnet sind, von denen eine jede eine Anzahl Le' von Eingängen umfaßt, so daß eine Zelle, die in einem gegebenen Koppelmodul des Koppelnetzwerkes über eine gegebene Eingangsgruppe eingegeben wird, von einem beliebigen der betreffenden Eingänge Le' empfangen werden kann,
daß Le' ein Bruchteil von k ist,
daß eine Eingangsgruppe mit Le' Koppelelementen der ersten Stufe eines Koppelmoduls über einen einzelnen Eingang eines jeden Koppelelementes der ersten Stufe verbunden ist, und
daß das Koppelmodul lediglich zwei Stufen umfaßt, wobei die Wegewahl der Zellen zu einer Zielmodul-Wegewahlgruppe durch die Ausführung einer Wegewahlfunktion für eine Wegewahlgruppe eines jeden Koppelelementes der ersten und der zweiten Stufe des Koppelmoduls durchgeführt wird, und wobei die Wegewahlfunktion vom automatischen Wegewahl-Kennzeichen abgeleitet wird, das der Zelle zugeordnet ist.
Diese letztgenannten Merkmalen ermöglichen es, die Anzahl der Stufen von Koppelelementen in dem Koppelmodul zu reduzieren.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ein- und Ausgänge des Koppelmoduls in einen ersten und einen zweiten Satz aufgeteilt sind, wobei eine Zelle entweder von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des ersten/zweiten Satzes von Ausgängen gemäß einer ersten/zweiten Übertragungsrichtung übertragen wird, oder wobei sie von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des zweiten/ersten Satzes von Ausgängen gemäß einer dritten/vierten Übertragungsrichtung übertragen wird.
Auf diese Weise kann das Übertragungskoppelmodul für die Übertragung in zwei Richtungen verwendet werden, wie aus der Beschreibung genauer hervorgehen wird.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des Koppelmoduls besteht ferner darin, daß die Ein- und Ausgänge jedes Koppelelementes in einen ersten und zweiten Satz aufgeteilt sind, wobei eine Zelle entweder von einem Eingang eines ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang eines ersten/zweiten Satzes von Ausgängen gemäß der ersten/zweiten Übertragungsrichtung übertragen wird, oder wobei sie von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des zweiten/ersten Satzes von Ausgängen gemäß einer dritten/vierten Übertragungsrichtung übertragen wird,
daß der erste/zweite Satz von Eingängen mit dem ersten/zweiten Satz von Eingängen des Koppelelementes der ersten Stufe verbunden ist, und die ersten/zweiten Sätze von Ausgängen des Koppelelementes der letzten Stufe eines Koppelmoduls mit dem ersten/zweiten Satz der betreffenden Ausgänge verbunden sind.
Auf diese Weise kann eine Datenzelle entweder von einem ersten/zweiten Satz von Eingängen eines Koppelmoduls an einen ersten/zweiten Satz der betreffenden Ausgänge gemäß der ersten/zweiten Übertragungsrichtung übertragen werden, indem die ersten/zweiten Sätze von Eingängen und die ersten/zweiten Sätze von Ausgängen des betreffenden Koppelelementes verwendet werden, oder sie kann gemäß der dritten/vierten Übertragungsrichtung - die in diesem Fall "Reflexion" genannt wird - übertragen werden, indem die ersten/zweiten Sätze von Eingängen und die zweiten/ersten Sätze von Ausgängen dieser Koppelelemente verwendet werden.
Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal des Koppelmoduls der Erfindung besteht darin, daß die Einlässe eines jeden Koppelelementes einer ersten Stufe in einen ersten und einen zweiten Satz von Eingängen aufgeteilt sind, die mit dem ersten bzw. zweiten Satz von Eingängen des Koppelmoduls verbunden sind,
daß die Ausgänge eines jede Koppelelementes der letzten Stufe in einen ersten und einen zweiten Satz von Ausgängen aufgeteilt sind, die mit dem ersten bzw. zweiten Satz von Ausgängen des Koppelmoduls verbunden sind, und
daß eine Zelle über das Koppelmodul gemäß der ersten/zweiten Übertragungsrichtung oder gemäß der dritten/vierten Übertragungsrichtung in Übereinstimmung mit einem Richtungsanzeiger übertragen wird, der im automatischen Wegewahl-Kennzeichen der Zelle enthalten ist.
Hierdurch können die Koppelelemente der letzten Stufe eines Koppelmoduls eine Zelle gemäß dem Anzeiger für die Übertragungsrichtung der Zelle an mindestens eine Wegewahlgruppe entweder des ersten oder des zweiten Satzes von Ausgängen und damit entweder an den ersten oder den zweiten Satz von Ausgängen des Koppelmoduls leiten, ohne daß die internen Leitungen der Li Verbindungen, die die Koppelelemente von zwei aufeinanderfolgenden Stufen miteinander verbinden, in einen ersten und einen zweiten Satz von internen Verbindungen aufgeteilt werden müssen.
Die Erfindung kann auch dadurch gekennzeichnet werden, daß das Koppelmodul eine Steuerlogik umfaßt, die die ersten Wegewahl- Modusparameter, die den einzelnen Zellenübertragungsarten über ein Koppelmodul einer bestimmten Modulstufe des Koppelnetzwerkes zugeordnet sind, in zweite Wegewahl-Modusparameter umwandeln kann, die den einzelnen Koppelelementen dieses Koppelmoduls zugeordnet sind, um so die Koppelelemente im Koppelmodul und das Koppelmodul im Koppelnetzwerk intern anzuordnen.
Das Koppelmodul kann auf diese Weise als Äquivalent eines großen Koppelelementes, d.h. eines Koppelelementes mit einer großen Anzahl an Ein- und Ausgängen, verwendet werden, um beliebige der verschiedenen Modulstufen des Mehrwege-Koppelnetzwerkes mit automatischer Wegewahl zur Verfügung zu stellen. Aufgrund der Steuerlogik, die Bestandteil der einzelnen Koppelmodule ist, kann die Konfiguration dieses Koppelnetzwerkes vielmehr ausschließlich über die externe Charakteristik bzw. über die ersten Wegewahl-Modusparameter, die den betreffenden Koppelmodulen (die hier große Koppelelemente sein sollen) zugeordnet werden, definiert werden und damit arbeiten, ohne daß sie von der internen Struktur und der Realisierung dieser Koppelmodule abhängig ist. Ein Vorteil dieses Merkmales besteht darin, daß es bei einer Modifizierung der internen Anordnung der Koppelelemente, die das Koppelmodul bilden, nicht erforderlich ist, die Konfiguration des Mehrstufen-Koppelnetzwerkes zu ändern, die mit Koppelmodulen strukturiert ist, die dieselben ersten Wegewahl-Modusparameter verwenden können. Diese ersten Wegewahl-Modusparameter werden vielmehr in jedem Koppelmodul intern in einen neuen Satz von zweiten Parametern für den Wegewahlmodus umgewandelt, die für die neue interne Anordnung und Realisierung der Koppelelemente geeignet ist.
Eines weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Koppelmodul auf einer Leiterplattenbaugruppe mit einer Mehrzahl von Koppelelementen aufgebaut ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht ferner darin, daß jedes Koppelelement aufeinem integrierten Elektronikschaltkreis aufgebaut ist.
Es ist zu erwarten, daß die Entwicklung der heutigen Technologie dahin geht, daß die physische Größe einer Leiterplattenbaugruppe (Printed Board Assembly, PBA) über einen längeren Zeitraum relativ konstant bleiben wird, während auf der anderen Seite die Komplexität und physische Größe eines integrierten Koppelelementes sich im Laufe der Zeit sehr viel stärker ändern (d.h. zunehmen) wird. Wenn andererseits in Zukunft die Anzahl der Einlässe und Ausgänge eines integrierten Koppelelementes zunimmt, läßt sich mit einiger Wahrscheinlichkeit erwarten, daß die physische Größe des hochintegrierten Schaltkreises (Large Scale Integrated, LSI), aus der es besteht, entsprechend zunimmt. Daher wird die für ein bestimmtes Koppelmodul erforderliche physische Größe, d.h. die physische Größe einer Leiterplattenbaugruppe, im großen und ganzen gleich bleiben, auch wenn die Koppelelemente, aus denen das Modul besteht, und deren Anordnung, die das Koppelmodul ergibt, sich möglicherweise ändert.
Die oben erwähnten sowie andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden offensichtlicher und die Erfindung selbst am besten verständlich, wenn sie im Hinblick auf die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit den jeweiligen Zeichnungen betrachtet werden, wobei
Fig. 1 ein Übertragungskoppelmodul mit drei Phasen SM gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Übertragungskoppelmodul mit zwei Phasen SM' zeigt, das eine Variante des Koppelmoduls SM aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Koppelnetzwerk SN zeigt, wobei die Koppelmodule SM oder SM' verwendet werden;
Fig. 4 ein Übertragungskoppelmodul mit zwei Stufen SM'' zeigt, das eine weitere Variante des Koppelmoduls SM aus Fig. 1 ist;
Fig. 5 ein mögliches Verbindungsschema des Koppelmoduls SM bei einer Übertragung in zwei Richtungen zeigt; und
Fig. 6 das Koppelmodul SM' aus Fig. 2 mit dem entsprechenden Zusatzschaltkreis zeigt.
Das in Fig. 1 abgebildete Übertragungskoppelmodul SM oder eine Variante SM' aus Fig. 2 bildet einen Bestandteil einer Modulstufe eines Mehrwege-Koppelnetzwerkes mit automatischer Wegewahl SN wie in Fig. 3 abgebildet und in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung beschrieben, die am selben Datum eingereicht wurde wie die vorliegende Erfindung, und die den folgenden Titel trägt: "RESEAU DE COMMUTATION A TRAJETS MULTIPLES ET A AUTOACHEMIEMENT POUR LA COMMUTATTON DE CELLULES A MULTIPLEXAGE TEMPOREL ASYNCHRONE". Genauer gesagt kann jede Schaltmatrix SX davon entweder aus einem Koppelmodul SM oder vorzugsweise aus seiner Variante SM' bestehen, wie weiter unten näher erläutert wird.
Das Koppelnetzwerk SN ist ein digitales Koppelnetzwerk für die Datenfernübertragung, mit dem Datenzellen oder -pakete in Form von digitalen Signalen von einem seiner Eingangsanschlüsse IP1 bis IPM an einen oder mehrere seiner Ausgangsanschlüsse OP1 bis OPN übertragen werden können. SN weist z.B. eine gefaltete Mehrfachebenenstruktur auf und ist aus Schaltmatrizen SX aufgebaut, die in Eingangsgruppen von Matrizen IG1 bis IGX, Koppelebenen PL1 bis PLP und Ausgangsgruppen von Matrizen OG1 bis OGY angeordnet sind, die wiederum, wie abgebildet, durch Bündel von Le externen Leitungen oder Zwischenverbindungen zwischen den einzelnen Schaltmatrizen SY von aufeinanderfolgenden Modulstufen (z.B. P1-P2-P3) dieses Koppelnetzwerkes SN miteinander verbunden sind. Jede Schaltmatrix kann aus einem Koppelelement, wie in der Patentanmeldung PCT/EP89/000942 beschrieben wird, aufgebaut sein. Dieses Koppelelement arbeitet dann gemäß einer Wegewahllogik, wie sie in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung beschrieben wird, die am selben Datum wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde und den folgenden Titel hat: "ROUTING LOGIC MEANS FOR A COMMUNICATION SWITCHING ELEMENT".
Eine Besonderheit dieses Koppelelementes besteht darin, daß die Ausgänge in mehreren Ausgangsgruppen genannt "Wegewahlgruppen" angeordnet sind, und daß eine Zelle, die an einem Eingang dieses Koppelelementes empfangen wird, zu einer oder bei Mehrfachadressierung zu mehreren - dieser Wegewahlgruppen übertragen wird, anstelle an einen einzigen Ausgang übertragen zu werden. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Zelle dann an einem beliebigen der Ausgänge austreten kann, die Bestandteil ihrer Ziel-Wegewahlgruppe sind.
Um ein sehr großes Koppelnetzwerk SN zu realisieren, d.h. ein Netzwerk mit mehreren Tausend von Eingangsanschlüssen IP1 bis IPM und Ausgangsanschlüssen OP1 bis OPN, sind Koppelelemente mit einer großen "Größe", d.h. mit einer großen Anzahl von Ein- und Ausgängen, erforderlich. Die Koppelelemente sind jedoch aufeinem hochintegrierten LSI-Schaltkreis aufgebaut, und mit der aktuellen Technik ist es nicht möglich, Koppelelemente mit mehr als z.B. 32 Eingängen und 32 Ausgängen zu realisieren. Dieses Problem kann gelöst werden, indem das Koppelmodul SM als Schaltmatrix SX verwendet wird, das ein Unternetzwerk der realisierbaren Koppelelemente ist, die so angeordnet sind, daß dieses Koppelmodul SM als ein großes virtuelles Koppelelement fungiert, z.B. mit 128 Eingängen und 128 Ausgängen, die im folgenden Einbzw. Ausgänge genannt werden.
Ein solches Koppelmodul SM ist in Fig. 1 abgebildet. SM verfügt über 128 Eingänge MI001 bis MI128 und 128 Ausgänge MO001 bis MI128 und umfaßt drei Stufen mit je k = 4 Koppelelementen, ISE11-14, ISE21-24 und ISE31-34. Jedes Koppelelement ISE11-14 der ersten Stufe hat 32 Einlässe, die mit 32 festgelegten Eingängen, z.B. MI001 bis MI032, des Koppelmoduls SM verbunden sind, und verfügt ferner über EO = 32 Ausgänge, die in 4 Bündel von Li = 8 Ausgängen angeordnet sind. Die 32 Einlässe der Koppelelemente ISE21-24 der zweiten Stufe sind in 4 Bündel mit je Li = 8 Eingängen aufgeteilt. Ebenso sind ihre EO = 32 Ausgänge in 4 Bündel mit je Li = 8 Ausgängen aufgeteilt. Die 32 Einlässe der Koppelelemente ISE31-34 der dritten und letzten Stufe sind schließlich in 4 Bündel mit je Li = 8 Eingängen aufgeteilt, während jeder ihrer EO = 32 Ausgänge mit einem Ausgang, z.B. MO001/032, des Koppelmoduls SM verbunden ist. Jedes Koppelelement ISE11-14/ISE21-24 der ersten/zweiten Stufe ist über eines der oben erwähnten Bündel mit jedem Koppelelement ISE21-24/ISE31-34 der folgenden Stufe verbunden. Diese Ausgang/Eingang- Verbindungen werden also mit Bündeln von Li = 8 Verbindungsleitungen realisiert.
Es muß ebenfalls darauf hingewiesen werden, daß die oben erwähnte Größe, d.h. maximal 32 Einlässe und 32 Ausgänge, des aufeinem LSI-Schaltkreis aufgebauten Koppelelementes ISE hauptsächlich durch den Platz begrenzt wird, den die integrierten Mittel für die Zellenpufferspeicherung beanspruchen. Diese Mittel für die Zellenpufferspeicherung sind erforderlich, um die Zellen bei ihrer Übertragung im Koppelelement zwischenzuspeichern, um mögliche Konflikte zwischen Zellen, die für dieselbe Ziel- oder Wegewahlgruppe vorgesehen sind, zu vermeiden. Der durch die Puffermittel in Anspruch genommene Platz nimmt jedoch ab, wenn die Anzahl der Ausgänge, die eine Wegewahlgruppe ausmachen, zunimmt. Eine Zelle mit einer bestimmten Ziel-Wegewahlgruppe kann vielmehr an einen beliebigen Ausgang übertragen werden, der Teil dieser Wegewahlgruppe ist; wenn mindestens einer dieser Ausgänge frei ist, muß die Zelle in diesem Fall nicht zwischengespeichert werden.
Der ungünstigste Fall ist also durch eine vorgegebene maximale Zellenübertragungsbelastung der einzelnen Ausgänge einer Wegewahlgruppe sowie durch eine "kleinste" mögliche Wegewahlgruppe definiert, d.h. eine Gruppe mit der kleinsten oder minimalen Anzahl an Ausgängen, bei der der erforderliche Wahrscheinlichkeitswert eines Zellenverlustes noch gewährleistet ist. Die Mittel für die Zellenpufferspeicherung sind beispielsweise so ausgelegt, daß sie in diesem ungünstigsten Fall eine Wahrscheinlichkeit eines Zellenverlustes von 10&supmin;¹&sup0; aufweisen.
Im aktuellen Beispiel wird angenommen, daß Wegewahlgruppen mit 8 Ausgängen eine solche akzeptable Datenübertragungsleistung für die einzelnen Koppelelemente ISE des Koppelmoduls SM erzielen. Es muß darauf hingewiesen werden, daß in diesem Fall jede Wegewahlgruppe einem der oben erwähnten Bündel mit Li = 8 Ausgängen, d.h. den internen Verbindungsleitungen oder Ausgang/Eingang-Verbindungen der Koppelelemente ISE im Koppelmodul SM, entspricht.
Da das Koppelmodul SM als ein äquivalentes, einzelnes virtuelles Koppelelement mit einer großen Größe, z.B. 128 Eingängen und 128 Ausgängen, fungieren muß, muß es eine ähnliche Zellenübertragungsleistung aufweisen. Dies bedeutet, daß auch das Koppelmodul SM über eine sehr niedrige Wahrscheinlichkeit eines Zellenverlustes für einen beliebigen Zellenübertragungsfluß zwischen seinen 128 Eingängen und seinen 128 Ausgängen verfügen muß.
Um dies zu gewährleisten, führen die Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe eine vollständige "Verteilung" der Zellenübertragung aufalle Koppelelemente ISE21-24 der zweiten Stufe durch. Diese "Verteilung" bedeutet, daß eine Zelle, die an einem beliebigen Eingang eines Koppelelementes ISE11-14 der ersten Stufe empfangen wurde, an eine der vier betreffenden Wegewahlgruppen und damit ebenfalls an einen der 32 betreffenden Ausgänge übertragen werden kann. Umgekehrt führen die Koppelelemente ISE21-24 der zweiten Stufe eine "Wegewahl" für die Zellen zu den entsprechenden Wegewahlgruppen durch, um die einzelnen Zellen zu einem der Koppelelemente ISE31-34 der dritten Stufe zu übertragen, die mit dem Zielausgang des Koppelmoduls SM dieser Zelle verbunden sind.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß neben den Koppelelementen auch die Ausgänge MO001/128 des Koppelmoduls SM in Wegewahlgruppen angeordnet sind, die "Modul-Wegewahlgruppen" genannt werden. So kann das Koppelmodul SM beispielsweise aus 16 Modul-Wegewahlgruppe mit je 8 Ausgängen bestehen.
Allgemeiner ausgedrückt umfaßt bei einem Koppelmodul SM mit einer Größe von N x N, z.B. 128 Eingänge x 128 Ausgänge, das aus einem Unternetzwerk von Koppelelementen ISE mit einer Größe n x n, z.B. 32 Einlässe x 32 Ausgänge, besteht, jede Stufe dieses Unternetzwerkes k = N/n, d.h. 4 = 128/32, Koppelelemente ISE, und die Bündel zwischen den Koppelelementen von zwei aufeinanderfolgenden Stufen umfassen jeweils Li = n/k, d.h. 8 = 32/4, interne Verbindungsleitungen oder Ausgang/Eingang-Verbindungen.
Darüber hinaus muß die "Mindestgröße" der Wegewahlgruppen, d.h. die Größe der kleinsten Wegewahlgruppe kleiner oder gleich Li sein. Folglich kann nachgewiesen werden, daß, falls Lim die Mindestgröße der Wegewahlgruppen aufweist, die wie oben beschrieben für ein Koppelelement ISE festgelegt wurde, die maximale, dem Koppelmodul SM zur Verfügung stehende Kapazität Nmax = n²/Lim, d.h. 128 = 32²/8, beträgt.
Umgekehrt würde ein Koppelmodul SM mit lediglich zwei anstelle von drei Stufen der Koppelelemente ISE bei manchen Fällen eines ungleichmäßigen Zellenübertragungsflusses zwischen den Ein- und Ausgängen zu einer zu hohen Zellenübertragungsbelastung der internen Verbindungsleitungen zwischen diesen beiden Stufen führen.
Es ist jedoch möglich, ein Koppelmodul mit einer geringeren Anzahl von Stufen der Koppelelemente ISE zu realisieren, wenn die Eingänge dieser Koppelmodule selbst in "Eingangsgruppen" angeordnet sind, die mit den entsprechenden Modul-Wegewahlgruppen der Koppelmodule der vorhergehenden Modulstufe im Koppelnetzwerk SN verbunden sind.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines zweiphasigen Koppelmoduls SM'. Die 128 Eingänge von SM' sind in 32 Eingangsgruppen G01 bis G32 mit je Le = 4 Eingängen angeordnet und mit den entsprechenden Eingängen der oben genannten Bündel des Koppelnetzwerkes NS verbunden, die durch dieselbe Anzahl Le von externen Verbindungsleitungen gebildet werden. Diese Le Eingänge der einzelnen Eingangsgruppen G01/32 sind gleichmäßig über die k = 4 Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe von SM' verteilt. Anders ausgedrückt ist jede Eingangsgruppe G01/32 über Le/k = 1 Verbindungsleitung mit jedem Koppelelement ISE11-14 der ersten Stufe von SM' verbunden.
Ein solches zweiphasiges Koppelmodul SM' wird z.B. dem oben beschriebenen dreiphasigen Koppelmodul für die Verwendung in einem Mehrwege-Koppelnetzwerk mit automatischer Wegewahl SN vorgezogen, wie es in Fig. 3 dargestellt und in der oben erwähnten, gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung beschrieben wird, die sich auf ein solches Modul bezieht. Bei dieser Anmeldung basiert das Koppelnetzwerk SN auf dem Prinzip der "systematischen Zufallsverteilung" der Zellenübertragung auf alle Le externen Verbindungsleitungen der einzelnen Modul-Wegewahlgruppen. Dies bedeutet, daß die Belastung mit dem Zellenübertragungsfluß von jedem Koppelmodul einer vorhergehenden Modulstufe automatisch gleichmäßig auf alle Koppelelemente der ersten Stufe der Koppelmodule SM' der folgenden Modulstufe in diesem Koppelnetzwerk SN verteilt wird. In diesem Fall kann die Stufe der Koppelelemente, die die "Verteilung", d.h. die erste Stufe des Koppelelementes ISE11-14 im dreiphasigen Koppelmodul SM aus Fig. 1, durchführen, eliminiert werden. Als Ergebnis können die drei Stufen des Koppelmoduls SM auf die lediglich zwei Stufen des bevorzugten Koppelmoduls SM' aus Fig. 2 reduziert werden, wobei die oben erwähnten Leistungsbedingungen auch bei einer ungleichmäßigen oder unsymmetrischen Zellenübertragungsverteilung gewährleistet sind.
Allgemeiner ausgedrückt muß im Koppelmodul SM' die Anzahl Le der externen Verbindungsleitungen der einzelnen Eingangsgruppen gleich oder ein Vielfaches der Anzahl k der Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe sein, auf die die Le Verbindungsleitungen dieser Eingangsgruppen verteilt werden müssen.
Wenn die Anzahl der externen Verbindungsleitungen, z.B. Le', jedoch kleiner als k ist, besteht eine mögliche Lösung darin, diese Le' Verbindungsleitungen der einzelnen Eingangsgruppen nur aufeinen Teil der k Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe zu verteilen, z.B. auf eines von zwei Koppelelementen. Dies ist der Fall für das Koppelmodul SM'' aus Fig. 4, das über 64 Eingangsgruppen G01' bis G64' mit je Le' = 2 Eingängen verfügt, wobei k auch hier gleich 4 ist.
Die Größe N x N mit 128 Eingängen 128 Ausgängen der oben beschriebenen Koppelmodule SM, SM' oder SM'' hat sich in der Vergangenheit als relativ stabil erwiesen; dies gilt auch für die zukünftige Entwicklung. Ein solches Koppelmodul mit 8 (bei SM1 oder SM'') bzw. 12 (bei SM) Koppelelementen ISE, die jeweils auf einem einzelnen LSI-Schaltkreis aufgebaut sind, kann vielmehr auf einer standardmäßigen Leiterplattenbaugruppe (PBA) aufgebaut werden; es ist zu erwarten, daß die Entwicklung der aktuellen Technik dahin geht, daß die physische Größe einer solchen Leiterplattenbaugruppe über einen verhältnismäßig langen Zeitraum ziemlich konstant bleiben wird, während die Komplexität und physische Größe der LSI-Schaltkreise sich dagegen sehr viel schneller ändern (zunehmen) wird. Dies bedeutet, daß eine konstante Kompatibilität des Koppelmoduls mit der verfügbaren Ausrüstung auch dann gewährleistet sein wird, wenn die Größe der Koppelelemente, d.h. die Anzahl der Ein- und Ausgänge, zunimmt, und daß daher die Anzahl der Koppelelemente pro Koppelmodul abnehmen wird. Anders ausgedrückt wird die physische Größe der Koppelmodule wahrscheinlich auch dann konstant bleiben, wenn ihre internen Unternetzwerke aufgrund von Änderungen in der Größe und Anzahl der Koppelelemente, aus denen sie bestehen, modifiziert werden.
Bis hierher wurden die oben beschriebenen Koppelmodule SM, SM' und SM'' mit 128 Eingängen und 128 Ausgängen lediglich als in eine Richtung wirkend betrachtet. Sie können jedoch zu "Zweiweg"-Koppelmodulen mit beispielsweise 64 Eingängen und 64 Ausgängen pro "Richtung" der Zellenübertragung werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Datenübertragung in zwei Richtungen kann z.B. durch die Unterteilung der Ein- und Ausgänge des Koppelmoduls, z.B. SM, in zwei verschiedene Sätze mit je 64 Eingängen und 64 Ausgängen erreicht werden, z.B. aufeiner Ungerade/Gerade-Basis einer zugewiesenen Eingangs-/Ausgangsnummer oder einer entsprechenden Eingangs-/Wegewahlgruppennummer. Eine weitere, in Fig. 5 dargestellte Möglichkeit besteht in der Unterteilung der 128 Eingänge und 128 Ausgänge des SM in je einen ersten und einen zweiten Satz, wobei der erste Satz von Eingängen/Ausgängen die Eingänge MI001 bis MI064/Ausgänge MO001 bis M0064 und der zweite Satz von Eingängen/Ausgängen die Eingänge MI065 bis MI128/Ausgänge MO065 bis MO128 umfaßt. Eine Zelle, die vom ersten Satz von Eingängen MI001-064 an den ersten Satz von Ausgängen MO001-064 weitergeleitet wird, wird gemäß einer ersten direkten Übertragungsrichtung A übertragen, während eine Zelle, die vom zweiten Satz von Eingängen MI065-128 an den zweiten Satz von Ausgängen MO065-128 weitergeleitet wird, gemäß einer zweiten direkten Übertragungsrichtung B übertragen wird. Eine Zelle, die von einem ersten/zweiten Satz von Eingängen an einen zweiten/ersten Satz von Ausgängen weitergeleitet wird, wird gemäß einer reflektierten Übertragungsrichtung C/D "reflektiert".
Diese Zweiwegfunktion des Koppelmoduls SM ist jedoch nur möglich, da jedes Koppelelement ISE, aus dem es besteht, gemäß demselben oben beschriebenen Prinzip der Unterteilung ebenfalls in zwei Richtungen arbeiten kann, wie auch in der oben erwähnten Patentanmeldung zu dem Koppelelement beschrieben wird. Genauer gesagt sind die Einlässe der Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe des Koppelmoduls SM dem ersten oder dem zweiten Satz von Eingängen zugeordnet, wobei dies z.B. von der Zahl dieser Einlässe abhängt. Dasselbe gilt für die Ausgänge der Koppelelemente der letzten Stufe des Koppelmoduls SM. Zusätzlich kann jedes Bündel von Li internen Verbindungsleitungen zwischen den Koppelelementen von zwei aufeinanderfolgenden Stufen des Koppelmoduls SM in zwei Gruppen mit Li/2 internen Verbindungsleitungen oder Ausgang/Eingang-Verbindungen aufgeteilt werden, wobei jede dieser Gruppen einem der oben erwähnten Sätze von Ein- und Ausgängen entspricht. In diesem Fall muß die Anzahl der Verbindungsleitungen in der "kleinsten Wegewahlgruppe", die das Koppelelement für den ungünstigsten Fall akzeptieren kann, kleiner oder gleich Li/2 sein.
Um die Aufteilung aller Bündel von Li internen Verbindungsleitungen zwischen Koppelelementen in zwei Gruppen von Li/2 Verbindungsleitungen zu vermeiden, kann es alternativ hierzu ausreichend sein, daß die Koppelelemente ISE21-24 oder ISE31-34 der letzten Stufe dieses Koppelmoduls SM eine Zelle an die Ausgänge weiterleiten, die entweder zu dem ersten oder dem zweiten Satz von Ausgängen gehören. Die direkte oder reflektierte Übertragung der Zelle in den Koppelelementen der letzten Stufe, wie sie durch die Wegewahllogik aus der Analyse der Wegewahldaten zu der Zelle ermittelt wurde, kann dann mittels eines dieser Zelle zugeordneten Richtungsanzeigers, z .B. einem eingehenden/ausgehenden Bit, erfolgen.
Wenn die Wegewahllogik eine direkte Übertragung auswählt, bezieht sich die Wegewahl entweder auf den eingehenden oder auf den ausgehenden Satz von Ausgängen, wie durch den Richtungsanzeiger angezeigt wird. Wenn die Wegewahllogik dagegen eine reflektierte Übertragung auswählt, bezieht sich die Wegewahl auf die Übertragungsrichtung, die derjenigen, die vom Richtungsanzeiger angezeigt wird, entgegengesetzt ist, d.h. der Richtungsanzeiger muß dann invertiert werden.
Die Ermittlung der direkten oder reflektierten Übertragung durch die Wegewahllogik wird in der oben erwähnten gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung, die sich auf die Wegewahllogik für ein Koppelelement bezieht und auch auf das hier behandelte Koppelmodul SM angewendet werden kann, genauer beschrieben.
Obwohl bisher nur die Aufteilung der Ausgänge in einen ersten und einen zweiten Satz erwähnt wurde, muß darauf hingewiesen werden, daß letzteres auf ähnliche Art und Weise auf die Aufteilung von Wegewahlgruppen bzw. Modul-Wegewahlgruppen zutrifft.
Die zuletzt erwähnte Patentanmeldung zur Wegewahllogik beschreibt außerdem ein Kennzeichen für die automatische Wegewahl (SRT), das einer über das Koppelnetzwerk SN übertragenen Zelle zugeordnet ist, die einen Wegewahl-Steuercode (Routing-Control- Code, RCC) enthält, der eine bestimmte Sequenz von Wegewahlfunktionen anzeigt, die durch die aufeinanderfolgenden Koppelelemente ISE dieses Koppelnetzwerkes SN, über das die Zelle übertragen wird, ausgeführt werden sollen. Eine solche Sequenz von Wegewahlfunktionen wird "Übertragungsmuster" genannt. Dies bedeutet, daß ein einzelner Wegewahl-Steuercode die Ausführung von verschiedenen Wegewahlfunktionen in verschiedenen Koppelelementen ISE veranlaßt, durch die die Zelle geleitet wird. Anders ausgedrückt ist der Wegewahl-Steuercode ein indirekter Anzeiger für die Wegewahlfunktion, die in einem Koppelelement ISE für ein gegebenes Übertragungsmuster ausgeführt werden soll. Die Wegewahlparameter der in einem bestimmten Koppelelement ISE aus zuführenden Wegewahlfunktion werden erhalten, indem der Wegewahl- Steuercode als Hinweismarkierung verwendet wird, um ein Datenwort auszuwählen, das in einem Wegewahl-Steuercode-Umsetzungsspeicher (Routing-Control-Code Translation Memory, RCCTM) gespeichert ist, der in jedem Koppelelement ISE enthalten ist. Die in dem ausgewählten Datenwort enthaltenen Wegewahlparameter können z.B. aus einem Wegewahl-Typcode, einem Reflektionsanzeiger und mindestens einem Wegewahl-Modusparameter bestehen.
Der Wegewahl-Typcode gibt den Typ der Wegewahlfunktion an, die vom Koppelelement ISE ausgeführt werden soll. Die folgenden Arten von Wegewahlfunktionen sind möglich:
- "Gruppen-Wegewahl": Die Zelle wird von einem Eingang zu einer ausgewählten Wegewahlgruppe des Koppelelementes ISE übertragen;
- "Mehradressaten-Wegewahl": Die Zelle wird zu einem Mehrzahl von Wegewahlgruppen übertragen;
- "Verteilung": Die Zelle kann zu einer beliebigen Wegewahlgruppe übertragen werden, d.h. zu einem der Ausgänge des Koppelelementes ISE;
- "Physische Wegewahl": Die Zelle muß nicht an eine Wegewahlgruppe, sondern an einen vorgegebenen einzelnen Ausgang übertragen werden; und
- "Dedizierte Wegewahl": Die Zelle wird von einem Eingang zu einem zusätzlichen dedizierten Ausgang übertragen, der ausschließlich für spezielle Steueraufgaben verwendet wird.
Der Wegewahl-Modusparameter gibt in Übereinstimmung mit dem Reflektionsanzeiger und der anfänglichen Eingangs/Ausgangsrichtung (abgeleitet von der Eingangsnummer oder bereitgestellt durch das oben erwähnte, der Zelle zugeordnete Richtungsanzeigebit), d.h. zur Bestimmung der zu verwendenden Übertragungsrichtung A, B, C oder D, die Adresse oder Kennung beispielsweise der Wegewahlgruppe an, die als Ziel für die Zelle ausgewählt werden soll.
Alle Daten, die in den Datenwörter des Wegewahl-Steuercode-Umsetzungsspeichers enthalten sind, sind eine Funktion der Art des verwendeten Koppelnetzwerkes SN sowie der Position der einzelnen Koppelelemente ISE in diesem Koppelnetzwerk SN.
Diese Position ist beispielsweise durch eine Nummer definiert, die der Kennzeichnung der Modulstufe im Koppelnetzwerk SN entspricht, zu dem das Koppelmodul SM gehört, sowie durch eine Nummer, die der Position dieses Koppelelementes SM in dieser Modulstufe entspricht.
Da das Koppelmodul SM aus einem Unternetzwerk des Koppelelementes SN besteht und sich unabhängig von der internen Anordnung oder Architektur als Koppelelement mit einer virtuellen großen Größe verhalten muß, muß das Koppelmodul SM in der Lage sein, den oben erwähnten Wegewahl-Steuercode im automatischen Wegewahl-Kennzeichen der dort empfangenen Zellen verarbeiten zu können. Dies wird durch die Verwendung eines Hilfsschaltkreises möglich gemacht, der in Fig. 6 als Beispiel dem Koppelmodul SM' aus Fig. 2 zugeordnet ist.
Der Hilfsschaltkreis kann im wesentlichen aus einer Steuerlogik oder Mikroprozessoreinheit UP, einem Netzwerkdatenspeicher NDM und einem Wartungsprogramm MTR bestehen, wobei alle Bestandteile auf derselben Leiterplattenbaugruppe (PBA) wie das Koppelmodul SM' aufgebaut sind.
Der Netzwerkdatenspeicher NDM speichert Netzwerkinformationen, die aus Daten bestehen, die kennzeichnend für die Art des Koppelnetzwerkes SN sind, zu dem das Koppelmodul SM' gehört, z.B. eine Konfiguration eines gefalteten Nehrwege-Koppelnetzwerkes mit automatischer Wegewahl SN. Diese Netzwerkdaten können an die Mikroprozessoreinheit UP übertragen werden, mit der der Netzwerkdatenspeicher NDM verbunden ist. Die Mikroprozessoreinheit UP ist des weiteren mit einem Steuerterminal BI der Leiterplattenbaugruppe verbunden, der in eine Steckverbindung, z.B. auf der Rückplatte des Koppelnetzwerkes SN, eingesteckt ist, worüber dann die oben erwähnte Modulstufennummer und die Positionsnummer dieses Koppelmoduls SM' bereitgestellt werden. Wenn sowohl die Netzwerkdaten vom Netzwerkdatenspeicher NDM und die Zahlen über das Steuerterminal El empfangen wurden, kann die Mikroprozessoreinheit UP die oben erwähnten Datenwörter erzeugen, um die Wegewahl-Steuercode-Umsetzungsspeicher der einzelnen Koppelelemente ISE11-14; ISE21-24 des Koppelmoduls SM' auszufüllen. Hierzu ist die Mikroprozessoreinheit UP mit jedem dieser Koppelelemente ISE11-14; ISE21-24 über das Wartungsprogramm MTR verbunden, das als eine Schnittstelleneinheit verwendet wird, um die erzeugten Datenwörter in die Speicher der betreffenden Koppelelemente zu laden. In der Praxis werden alle Koppelelemente ISE11-14 der ersten Stufe des Koppelmoduls SM' sowie alle Koppelelemente ISE21-24 der zweiten Stufe dieses Koppelmoduls SM' mit identischen Datenwörtern versehen, um ihren jeweiligen Wegewahl-Steuercode-Umsetzungsspeicher zu füllen.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Wegewahl-Steuercode- Umsetzungsspeicher der Koppelelemente ISE11-14 und ISE21-24 während einer Initialisierungsphase des Koppelnetzwerkes SN geladen werden.
Ebenso muß darauf hingewiesen werden, daß der Netzwerkdatenspeicher NDM entweder ein permanenter Speicher oder ein Schreib-Lese-Speicher sein kann, in den diese Netzwerkdaten während der Initialisierungsphase des Koppelnetzwerkes SN geladen werden. Im letzteren Fall werden die Netzwerkdaten dem Netzwerkdatenspeicher NDM mittels Steuerzellen bereitgestellt, die über das Koppelnetzwerk SN übertragen und von einem der Koppelelemente des Koppelmoduls SM' empfangen wurden. Diese Steuerzellen werden dann von diesem Koppelelement über das Wartungsprogramm MTR und die Mikroprozessoreinheit UP an den Netzwerkdatenspeicher NDM weitergeleitet.
Wie ebenfalls aus Fig. 6 ersichtlich ist, können die oben erwähnten Bündel von Le externen Verbindungsleitungen, z.B. 32 Bündel mit je Le = 4 Verbindungsleitungen, die die Eingangsgruppe G01 bis G32 des Koppelmoduls SM' bilden, durch eine einzelne Leitung ersetzt werden, die ein 4-Kanal-Multiplexsignal überträgt. Am Eingang des Koppelmoduls SM' werden diese Signale dann durch die Demultiplexer DX01 bis DX32 gedemultiplext, wobei jeder dieser Demultiplexer DX01/32 über 4 Ausgänge verfügt, die mit bestimmten Koppelelementen ISE11-14 der ersten Stufe von SM' verbunden sind. Entsprechend werden am Ausgang des Koppelmoduls SM' die Signale. d.h. die Zellen, an den Ausgängen des Koppelelementes ISE21-24 der letzten Stufe durch die Multiplexer MX01 bis MX32 gemultiplext, so daß sie die abgebildeten Modul-Wegewahlgruppen OG01 bis OG32 ergeben.
Die Funktionsprinzipien der Erfindung wurden in der obigen Beschreibung zwar in Verbindung mit spezifischen Vorrichtungen erläutert, diese Beschreibung darf jedoch lediglich als Beispiel und nicht als ausschließlicher Anwendungsumfang der Erfindung verstanden werden.

Claims

1. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') mit Eingängen und Ausgängen, das in einer Modulstufe eines Mehrwege-Koppelnetzwerkes mit automatischer Wegewahl (SN) enthalten ist, das Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse umfaßt, die an die Eingänge der Koppelmodule einer ersten Modulstufe bzw. an die Ausgänge der Koppelmodule einer letzten Modulstufe des Koppelnetzwerkes gekoppelt sind, wobei die Koppelmodule Datenzellen von einem beliebigen ihrer Eingänge zu mindestens einem ihrer Ausgänge übertragen können und aus Koppelelementen (ISE) aufgebaut sind, die jeweils über Einlässe und Ausgänge verfügen und die Datenzellen von einem beliebigen ihrer Einlässe zu mindestens einem ihrer Ausgänge übertragen können,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Koppelmodul (SM, SM', SM'') eine Mehrzahl von Stufen (ISE11-14; ISE21-24; ISE31- 34) von Koppelelementen (ISE) umfaßt, wobei die Eingänge und Ausgänge an Einlässe der Koppelelemente einer ersten Stufe (ISE11-14) bzw. an Ausgänge der Koppelelemente einer letzten Stufe (ISE21-24; ISE31-34) des Koppelmoduls (SM, SM', SM'') gekoppelt sind,

daß jedes Koppelelement (ISE) über mindestens drei Ausgänge verfügt, und daß alle seine Ausgänge in Wegewahlgruppen angeordnet sind, von denen jede eine Anzahl von Ausgängen umfaßt, an die eine Zelle übertragen werden kann,

daß das Koppelmodul (SM, SM', SM'') über mindestens drei Ausgänge verfügt, und daß alle seine Ausgänge in Modul- Wegewahlgruppen angeordnet sind, von denen jede eine Anzahl von Ausgängen umfaßt, an die eine Zelle übertragen werden kann, wobei jede Modul-Wegewahlgruppe mindestens eine Wegewahlgruppe die mindestens ein Koppelelement der letzten Stufe (ISE21-24; ISE31-34) umfaßt,

daß die Koppelelemente einer gegebenen Stufe (ISE11-14; ISE21-24) an die Koppelelemente der folgenden Stufe (ISE21- 24; ISE31-34) über Bündel von Li (8) Verbindungsleitungen gekoppelt sind, wobei jede der Verbindungsleitungen aus einer Ausgang/Eingang-Verbindung besteht, und

daß Li (8) mindestens gleich der Anzahl der Ausgänge ist, die in der Wegewahlgruppe mit der kleinsten Anzahl an Ausgängen enthalten sind, die das Koppelelement ISE benötigt, um eine vorgegebene Mindestübertragungsleistung bei einer vorgegebenen Maximalbelastung der Ausgänge zu realisieren.

2. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Koppelelement über Puffermittel zum Sperren der Zellen verfügt.

3. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenzelle einem automatischen Wegewahl-Kennzeichen mit Wegewahldaten zugeordnet ist, aus denen mindestens eine der Wegewahlgruppen in jedem Koppelelement (ISE) ausgewählt wird.

4. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe (ISE11-14; ISE21-24; ISE31-34) k (4) Koppelelemente (ISE) umfaßt, von denen jede EO (32) Ausgänge hat,

daß jedes Koppelelement einer Stufe (ISE11-14; ISE21-24) mit jedem Koppelelement der folgenden Stufe (ISE21-24; ISE31-34) über Li (8) Verbindungsleitungen verbunden ist, und

daß Li (8) gleich EO (32) dividiert durch k (4) ist.

5. Übertragungskoppelmodul (SM) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmodul (SM) drei Stufen (ISE11- 14; ISE21-24; ISE31-34) umfaßt.

6. Übertragungskoppelmodul (SM) gemäß den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Koppelelement der ersten Stufe (ISE11-14) des Koppelmoduls (SM) die Übertragung von Datenzellen auf alle seine Ausgänge verteilt wird, wobei eine Zelle an ein beliebiges Koppelelement der zweiten Stufe (ISE21-24) des Koppelmoduls (SM) übertragen werden kann.

7. Übertragungskoppelmodul (SM) gemäß den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegewahl der Zellen zu einer Zielmodul-Wegewahlgruppe durch die Ausführung einer Wegewahlfunktion für eine Wegewahlgruppe eines jeden Koppelelementes der zweiten (ISE21-24) und einer dritten Stufe (ISE31-34) des Koppelmoduls (SM) ausgeführt wird, wobei die Wegewahlfunktion vom automatischen Wegewahl-Kennzeichen abgeleitet wird, das der Zelle zugeordnet ist.

8. Übertragungskoppelmodul (SM') gemäß den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Koppelmoduls (SM') in Eingangsgruppen (G01-32) mit je einer Anzahl Le (4) von Eingängen angeordnet sind, so daß eine Zelle, die an ein gegebenes Koppelmodul (SM') des Koppelnetzwerkes (SN) über eine gegebene Eingangsgruppe (G01/32) ausgegeben wird, an einem beliebigen der Le (4) Eingänge empfangen werden kann,

daß Le (4) ein Mehrfaches von k (4) ist,

daß eine Eingangsgruppe (G01/32) mit den k (4) Koppelelementen der ersten Stufe (ISE11-14) des Koppelmoduls (SM') über Le (4) dividiert durch k (4) Einlässe der einzelnen Koppelelemente der ersten Stufe (ISE11-14) verbunden ist, und

daß das Koppelmodul (SM') lediglich zwei Stufen (ISE11-14; ISE21-24) umfaßt, wobei die Wegewahl der Zellen zu einer Zielmodul-Wegewahlgruppe durch die Ausführung einer Wegewahlfunktion für eine Wegewahlgruppe eines jeden Koppelelementes der ersten (ISE11-14) und der zweiten Stufe (ISE21-24) des Koppelmoduls (SM') durchgeführt wird, wobei die Wegewahlfunktion vom automatischen Wegewahl-Kennzeichen abgeleitet wird, das der Zelle zugeordnet ist.

9. Übertragungskoppelmodul (SM'') gemäß den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge des Koppelmoduls (SM'') in Eingangsgruppen (G01'/64') mit je einer Anzahl Le' (2) von Eingängen angeordnet sind, so daß eine Zelle, die an ein gegebenes Koppelmodul (SM'') des Koppelnetzwerkes (SN) über eine gegebene Eingangsgruppe (G01'/64') ausgegeben wird, an einem beliebigen der Le' (2) Eingänge empfangen werden kann,

daß Le' (2) ein Bruchteil von k (4) ist,

daß eine Eingangsgruppe (G01'/64') mit Le' (2) Koppelelementen der ersten Stufe (ISE11-14) eines Koppelmoduls (SM'') über einen einzelnen Eingang eines jeden Koppelelementes der ersten Stufe (ISE11-14) verbunden ist, und

daß das Koppelmodul (SM'') lediglich zwei Stufen (ISE11-14; ISE21-24) umfaßt, wobei die Wegewahl der Zellen zu einer Zielmodul-Wegewahlgruppe durch die Ausführung einer Wegewahlfunktion für eine Wegewahlgruppe eines jeden Koppelelementes der ersten (ISE11-14) und zweiten Stufe (ISE21-24) des Koppelmoduls (SN'') durchgeführt wird, wobei die Wegewahlfunktion aus dem automatischen Wegewahl-Kennzeichen abgeleitet wird, das der Zelle zugeordnet ist.

10. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge und Ausgänge des Koppelmoduls (SM, SM', SM'') jeweils in einen ersten Satz und einen zweiten Satz aufgeteilt sind, wobei eine Zelle entweder von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des ersten/zweiten Satzes von Ausgängen gemäß einer ersten (A)/zweiten (B) Übertragungsrichtung, oder von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des zweiten/ersten Satzes von Ausgängen gemäß einer dritten (C)/vierten (D) Übertragungsrichtung übertragen wird.

11. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe und Ausgänge jedes Koppelelementes (ISE) in einen ersten Satz und einen zweiten Satz aufgeteilt sind, wobei eine Zelle entweder von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen zu einem Ausgang des ersten/zweiten Satzes von Ausgängen gemäß der ersten (A)/ zweiten (B) Übertragungsrichtung, oder von einem Eingang des ersten/zweiten Satzes von Eingängen an einen Ausgang des zweiten/ersten Satzes von Ausgängen gemäß der dritten (C)/vierten (D) Übertragungsrichtung übertragen wird,

daß der erste/zweite Satz von Eingängen mit den ersten/zweiten Sätzen von Eingängen des Koppelelementes der ersten Stufe (ISE11-14) verbunden ist, und daß die ersten/zweiten Sätze von Ausgängen des Koppelelementes der letzten Stufe (ISE21-24; ISE31-34) eines Koppelmoduls (SM, SM', SM'') mit dem ersten/zweiten Satz von Ausgängen verbunden sind.

12. Übertragungskoppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe jedes Koppelelementes einer ersten Stufe (ISE11-14) in einen ersten Satz und einen zweiten Satz von Eingängen aufgeteilt sind, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Satz von Eingängen des Koppelmoduls (SM, SM', SM'') verbunden sind,

daß die Ausgänge jedes Koppelelementes der letzten Stufe (ISE21-24,; ISE31-34) in einen ersten Satz und einen zweiten Satz aufgeteilt sind, die mit dem ersten bzw. zweiten Satz von Ausgängen des Koppelmoduls (SM, SM', SM1,) verbunden sind, und

daß eine Zelle durch das Koppelmodul (SM, SM', SM'') gemäß einer ersten (A)/zweiten (B) Übertragungsrichtung oder gemäß einer dritten (C)/vierten (D) Übertragungsrichtung übertragen wird, in Übereinstimmung mit einem Richtungsanzeiger, der im automatischen Wegewahl-Kennzeichen enthalten ist, das der Zelle zugeordnet ist.

13. Übertragungskoppelmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Steuerlogik (UP) umfaßt, das erste Wegewahl-Modusparameter, die den einzelnen Zellenübertragungsarten durch ein Koppelmodul einer bestimmten Modulstufe des Koppelnetzwerkes (SN) zugeordnet werden, in zweite Wegewahl-Modusparameter umwandeln kann, die jedem Koppelelement (ISE) dieses Koppelmoduls für die interne Anordnung der Koppelelemente (ISE) in dem Koppelmodul und für die Positionierung des Koppelmoduls in dem Koppelnetzwerk (SN) zugeordnet werden.

14. Übertragungskoppelmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelmodul auf einer Leiterplattenbaugruppe mit einer Mehrzahl von Koppelelementen (ISE) aufgebaut ist.

15. Übertragungskoppelmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Koppelelement (ISE) aufeinem integrierten Elektronikschaltkreis aufgebaut ist.

16. Übertragungskoppelmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Koppelelement (ISE) die Anzahl der Einlässe gleich der Anzahl der Ausgänge ist, und

daß für jedes Koppelmodul die Anzahl der Eingänge gleich der Anzahl der Ausgänge ist.

17. Übertragungskoppelmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Datenzellen um Datenpakete handelt.

18. Übertragungskoppelmodule gemäß den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplattenbaugruppe, auf die das Koppelmodul aufgebaut ist, in eine Steckverbindung der Geräte des Koppelnetzwerkes (SN) eingesteckt wird, über die eiiie erste Nummer, die der Modulstufe entspricht, in die das Koppelmodul eingesteckt wird, der Steuerlogik (UP) bereitgestellt wird, wobei die erste Nummer einen Teil der Kennzeichnung der Position des Koppelmoduls im Koppelnetzwerk (SN) darstellt.

19. Übertragungskoppelmodul gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Nummer, die der Position des Koppelmoduls innerhalb der Modulstufe entspricht, ebenfalls der Steuerlogik (UP) bereitgestellt wird, wobei die zweite Nummer, einen Teil der Kennzeichnung der Position des Koppelmoduls im Koppelnetzwerk (SN) darstellt.

20. Übertragungskoppelmodul gemäß den Ansprüchen 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerlogik (UP) einem Netzwerkdatenspeicher (NDM) zugeordnet wird, der einen Satz aller möglichen ersten Wegewahl-Modusparameter für jede mögliche Position des Koppelmoduls im Koppelnetzwerk (SN) speichert, und

daß die Steuerlogik (UP) gemäß der Nummer, die über die Steckverbindung empfangen wird, während einer Initialisierungsphase des Koppelnetzwerkes (SN) einen der ersten Wegewahl-Modusparameter auswählt, die im Netzwerkdatenspeicher (NDM) gespeichert sind, um sie in zweite Wegewahl-Modusparameter umzuwandeln.

21. Übertragungskoppelmodul gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzwerkdatenspeicher (NDM) ein permanenter Speicher ist.

22. Übertragungskoppelmodul gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzwerkdatenspeicher (NDM) ein Schreib-Lese-Speicher ist, wobei der Satz mit allen möglichen ersten Parametern für den Wegewahlmodus durch Steuerzellenmittel geladen wird, die über das Koppelnetzwerk (SN) übertragen und von einem Koppelelement (ISE) des Koppelmoduls (SM') empfangen werden, das die Steuerzelle während der Initialisierungsphase des Koppelnetzwerkes (SN) an den Netzwerkdatenspeicher (NDM) weiterleitet.