DE69026494T2

DE69026494T2 - Selbstleitweglenkendes Mehrwege-Vermittlungsnetzwerk zum Vermittlen von Zellen mit asynchroner Zeitvielfachübermittlung

Info

Publication number: DE69026494T2
Application number: DE69026494T
Authority: DE
Inventors: Michel Andre Henrion; Henri Verhille
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent NV
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-05-23
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: DE69026494D1; FR2659819B1; KR0146281B1; JPH04505843A; FR2659819A1; WO1991014325A1; KR920702124A; CA2051696A1; CA2051696C; ES2088422T3; EP0446540A1; US5237565A; ATE136707T1; AU7283791A; EP0446540B1; AU641735B2; JP2996353B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vermittlungsnetz mit Mehrfachwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung für die Vermittlung von Zellen im asynchronen Zeitmultiplexmodus.
Ein Vermittlungsnetz enthält in der allgemeinsten Definition seiner Struktur Eingangsports, an die Eingangsverbindungen angeschlossen sind, Ausgangsports, an die Ausgangsverbindungen angeschlossen sind, Elementarschalter zwischen diesen Eingangs- und Ausgangsports, die einstufig oder mehrstufig angeordnet und durch Maschen miteinander verbunden sind. Die Eingangsports des Vermittlungsnetzes sind den elementaren Eingangsschaltern einer ersten Stufe zugeordnet, während die Ausgangsports den elementaren Ausgangsschaltern einer letzten Stufe zugeordnet sind. Die Ausgänge der Elementarschalter der ersten Stufe sind über Maschen und ggf. über elementare Zwischenschaltstufen an die Eingänge der Elementarschalter der letzten Stufe angeschlossen. Die Maschen enthalten ganz allgemein eine oder mehrere autonome Verbindungen, die je einen Ausgang eines Schalters an einen Eingang eines anderen Schalters oder desselben Schalters anschließen.
Ein solches Vermittlungsnetz gilt als Netz mit Mehrfachwegen, wenn es mehr als einen Schaltweg zwischen einem Eingangsport und einem beliebigen Ausgangsport bietet. In diesem Fall reicht die Bezeichnung eines Eingangsports und eines Ausgangsports nicht aus, um einen Leitweg zwischen beiden zu bestimmen. Man muß dann noch eine Wahl treffen zwischen den mehreren Wegen, die das Vermittlungsnetz zwischen diesem Eingangsport und dem Ausgangsport zur Verfügung stellt.
Ein solches Netz heißt Netz mit selbsttätiger Leitwegbestimmung im weitesten Sinn des Wortes, wenn die Bestimmung eines Leitwegs im Vermittlungsnetz nicht nur mit Hilfe einer Leitweginformation erfolgt, die die Bezeichnung eines Eingangsports und eines Ausgangsports des Vermittlungsnetzes implizit oder explizit enthält, sondern auch mit Hilfe einer Leitwegentscheidung, die im Vermittlungsnetz erfolgt.
Die Möglichkeit einer selbsttätigen Leitwegbestimmung in einem Vermittlungsnetz liefert also ein autonomes Mittel, um das Leitwegproblem zu lösen, das die Netze mit Mehrfachwegen stellen, wenn der Leitweg nur durch die Bezeichnung eines Eingangs- und eines Ausgangsports definiert ist.
Vermittlungsnetze mit Mehrfachwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung sind bei der Durchschaltung von Schaltkreisen oder von Multiplexkanälen im synchronen Zeitmultiplexmodus bekannt. Der Prozeß der Durchschaltung oder des Aufbaus der Verbindung erfolgt dort einmal während des Verbindungsaufbaus und bestimmt einen Schaltweg, dessen ursprünglich freie Elemente dann durch die verbindung besetzt werden und für die anderen Verbindungen nicht mehr verfügbar sind. Die hergestellten Schaltwege bilden daher eine Gefahr der Blockierung aufgrund fehlender Kanäle bei der Suche eines neuen Schaltwegs. Der Vermittlungsprozeß, der auf diese bekannten Vermittlungsnetze angewendet wird, umfaßt im allgemeinen das ganze Vermittlungsnetz oder einen wesentlichen Teil davon. Er ist daher komplex und erfordert eine relativ lange Zeit bezogen auf die elementaren Steueroperationen, die für den Aufbau der Erfindung erforderlich sind. Dagegen ist diese Zeit sehr kurz im Vergleich zur Dauer der Verbindung und stört damit nicht die Verkehrswirksamkeit des Vermittlungsnetzes.
Die Zellen, die auch Pakete genannt werden, sind digitale Informationseinheiten, die insbesondere ein Etikett mit einer die Zieladresse der Zelle identifizierenden Information sowie zu übermittelnde Daten enthalten.
Die Zellen haben eine feste Länge oder eine variable Länge. In letzterem Fall wird die Zelle in Form einer unterbrechungsfreien Folge einer gewissen Anzahl von Unterzellen einer festen Länge und relativ geringen Größe transferiert, so daß der interne Transfer, die Speicherung im Speicher oder in den Registern und die Verarbeitungsfunktionen in Höhe der Unterzellen optimiert werden.
In einem Zellenübertragungssystem mit asynchroner Zeitmultiplexierung folgen die Zellen mehrerer auf einer gemeinsamen Strecke übertragener Verbindungen in einer beliebigen Reihenfolge aufeinander, und Zellen bezüglich einer Verbindung werden in regelmäßigen Intervallen übertragen.
Aufgrund der Merkmale der Übertragung von Zellen im asynchronen Zeitmultiplexmodus ist ein Zellenvermittlungsnetz mit asynchroner Zeitmultiplexierung im allgemeinen ein Vermittlungsnetz, das einzeln solche Zellen durchschalten kann, so daß ein Schaltweg für jede Zelle gesucht wird, um die Zelle von einem Eingangsport des Netzes bis zu mindestens einem Ausgangsport zu übertragen. In diesem Fall kann ein Vermittlungsnetz mit selbsttätiger Leitwegbestimmung je Zelle eine Suche und Auswahl eines Leitwegs für jede einzelne Zelle durchführen. Außerdem wird üblicherweise in einem solchen Netz die Möglichkeit zugelassen, nicht nur die klassische Durchschaltung von Punkt zu Punkt, d.h. von einem Eingangsport zu einem Ausgangsport, sondern auch mindestens die Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten, d.h. von einem Eingangsport zu mehreren Ausgangsports vorzusehen.
Ein Prozeß des einleitenden Aufbaus der Verbindung, wie er für die Vermittlungsnetze von Schaltkreisen oder Multiplexkanälen im synchronen Zeitmultiplexmodus oben angedeutet wurde, ist zwar grundsätzlich auch für die Durch schaltung von Zellen im asynchronen Zeitmultiplexmodus anwendbar, besitzt jedoch eine gewisse Anzahl von Nachteilen, wie die Komplexität der Verwaltung der Durchsätze der über jede innere Masche des Netzes hergestellten Verbindungen und eine zu große Zeitverzögerung beim Aufbau der Datenverbindungen.
Die Vermittlungsnetze mit Mehrfachwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung, wie sie bei der Durchschaltung von Schaltkreisen oder Multiplexkanälen im synchronen Modus bekannt sind, stellen daher keine optimale Lösung für die Durchschaltung von Zellen im asynchronen Zeitmultiplexmodus dar.
Die Technik entwickelte sich daher in Richtung auf spezifische Vermittlungsnetze, in denen der Vermittlungsprozeß einschließlich der Suche eines Leitwegs für jede einzelne Zelle Stufe für Stufe erfolgt, d.h. ohne beim Beginn einer Verbindung einen Weg aufzubauen und zu markieren.
Die Beschreibung von Beispielen von derartigen Vermittlungsnetzen findet sich in dem Aufsatz von J.J. Degan et al "Fast Packet Technology for Future Switches", der in At&T Technical Journal Nº 2, März/April 1989 veröffentlicht wurde, in dem Aufsatz von G.B. Mund "A 2x2 Switching Element for Broadband ISDN", der in IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing", 1. bis 2. Juni 1989, Seiten 620 bis 623 veröffentlicht wurde, und insbesondere in dem Aufsatz "Design of a Broadcast Packet Network" von J.S. Turner, der in den Proceedings of IEEE INFOCOM 1986, Fifth Annual Conference, Computers and Communications Integration Design, Analysis and Management, Seiten 668 bis 673 veröffentlicht wurde.
Ein Netz, wie es in diesem letztgenannten Aufsatz beschrieben ist, enthält zwischen Eingangs- und Ausgangsports auf die Multiplizierung von Zellen spezialisierte Stufen, die für die Verbindungen von einem Punkt zu mehreren Punkten erforderlich sind, auf die Verteilung von Zellen spezialisierte Stufen, um Zellen von verschiedenen Eingängen zu mischen und gleiche und stabile mittlere Durchsätze je Masche zu erhalten, soweit dies statistisch möglich ist, sowie Stufen, die auf die selektive Durchschaltung zu den Ausgangsports spezialisiert sind. Dieses Netz verwendet Elementarschalter mit nur zwei Eingängen und zwei Ausgängen. Ein kleiner Pufferspeicher für zwei Zellen ist an jedem Eingang des Elementarschalters vorgesehen. Wenn eine Zelle an einen Ausgang gelangen soll, der nicht verfügbar ist, weil gerade eine andere Zelle über diesen Ausgang übertragen wird, kann der Eingang vorübergehend die nicht weiter übertragene Zelle speichern.
Ein solches Netz besitzt insbesondere die folgenden Mängel und Einschränkungen:
- eine große Anzahl von Stufen, wenn die Anzahl von Eingangs- und Ausgangsports hoch ist,
- eine begrenzte Wartemöglichkeit für Zellen an den Eingängen, wenn die Ausgänge besetzt sind,
- eine gewisse Schwierigkeit in der Verwirklichung von Erweiterungen aufgrund unter anderem der großen Anzahl von Stufen,
- die Stufen zur Multiplizierung von Zellen, die zusätzliche Kosten verursachen,
- eine gewisse Empfindlichkeit beim Prozeß des Eintreffens der Zellen an jedem Eingangsport, die nicht vollständig durch die Verwendung von Verteilstufen behoben werden kann und die die Eigenschaften des Vermittlungsnetzes beeinträchtigt, usw.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Zellenvermittlungsnetz mit asynchroner Zeitmultiplexierung und selbsttätiger Leitwegbestimmung je Zelle, das die obigen Mängel und Beschränkungen nicht mehr oder nur noch in geringerem Ausmaß aufweist.
Das Vermittlungsnetz gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
- daß jeder Schalter mindestens einer Stufe des Netzes mindestens drei Ausgänge aufweist,
- daß diese Ausgänge in Gruppen zusammengefaßt sind, Durchschaltungsgruppen genannt,
- daß eine Gruppe von Ausgängen einen oder mehrere bestimmte Ausgänge aufweist,
- daß abhängig von einer an einem beliebigen der Eingänge empfangenen Zelle fester oder variabler Größe zugeordneten Durchschaltungsdaten der Schalter zur Identifizierung einer Einheit aus einer oder mehreren Ausgangsgruppen ausgebildet ist, wobei eine Kopie der Zelle an jede der identifizierten Ausgangsgruppen transferiert wird,
- daß der Schalter zur Übertragung der empfangenen Zelle auf einen Ausgang geeignet ist, der unter den Ausgängen der einzigen Gruppe der Einheit ausgewählt ist, oder auf Ausgänge, und zwar einen Ausgang je Gruppe der Einheit, der jeweils unter den Ausgängen seiner Gruppe ausgewählt ist.
Dieses Netz besteht in mindestens einer seiner Stufen aus Elementarschaltern, die aufgrund der Gruppierung von bestimmten Ausgängen, unter denen jedesmal ein Ausgang ausgewählt wird, nicht nur eine selektive Durchschaltung, sondern auch eine Verteilung der Zellen auf die verschiedenen Ausgänge einer Durchschaltungsgruppe bewirken. Außerdem ergibt die Tatsache, daß eine Zelle auf jede von mehreren Gruppen durchgeschaltet werden kann, eine Multiplizierung von Zellen, wie sie notwendig ist, wenn eine Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten gewünscht ist. Wie weiter unten erläutert wird, eignet sich also ein solcher Schalter für den Aufbau von integrierten Vermittlungsnetzen, in denen die Spezialisierung von Teilen des Vermittlungsnetzes verschwindet. Je mehr Ausgänge je Gruppe ein Elementarschalter enthält, umso besser erfolgt das Verteilen, da die Anzahl der Leitwege, die einer Zelle geboten werden, steigt, so daß auch die Blockierungsgefahr aufgrund nicht mehr vorhandener Ausgänge verringert wird und die Durchschaltungswirksamkeit des Elementarschalters und damit des ganzen Vermittlungsnetzes vergrößert wird. Der Elementarschalter ist auch dann weniger anfällig hinsichtlich der ankommenden Zellen, da die Zellen eines Eingangs in jeder Stufe über eine größere Zahl verschiedener Leitwege geführt werden.
In einem Vermittlungsnetz mit mehreren Stufen kann man vorsehen, daß die Elementarschalter von mindestens zwei Stufen die angegebenen Merkmale besitzen. Die Anordnung der Ausgänge in Gruppen ist dann nicht unbedingt in jeder der zumindest zwei Stufen dieselbe und die Schalter jeder dieser Stufen sind so ausgebildet, daß sie je eigene Durchschaltungsparameter speichern, die von einer Positionsangabe abgeleitet sind.
Mit solchen Maßnahmen kann man die Lage der einzelnen Elementarschalter im Vermittlungsnetz und in der Gruppierung ihrer Ausgänge und insbesondere die Tatsache berücksichtigen, daß die Vermaschung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen nicht notwendigerweise immer dieselbe ist.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Durchschaltungsinformationen in jeder Stufe so interpretiert, daß sie den Modus der Übertragung einer empfangenen Zelle an die Ausgänge des Elementarschalters bestimmen und daß diese Interpretation abhängig von den Durchschaltungsparametern erfolgt, die von seiner Lage abgeleitet wird.
Diese Maßnahmen erlauben es, dieselbe Schalterart in den verschiedenen Stufen eines Vermittlungsnetzes zu verwenden und eine einheitliche Leitweginformation in einer Zelle einzusetzen und doch unterschiedliche Arten der Übermittlung der Zelle in den verschiedenen Stufen des Vermittlungsnetzes zu erhalten, was zu einer sehr flexiblen Verwendung der verschiedenen Leitwegmodi führt, um eine Zelle durch das Vermittlungsnetz gemäß einer Vielzahl von möglichen Transfersequenzen zu führen.
In einer besonders günstigen Anwendungsform weisen die Schalter zumindest mancher Stufen des Netzes Mittel auf, um die Durchschaltungsinformationen zu interpretieren, die sich in einem Leitwegetikett einer Zelle befinden und einen Steuerkode (RCC) für die Durchschaltung, der die erforderliche Übertragungssequenz für die Zelle definiert, eine Adresse des Ausgangsports (RCA) für eine Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt und/oder eine interne Bezugsnummer (IRN) des Diffusionsbaums für die Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten aufweisen.
Die betrachteten Schalter interpretieren den Durchschaltungs-Steuerkode abhängig von den Durchschaltungsparametern und leiten daraus einen Durchschaltungsmodus ab, der unter anderen ein Modus der Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt oder eine Modus der Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten sein kann.
Die Erfindung betrifft auch den Fall, daß die Elementarschalter aller Stufen symmetrisch sind, d.h. gleiche Anzahl von Eingängen und Ausgängen besitzen, und daß das Vermittlungsnetz daher ebenfalls symmetrisch ist, d.h. eine gleiche Zahl von Eingangs- und Ausgangsports aufweist.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung können die Elementarschalter mindestens einer Stufe unsymmetrisch sein und je eine Expansion des in der Stufe ankommenden Verkehrs durchführen, so daß die Verkehrsbelastung der Ausgänge dieser Elementarschalter bezüglich ihrer Eingänge verringert wird.
Solche Maßnahmen führen zu einer Verringerung der Belastung der Ausgänge der Schalter und damit zu einer Verringerung der Fälle von Speicherung von Zellen oder des Verlusts von Zellen in den Elementarschaltern oder zu einer Verringerung der Größe der Pufferspeicher in diesen Elementarschalter.
Umgekehrt können die Elementarschalter mindestens einer Stufe auch unsymmetrisch sein und je eine Konzentration des ausgehenden Verkehrs durchführen und damit die Verkehrsbelastung der Ausgänge dieser Elementarschalter bezüglich ihrer Eingänge erhöhen.
Mit jedem dieser beiden Typen von unsymmetrischen Elementarschaltern in mindestens einer Stufe kann man unsymmetrische Vermittlungsnetze herstellen, d.h. Netze, deren Anzahl von Eingangsports der der Ausgangsports nicht entspricht, im ersten Fall, um den Verkehr auf eine größere Zahl von Ausgangsports zu verteilen, und im zweiten Fall, um den Verkehr auf eine kleinere Zahl von Ausgangsports zu konzentrieren.
Außerdem ist auch die konjugierte Verwendung von unsymmetrischen Stufen, aber in entgegengesetzter Richtung, in einem gemeinsamen Vermittlungsnetz möglich. Insbesondere ist es auch möglich, ein symmetrisches Vermittlungsnetz mit einer gleichen Zahl von Eingangsports und Ausgangsports zu realisieren, indem mindestens eine der ersten Stufen unsymmetrisch ist und eine Verkehrsexpansion durchführt, während mindestens eine der letzten Stufen unsymmetrisch ist und eine Verkehrskonzentration durchführt, die die vorherige Expansion kompensiert. Man erhält so zwischen diesen beiden unsymmetrischen Stufen eine Verringerung der Verkehrsbelastung der inneren Maschen des Vermittlungsnetzes mit den oben angegebenen Vorteilen.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Vermittlungsnetz, in dem die Schalter von zumindest manchen Stufen Zellen übertragen, die zwei entgegengesetzt gerichteten Verkehrsströmen angehören, und in dem in jedem der Elementarschalter, die bidirektionale Schalter genannt werden, die Eingänge in zwei Gruppen von Eingängen und die Ausgänge ebenfalls in zwei Gruppen von Ausgängen unterteilt sind, wobei ein Verkehrsstrom normalerweise von einer ersten Gruppe von Eingängen an eine erste Gruppe von Ausgängen und der andere Verkehrsstrom von einer zweiten Gruppe von Eingängen zu einer zweiten Gruppe von Ausgängen gelangt. Die Interpretation der Durchschaltungsinformationen in dem Elementarschalter berücksichtigt auch die Gruppe von Eingängen, zu der sie gehören, um zu bestimmen, ob die Durchschaltung normal erfolgen soll, d.h. zur zugeordneten Gruppe von Ausgängen (gleicher Verkehrsstrom), oder aber reflektiert, d.h. zur anderen Gruppe von Ausgängen (umgekehrter Verkehrsstrom).
Die Erfindung erstreckt sich jedoch auch auf den Fall, daß die Elementarschalter aller Stufen des Vermittlungsnetzes in einer Richtung wirksam sind und Zellen übertragen, die einem einzigen Verkehrsstrom angehören und von den Eingängen jedes dieser Elementarschalter zu ihren Ausgängen übertragen werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Vermittlungsnetz mindestens drei unidirektionale Stufen und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten ist über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der nächstfolgenden Stufe verbunden, während jeder Schalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten ist über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Vermittlungsnetz mindestens eine Eingangs-Selektionseinheit und mindestens eine Ausgangs-Selektionseinheit auf, die je aus in mindestens zwei Stufen angeordneten Elementarschaltern bestehen, wobei in jeder Einheit jeder Schalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der nächstfolgenden Stufe und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist, wobei die Eingangs-Selektionseinheiten mit den Ausgangs- Selektionseinheiten gepaart angeordnet sind und die Eingangsports an die Eingänge der Eingangs-Selektionseinheiten und die Ausgangsports an die Ausgänge der Ausgangs-Selektionseinheiten angeschlossen sind.
In dieser Ausführungsform kann eine einzige Eingangsselektionseinheit unmittelbar an eine einzige Ausgangsselektionseinheit durch Verteilung zwischen den Ausgängen der ersten und den Eingängen der zweiten Einheit angeschlossen sein.
Falls mehrere Eingangs- und Ausgangsselektionseinheiten vorhanden sind, kann das Vermittlungsnetz gemäß der Erfindung außerdem Selektionseinheiten enthalten, die Selektionsebenen genannt werden und je Ausgänge einer Eingangsselektionseinheit an Eingänge einer Ausgangsselektionseinheit anschließen.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung weist in den Elementarschaltern mindestens einer Stufe eine der Gruppen von Ausgängen eines Elementarschalters alle Ausgänge des Elementarschalters im Fall eines in einer Richtung wirksamen (unidirektionalen) Schalters auf oder alle Ausgänge eine der beiden Gruppen von Ausgängen für eine bestimmte der beiden Übertragungsrichtungen im Fall eines bidirektionalen Elementarschalters für eine allgemeine Verteilung des ankommenden Verkehrs auf alle Ausgänge dieses Elementarschalters in Richtung der ankommenden Übertragung.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Vermittlungsnetz als gefaltetes, erweiterbares Netz konfiguriert und besitzt mindestens zwei Stufen, von denen mindestens eine bidirektional ist, wobei die Eingangsports an die Eingänge der ersten Gruppe von Eingängen der Elementarschalter einer ersten Stufe und die Ausgangsports an die Ausgänge der zweiten Gruppe von Ausgängen dieser selben Elementarschalter der ersten Stufe angeschlossen sind, wenn diese Stufe bidirektional ist, während die letzte Stufe aus in einer Richtung wirksamen Schaltern gebildet wird, die einen ankommenden Verkehrsstrom an die Schalter der vorhergehenden Stufe weiterleiten und so eine Verkehrsreflexion durchführen.
Wenn die erste Stufe nicht aus bidirektionalen Schaltern, sondern aus zwei homologen Einheiten von unidirektionalen Schaltern besteht (eine Einheit für jede Übertragungsrichtung), sind die Eingangsports an die Eingänge der Eingangsschalter und die Ausgangsports an die Ausgänge der Ausgangsschalter angeschlossen.
Gemäß dieser letztgenannten Ausführungsform enthält das gefaltete Vermittlungsnetz mindestens zwei Stufen, von denen mindestens eine bidirektional ist, und jeder Schalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten ist über eine oder mehrere Maschen an jeden Schalter der nachfolgenden Stufen angeschlossen, während jeder Schalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen an jeden Schalter der vorhergehende Stufe angeschlossen ist.
Gemäß einer Alternative dieser letztgenannten Ausführungsform enthält das gefaltete Vermittlungsnetz mindestens drei Stufen, und zumindest die beiden ersten Stufen zumindest die beiden ersten Stufen werden aus Eingangs- und Ausgangs-Selektionseinheiten gebildet, die je aus in mindestens zwei Stufen angeordneten Elementarschaltern bestehen und in denen jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Schalter der nächstfolgende Stufe und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist.
In diesem letztgenannten Fall können zur Herstellung von sehr großen Vermittlungsnetzen, die um weitere Stufen ergänzt werden können, die Eingangs- und Ausgangsselektionseinheiten über eine gewisse Anzahl von Selektionseinheiten miteinander verbunden werden, die gefaltete Selektionsebenen heißen und je eine oder mehrere Stufen je nach de gewünschten Kapazität besitzen.
Diese verschiedenen Typen von gefalteten Vermittlungsnetzen enthalten mindestens eine bidirektionale Stufe, die den Vorteil bringt, daß man Stufen hinzufügen kann, wenn die Kapazität hinsichtlich der Anzahl von Ports des Netzes dies erfordert, ohne die Verdrahtung zwischen den Stufen verändern zu müssen. Jede bidirektionale Stufe kann nämlich vorübergehend die letzte Stufe in einer vorläufigen Konfiguration bilden, da sie den Verkehr von der Eingangstransferrichtung zur Ausgangstransferrichtung reflektieren kann.
In den zuletzt betrachteten Ausführungsformen verteilen die ersten Stufen des Vermittlungsnetzes den eingehenden Verkehr allgemein auf die Gruppe der möglichen Leitwege, d.h. auf alle Maschen zwischen diesen ersten Stufen, so daß sich eine Verteilung der an den Eingangsports empfangenen Zellen auf eine Vielzahl von Leitwegen ergibt. In einem unidirektionalen Elementarschalter einer solchen Stufe enthält die einzige Durchschaltungsgruppe also alle Ausgänge des Schalters. In einem bidirektionalen Elementarschalter einer solchen Stufe bildet die Gruppe der Ausgänge in der ankommenen Transferrichtung die gemeinsame Durchschaltungsgruppe, über die der eingehende Verkehr verteilt wird. Um eine solche Verteilung des eingehenden Verkehrs gemäß der Erfindung durchzuführen, muß jede Zelle einen beliebigen der verfügbaren Ausgänge in einer solchen Verteilungs-Durchschaltungsgruppe wählen können.
Vorzugsweise sind die Elementarschalter von einer oder mehreren der ersten Stufen des Vermittlungsnetzes so ausgebildet, daß sich eine allgemeine Verteilung des ankommenden Verkehrs in der oder den ersten Stufen ergibt, wenn die Durchschaltungsdaten eine Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt und/oder von einem Punkt zu mehreren Punkten fordern und unter Berücksichtigung des Durchschaltungsparameters.
Weiter erfolgt vorzugsweise die Selektion zwischen den Ausgängen einer Gruppe so, daß die Zellen-Verkehrsbelastung auf den verschiedenen Ausgängen dieser Gruppen sich ausgleicht.
Weiter beruht vorzugsweise die Selektion, die so erfolgt, daß die Verkehrsbelastung auf die verschiedenen Ausgänge dieser Gruppe verteilt wird, auf einem quasi- oder pseudozufälligen Verteilungsprozeß, der eine Dekorrelation zwischen dem Fluß der Zellen auf den Eingängen und dem Fluß der Zellen an den Ausgängen des Elementarschalters anstrebt.
Die praktisch zufällige oder pseudozufällige Verteilung erfolgt bei der Selektion eines Ausgangs unter den verschiedenen Ausgängen einer ausgewählten Durchschaltungsgruppe. Dieser Mechanismus kann vor dem Einschreiben der Identitäten von Zellen in Warteschlangen erfolgen, die dann individuell den Ausgängen zugeordnet sind. Außerdem können die oben beschriebenen Mechanismen, nämlich die Vergleichmäßigung der Belastung und die zufällige Verteilung vorzugsweise miteinander kombiniert werden.
Die Vermittlungsnetze mit Mehrfachleitwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung gemäß der Erfindung besitzen weiter die folgenden Merkmale:
- Die konjugierte Verwendung einer Vielzahl von Leitwegen für den Transfer der verschiedenen Zellen einer Nachrichtenverbindung zum betroffenen Port oder den betroffenen Ausgangsports und von Elementarschaltern, die Zellen während einer nicht bestimmten Zeit speichern, hat zur Folge, daß diese Zellen zum Ausgangsport bzw. den Ausgangsports mit einer variablen Transferzeit übertragen werden, die die Reihenfolge der aufeinanderfolgenden Zellen verändern kann. Dieses Merkmal erfordert die Einführung von Schaltungen zur Wiederherstellung der richtigen Reihenfolge der Zellen in Höhe jedes Ausgangsports des Vermittlungsnetzes.
- Die Verteilung des eingehenden Verkehrs der Zellen auf zahlreiche mögliche Leitwege in den ersten Verteilungsstufen liefert die charakteristische Eigenschaft, daß der Durchsatz der internen Verbindungen solcher Vermittlungsnetze nicht mehr durch den Durchsatz der äußeren Übertragungsverbindungen beeinflußt wird, die daran angeschlossen sind, und auch nicht durch den Durchsatz der über diese äußeren Verbindungen übertragenen Dienstleistungen. Das Prinzip der Verteilung über eine Vielzahl von Leitwegen innerhalb des Netzes führt nämlich zu einer Verteilung des eingehenden Zellenflusses einer äußeren Verbindung mit hohem Durchsatz auf mehrere Eingangsports des Vermittlungsnetzes mit weniger hohem Durchsatz. Beispielsweise kann eine äußere Verbindung mit 2,4 Gbit/s an 16 Eingangsports zu je 150 Mbit/s angeschlossen sein. Nach dem Transfer der Zellen durch das Vermittlungsnetz über die Gesamtheit der möglichen Wege werden die für eine ausgehende äußere Verbindung gleichen Durchsatzes von 2,4 Gbit/s bestimmten Zellen zu einer Gruppe von 16 Ausgangsports zu je 150 Mbit/s geleitet, wo die richtige Reihenfolge der Zellen und die asynchrone Multiplexierung auf der ausgehenden Verbindung mit 2,4 Gbit/s erfolgt.
Eine entsprechende Überlegung zeigt, daß eine Dienstleistung, die einen Durchsatz von Zellen entsprechend 200 Mbit/s erfordern würde, im Vermittlungsnetz auf einer Mehrzahl von Wegen übertragen werden kann, wobei jeder Weg einer internen Verbindung mit einem Durchsatz von 150 Mbit/s entspricht.
- Die Verteilung des eingehenden Verkehrs in den ersten Verteilstufen hat auch die charakteristische Folge, daß die Belastung der äußeren Verbindungen hinsichtlich der Schalter der inneren Stufen des Vermittlungsnetzes gemittelt wird. Es ist dann möglich, beispielsweise eine variable Anzahl von Selektionsebenen abhängig von der mittleren Verkehrslast über die Gesamtheit der äußeren Verbindungen der am meisten verkehrsbelasteten Selektionseinheiten vorzusehen.
- Hinsichtlich der Übertragungen von einem Punkt zu mehreren Punkten gemäß vorbestimmten Verteilbäumen erfordert die Vielfalt der möglichen Leitwege bei der Übertragung einer Zelle durch das Vermittlungsnetz mit Mehrfachwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung eine charakteristische Organisation des Inhalts der Speicher der Verteilbäume in den Elementarschaltern der verschiedenen Stufen. Erfindungsgemäß ist es möglich, die entsprechenden Verzweigungspunkte so zu definieren, daß keine unnötige Kopie in einer beliebigen Stufe erzeugt wird, was eine interne Überlastung der internen Maschen zwischen den Stufen zu vermeiden erlaubt.
Die verschiedenen Gegenstände und Kennzeichen der Erfindung werden nun anhand eines nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt das bekannte Diagramm der Schaltungen eines Beispiels eines Elementarschalters ISE, der in dem Vermittlungsnetz gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Figur 2 zeigt das Format einer Zelle, die für die Durchführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.
Figur 3 zeigt das Diagramm einer Anwendungsform des Schalters aus Figur 1 auf die Durchschaltung der Zellen in zwei entgegengesetzten Richtungen.
Figur 3bis zeigt das detaillierte Blockschaltbild der Logik SBML zur Verwaltung der Speicher von Unterzellen aus Figur 1.
Figur 4 zeigt das logische Schaltbild der erfindungsgemäßen Vermittlungsschaltung RL in Anwendung auf den Elementarschalter aus Figur 1, damit dieser wie in Figur 3 verwendet werden kann.
Figur 4bis zeigt das detaillierte Blockschaltbild der Logik COQML zur Verwaltung von Zellen und zur Auswahl eines Ausgangs in Figur 1.
Figur 5 zeigt ein symmetrisches unidirektionales Vermittlungsnetz gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 zeigt ein symmetrisches unidirektionales Vermittlungsnetz mit vier Stufen, die in zwei Selektionseinheiten zu je zwei Stufen Rücken an Rücken angeordnet sind.
Figur 7 zeigt ein gefaltetes symmetrisches Vermittlungsnetz entsprechend dem aus Figur 6.
Figur 8 zeigt ein unidirektionales unsymmetrisches Vermittlungsnetz mit zweimal drei Stufen.
Figur 9 zeigt ein bidirektionales unsymmetrisches Vermittlungsnetz mit drei Stufen entsprechend dem vorhergehenden Netz.
Figur 10 zeigt ein bidirektionales unsymmetrisches Vermittlungsnetz mit mehreren Selektionseinheiten zu zwei Stufen.
Figur 11 zeigt ein symmetrisches unidirektionales Vermittlungsnetz mit mehreren Selektionseinheiten zu zwei Stufen, die über mehrere Selektionsebenen mit drei Stufen miteinander verbunden sind.
Figur 12 zeigt ein symmetrisches gefaltetes Vermittlungsnetz entsprechend dem aus Figur 11.
In diesen Figuren wurden verschiedene Verbindungen in Form eines einfachen Drahts dargestellt, obwohl sie mehrere solche Drähte enthalten können. Außerdem zeigen die Figuren nicht alle Steuerschaltungen, deren Realisierung sich dem Fachmann aus dem Inhalt der Beschreibung ohne weiteres erschließt.
Der in Figur 1 gezeigte Elementarschalter mit X Eingängen 11 bis IX und Y Ausgängen 01 bis 0Y (X und Y haben nicht gleichzeitig den Wert 1) ist so ausgebildet, daß er in Zellen oder Paketen fester oder variabler Länge gruppierte digitale Signale durchschalten kann. Eine solche Zelle, die in Figur 2 gezeigt ist, besteht beispielsweise aus einer Folge von Unterzellen mit einer ersten Unterzelle FSC, einer Zwischenunterzelle ISC und einer letzten Unterzelle LSC, die alle gleiche Länge besitzen, beispielsweise 162 Bits, d.h. zwei Bits und zwanzig Zeichen zu je acht Bits. Jede dieser Unterzellen enthält ein Unterzellen-Steuerfeld SCH (von 2 Bits) und einen Datenblock DB1 bis DBs, wobei die erste Unterzelle FSC außerdem ein Zellenetikett CCH enthält, das beispielsweise eine Leitweginformation besitzt, mit der der Elementarschalter bestimmen kann, an welche Gruppe oder Gruppen von Ausgängen RG1 bis RGY alle aufeinanderfolgenden Unterzellen der gleichen Zelle nacheinander übertragen werden sollen, wobei dieser Transfer auf den gleichen Ausgang oder die gleichen Ausgänge erfolgt. In der vorliegenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß das Unterzellen- Kontrollfeld SCH einen expliziten Binärwert 11, 00 oder 01 hat, aus dem hervorgeht, daß die Unterzelle die erste Unterzelle FSC, eine Zwischenunterzelle ISC bzw. die letzte Unterzelle LSC der Zelle ist.
Das Etikette enthält seinerseits drei Teile, nämlich ein Leitwegsteuerfeld RCC, eine Angabe über das Ziel in Form einer Netzausgangsadresse RCA und eine interne Referenznummer IRN des Verteilbaums.
Das Steuerfeld RCC, das 5 Bits enthalten kann, besitzt eine Angabe über den Durchschaltungsmodus, nämlich entweder einen Punkt-zu-Punkt-Modus oder einen Verteilmodus oder einen beliebigen anderen vorgesehenen Modus, von denen nachfolgend einige erläutert werden. Wenn für einen Schalter das Steuerfeld RCC den Punkt-zu-Punkt-Modus bezeichnet, liefert die Analyse der Netzausgangsadresse RCA die Identität der ausgewählten Gruppe von Ausgängen. Wenn das Steuerfeld RCC den Verteilmodus bezeichnet, führt die Referenznummer des Verteilbaums IRN zum Auslesen eines Speichers, der die Identität der Gruppen von Ausgängen entsprechend den für diesen Baum im Elementarschalter durchzuführenden Verzweigungen liefert.
Die Netzausgangsadresse RCA, die beispielsweise bis zu 14 Bits enthält, ist die Identität des Ausgangsports des Vermittlungsnetzes (oder einer Gruppe von Ausgangsports), an die die empfangene Zelle gerichtet werden soll. Wenn die selektive Durchschaltung über mehr als eine Stufe des Vermittlungsnetzes erfolgt, ist nur ein Teil dieser Zielangabe in jedem der Elementarschalter für die Durchschaltung der Zelle erforderlich.
Die interne Referenznummer IRN, die beispielsweise auch 14 Bits umfaßt, ist eine im Vermittlungsnetz für die Identifizierung des Verteilbaums verwendete Nummer, gemäß dem eine ankommende Zelle an eine gewisse Anzahl von gegebenen Ausgangsports übertragen werden soll. Es ist bemerkenswert, daß erfindungsgemäß ein Verteilbaum in einem Netz mit selbsttätiger Leitwegbestimmung und Mehrfachwegen nicht eine Verbindung von einem Punkt zu mehreren Punkten ist, da er nicht vom Eingangsport abhängt und nur durch die Gruppe von Ziel-Ausgangsports charakterisiert ist. Außerdem entspricht er in einem Netz mit Mehrfachleitwegen einer Mehrzahl von Wegen von einem Punkt zu mehreren möglichen Punkten unter der Gruppe von Eingangsports und der Gruppe von Ziel-Ausgangsports des betrachteten Verteilbaums. Ein gegebener Verteilbaum ist nämlich nicht unbedingt nur für eine Verbindung bestimmt, sondern kann von allen Verbindungen beliebiger Eingangsports verwendet werden, die jede Zelle zur Gruppe von Ziel-Ausgangsports dieses Verteilbaums übertragen sollen.
Figur 3 zeigt aus Gründen einfacherer Darstellung bereits jetzt eine Ausführungsform des Elementarschalters ISE in Figur 1 für den Fall einer bidirektionalen Durchschaltung mit der Möglichkeit der Reflexion, die weiter unten anhand der Figuren 7, 9, 10 und 12 näher erläutert wird.
Der Elementarschalter ISE besitzt im betrachteten Beispiel 32 Eingänge I1 bis I32 und 32 Ausgänge 01 bis 032. Die Eingänge I1 bis I32 sind in zwei Eingangsgruppen I1 bis I16 und I17 bis I32 zusammengefaßt. Die Ausgänge sind in zwei Gruppen von Ausgängen 01 bis 016 und 017 bis 032 zusammengefaßt. Intern, d.h. außerhalb des Falls der Reflexion, ist der Elementarschalter so gestaltet, daß er die normale Durchschaltung von links nach rechts von den Eingängen 11 bis 116 zu den Ausgängen 01 bis 016 sowie parallel dazu, aber von rechts nach links aufgrund der externen Verdrahtung, die Durchschaltung der Eingänge I17 bis I32 zu den Ausgängen 017 bis 032 erlaubt. Im Fall der Reflexion ermöglicht der Schalter die Durchschaltung von den Eingängen I1 bis I16 zu den Ausgängen 017 bis 032 bzw. von den Eingängen I17 bis I32 zu den Ausgängen 01 bis 016.
In einem solchen Schalter ist die Zuordnung der Eingänge zu den Durchschaltungsrichtungen vorbestimmt. Die Richtung kann durch ein Bit I0 angegeben werden, das mit jedem Eingang verknüpft ist und angibt, ob der Eingang zur Eingangsrichtung (z.B. I1 bis I16 für eine Verkehr, der normalerweise für die Gruppe von Ausgängen 01 bis 016 bestimmt ist) oder zur entgegengesetzten Ausgangsrichtung gehört (gemäß demselben Beispiel I17 bis I32 für eine Verkehr, der normalerweise für die Gruppe von Ausgängen 017 bis 032 bestimmt ist).
Die Gruppe von 16 Ausgängen jeder Richtung kann beispielsweise in höchstens 8 Gruppen von mindestens 2 Ausgängen aufgeteilt sein, und die Durchschaltung einer beliebigen Zelle auf die Ausgänge einer der Gruppen benötigt nur die Identifizierung der Gruppe oder Gruppen, auf die die Zelle weiter übertragen werden soll, mit Hilfe eines Worts von 8 Bits (1 Bit je Gruppe), wobei selbstverständlich die Zelle auf einen einzigen Ausgang jeder so identifizierten Gruppe übertragen wird.
Wie man nochmals aus Figur 1 erkennt, sind die Eingänge I1 bis IX des dort gezeigten Elementarschalters an die Dateneingänge einer Multiplexerschaltung MX über die Kaskadenschaltung von Serien-Parallel-Wandlern SPR1 bis SPRX und Verriegelungsschaltungen IL1 bis ILX angeschlossen. Der Datenausgang CI des Multiplexers MX ist an den Dateneingang CI eines Unterzellen-Pufferspeichers BM vom Arbeitsspeichertyp gekoppelt, während der Selektionseingang XI des Multiplexers von einer Eingangstaktschaltung XC gesteuert wird, die nacheinander jeden der X Eingänge des Multiplexers an den Multiplexerausgang CI während einer Unterzellenperiode anschließen kann. Eine solche Unterzellenperiode ist das Zeitintervall, während dem eine Unterzelle in einem Serien- Parallel-Wandler SPR1 bis SPRX empfangen wird.
Der Pufferspeicher BM ist vollständig aufgeteilt, und sein Datenausgang ist an den Dateneingang eines Demultiplexers DX angeschlossen, dessen Y Datenausgänge an entsprechende Ausgänge 01 bis 0Y über Parallel-Serien-Wandler PSR1 bis PSRY gekoppelt sind. Der Selektionseingang YJ des Demultiplexers DX wird von einer Ausgangstaktschaltung YC gesteuert, die nacheinander den Eingang des Demultiplexers an die Y Ausgänge dieses Demultiplexers während einer Unterzellenperiode anschließen kann.
Es sei bemerkt, daß für Unterzellen einer Länge von 162 Bits und für einen gleichen binären Datendurchsatz von 50 Mbit/s an den Eingängen und den Ausgängen eine Unterzellenperiode 162/50 = 3,24 µs dauert.
Genauer betrachtet müssen, wenn der Elementarschalter beispielsweise X = 32 Eingänge und Y = 32 Ausgänge besitzt, 32 Schreib- und 32 Leseoperationen, also insgesamt 64 Operationen im Pufferspeicher BM während einer Unterzellenperiode von 3,24 µs durchgeführt werden. Damit muß jede dieser Operationen in 3,24/64 = 50,52 ns abgewickelt werden.
Für beispielsweise X = 16 und Y = 32 müssen 48 Operationen während der gleichen Unterzellenperiode durchgeführt werden. Das bedeutet, daß jede dieser Operationen in 3,24/48 = 67,5 ns durchgeführt werden muß.
Der Pufferspeicher BM ist in C Unterzellen-Pufferspeicherstellen, z.B. 512 Stellen, unterteilt, die je eine Unterzelle von beispielsweise 162 Bits speichern kann. Der Speicher besitzt einen Adresseneingang AC sowie einen Lese- Schreib-Wähleingang RW, die an die Ausgänge gleichen Namens einer Verwaltungslogik SBML für den Unterzellen-Pufferspeicher gekoppelt sind.
Der Elementarschalter enthält weiter eine Unterzellenlogik SL und eine Durchschaltungslogik RL, die beide an den Datenausgang CI des Multiplexers MX gekoppelt sind.
Die Unterzellenlogik SL ist im wesentlichen ein Detektor, der das Unterzellen-Kontrollfeld SCH jeder Unterzelle erfassen und überprüfen soll und aktive Ausgangssignale LS, F0 oder NF liefert, je nachdem, ob die Unterzelle eine letzte Unterzelle LSC, eine erste Unterzelle FSC oder nicht eine erste Unterzelle ist.
Die Durchschaltungslogik RL analysiert die Leitweginformation des Zellenetiketts CCH jeder ersten Unterzelle FSC einer Zelle und liefert aktive Ausgangssignale RMD und RC abhängig von der Leitweginformation. Insbesondere liefert das Signal RMD die Identität einer oder mehrerer ausgewählter Ausgangsgruppen, auf die die Unterzellen der Zelle übertragen werden sollen, während das Signal RC die Anzahl dieser ausgewählten Ausgangsgruppen angibt, d.h. den Wert 1 für einen Transfer von einem Punkt zu einem Punkt und einen höheren Wert als 1 für einen Transfer von einem Punkt zu mehreren Punkten. Die Art der Leitweginformation und der entsprechende Analyseprozeß, die von der Durchschaltungslogik RL durchgeführt werden, um die Ausgangssignale RMD und RC zu erzeugen, hängt vom für die Zelle verwendeten Durchschaltungsmodus ab. Das Zellenetikett CCH kann beispielsweise Y Leitweginformationsbits enthalten, wobei jedes dieser Bits einer Gruppe von Ausgängen entspricht, auf die die Zelle übertragen werden soll.
Die Logik C=QML zur Verwaltung der Ausgangszellen- Warteschlangen verwaltet die Zellenwarteschlangen und wählt den Ausgang, indem die Adresse der ersten Eingangsunterzelle WISA in einer geeigneten Warteschlange abhängig vom Durchschaltungsmodus und den von der Logik RL gelieferten Daten RMD registriert und die Adresse der ersten Ausgangs-unterzelle FSAO an die Logik SBML gleichzeitig mit der Identität des ausgewählten Ausgangs YS übertragen wird.
Die Logik SBML zur Verwaltung des Unterzellen-Pufferspeichers ist an die erwähnten Ausgänge LS, NF der Logik SL, RC der Logik RL, XI der Eingangstaktschaltung XC, FSAO der Logik COQML zur Zellenverwaltung und YJ der Ausgangstaktschaltung YC angeschlossen. Sie verwaltet die Verwendung der Pufferspeicherplätze des Speichers BM, indem sie die Adresse von freien Speicherplätzen liefert und sie als besetzt bezeichnet, wenn sie verwendet werden, sowie wieder als frei, wenn sie nicht mehr besetzt sind. Unter der Steuerung durch die an ihre Eingänge angelegten Signale steuert sie auch über das Lese-Schreib-Wählsignal RW die Lese- und Schreiboperationen im Pufferspeicher BM und stellt verkettete Listen auf, die die Unterzellen-Pufferspeicheradressen einer Zelle aneinanderreihen. Dies ist notwendig, da die Unterzellen der gleichen Zelle an nicht korrelierten Speicherplätzen des Pufferspeichers BM gespeichert werden, aber an den gleichen oder die gleichen gewählten Ausgänge O1 bis OY durchgeschaltet werden müssen, und zwar in derselben Reihenfolge und ohne Unterbrechung wie bei ihrem Eintreffen an den Eingängen I1 bis IX.
Nun wird kurz der Betrieb des betrachteten Elementarschalters beschrieben. Wenn eine Unterzelle einer Zelle variabler Länge, wie z.B. die in Figur 2 gezeigte, an einem der Eingänge I1 bis IX, z.B. dem Eingang I1 des Elementarschalters erscheint, wird sie von dem entsprechenden Serien- Parallel-Wandler SPR1 empfangen. Die von dem Wandler SPR1 gelieferte parallele Version der Unterzelle wird an die entsprechende Verriegelungsschaltung IL1 übertragen, von der sie dem Multiplexer MX zugeführt wird. Unter der Steuerung durch das Taktsignal XI, das an den Eingang gleichen Namens von der Eingangstaktschaltung XC geliefert wird, wird die Unterzelle in einem gegebenen Augenblick entsprechend diesem Eingang 11 an den Dateneingang CI des Pufferspeichers BM sowie an die Unterzellenlogik SL und an die Durchschaltungslogik RL geliefert. Dann wird bestimmt, ob die Unterzelle eine erste Unterzelle FSC, eine letzte Unterzelle LSC oder nicht eine erste Unterzelle ist, und es wird festgelegt, für welche Gruppe oder Gruppen von Ausgängen RG1 bis RGY diese Unterzelle und die der gleichen Zelle angehörenden nachfolgenden Unterzellen übertragen werden sollen. Die resultierenden Ausgangssignale LS, NF und RC werden an die Logik SBML zur Verwaltung des Unterzellen-Pufferspeichers übertragen, und das Ausgangssignal RMD gelangt an die Logik COQML zur Verwaltung der Ausgangszellen-Warteschlangen.
Unter der Kontrolle des Taktsignals XI liefert die Logik SBML die Adresse einer freien Pufferspeicherstelle, z.B. WISA, an den Adresseneingang AC des Pufferspeichers BM. Daraufhin wird die am Dateneingang CI des Pufferspeichers BM vorliegende Unterzelle an dem Speicherplatz mit der Adresse WISA registriert. Diese Adresse wird als besetzt markiert und der verketteten Liste der Adressen aller bereits von derselben Zelle empfangenen Unterzellen hinzugefügt (in diesem Fall werden die Signale NF, LS, RC und RMD verwendet). In dieser Liste liegen die Adressen in derselben Reihenfolge wie die Unterzellen der Zelle.
Während einer Leseoperation unter Steuerung durch das Taktsignal Yj, das an den Eingang gleichen Namens von der Ausgangstaktschaltung YC geliefert wird, wird die Adresse einer Unterzelle, z.B. ROSA, an den Adresseneingang AC des Pufferspeichers BM geliefert, und die an dem entsprechenden Speicherplatz liegende Unterzelle wird ausgelesen und an den Datenausgang des Pufferspeichers BM übertragen. Von dort wird sie über den Demultiplexers DX an den Ausgang oder an einen der ursprünglich durch das Signal YS der Verwaltungslogik COQML angegebenen Ausgänge geliefert.
Nun wird auf Figur 3bis Bezug genommen, die die Logik SBML zur Verwaltung des Unterzellen-Pufferspeichers in Figur 1 im einzelnen zeigt.
Wie bereits erwähnt, besitzt diese Logik zur Verwaltung des Unterzellen-Pufferspeichers Eingänge LS, NF, RC, XI, YJ, FSAO, YS sowie Ausgänge AC, L, RW und FSAI. Die Logik enthält eine Schaltung zur Verwaltung der freien Speicherplätze FMLMC, einen Speicher zur Verkettung von Unterzellen SLM, einen Zeigerspeicher für ankommende Unter zellen ISPM und einen Zeigerspeicher für ausgehende Unterzellen OSPM.
Die Schaltung FMLMC der Logik SBML besteht aus einem Warteschlangenspeicher für freie Plätze FQ, bei dem es sich beispielsweise um einen Warteschlangenspeicher vom FIFO-Typ handelt (First In-First Out), der die Adressen aller freien Speicherplätze des Pufferspeichers BM enthält. Die Schaltung FMLMC hat einen Eingang ROSA, einen Ausgang WISA und Steuerklemmen QC und RW.
Der Unterzellen-Verkettungsspeicher SLM enthält C Speicherplätze entsprechend den C Pufferspeicherplätzen des Unterzellen-Pufferspeichers BM. Er speichert für jeden Pufferspeicher
- die Verkettungsadresse der nächstfolgenden Unterzelle (NCB),
- die Anzahl der Kopien der Unterzelle, die gelesen werden sollen (NC),
- eine Angabe über die letzte Unterzelle der Zelle (L).
Das Speicherfeld SLM ist einem Rückwärtszähler DC zugeordnet, so daß der Wert NC bei jeder Leseoperation des Speichers SLM um eine Einheit abnimmt. Dann wird der neue Wert anstelle des vorhergehenden gespeichert. Wenn der neue Wert bei 0 ankommt, wurden alle Unterzellenkopien gelesen und der Zähler DC erzeugt ein Signal QC, das die Einspeicherung der Adresse (ROSA) der gelesenen Unterzelle, die nun frei wird, in der Schaltung FMLMC zur Verwaltung der freien Pufferspeicherplätze erlaubt.
Der Zeigerspeicher für ankommende Unterzellen ISPM besitzt X Speicherplätze entsprechend den X Eingängen und arbeitet synchron mit den Eingangstaktsignalen XI, die die Zeitmultiplexabwicklung der X Eingänge definieren. Für jeden Eingang notiert der Zeigerspeicher
- die Pufferspeicheradresse der letzten empfangenen Unterzelle (LCB),
- die Anzahl der Unterzellenkopien, die später gelesen werden sollen (LC),
- einen Indikator der letzten Unterzelle der Zelle (B).
Der Speicher für die Zeiger von ausgehenden Unterzellen OSPM besitzt Y Plätze entsprechend den Y Ausgängen und arbeitet synchron mit den Ausgangstaktsignalen YJ, die die Zeitmultiplexabwicklung der Y Ausgänge definieren. Für jeden Eingang speichert der Zeigerspeicher die Adresse des Speicherplatzes der nächstfolgenden Unterzelle, die auf die Übertragung an den entsprechenden Ausgang wartet (WCB).
Die Schreibsteuerschaltung liefert an die verschiedenen Schaltungen die geeigneten Steuersignale entsprechend dem abwechselnden Betrieb der Schaltungen SBML und den abwechselnden Lese- und Schreiboperationen im Pufferspeicher BM gemäß den miteinander verschachtelten Taktsignalen an den Eingängen (XI) und an den Ausgängen (YJ). Dementsprechend ist das resultierende Signal RW während jeder Schreiboperation im Pufferspeicher BM für den Eingang einer Unterzelle aktiv und während einer Leseoperation des Pufferspeichers für die Übertragung einer ausgehenden Unterzelle inaktiv.
Die nachfolgende prinzipielle Beschreibung kennzeichnet den Betrieb, der durch diese Funktionen der Verwaltungslogik SBML während einer Schreib- oder Lesephase und für jeden der drei Typen von Unterzellen einer Zelle gewährleistet ist: erste Unterzelle FSC, Zwischenunterzelle ISC und letzte Unterzelle LSC.
Zuerst sei die Schreibphase im Pufferspeicher BM für den Fall einer ersten Unterzelle FSC betrachtet. In einem solchen Fall wird das Signal FO geliefert, und die Verwaltungslogik SBML empfängt von den Logikschaltungen SL und RL:
- NF = 0, um eine erste Unterzelle zu bezeichnen,
- LS = 0, um anzugeben, daß es sich nicht um eine letzte Unterzelle handelt,
- RC = 2, indem beispielsweise ein Transfer von einem Punkt zu mehreren Punkten auf zwei Ausgangsgruppen angenommen wird.
Wenn das Signal RW aktiv ist, wird eine Unterzellen- Schreibadresse WISA von der Verwaltungsschaltung FMLMC geliefert, die den ausgewählten freien Pufferspeicherplatz bezeichnet, an dem die empfangene Unterzelle gespeichert wird. Die Adresse WISA wird auch im Zeigerspeicher ISPM für den Eingang XI registriert, und zwar als Adresse der letzten empfangenen Unterzelle für den nächsten Zyklus bezüglich des gleichen Eingangs. Außerdem wird die Adresse WISA an die Logik COQML geliefert, die sie als Bezugsidentität dieser neuen empfangenen Zelle registriert, da diese Logik das Signal FO mit dem Wert 1 empfängt.
Was nun den Verkettungsspeicher SLM angeht, so wird, da es sich um eine erste Zelle FSC handelt (NF = 0), die Adresse WISA nicht im Feld NCB gespeichert, da diese neue Unterzelle nicht mit der letzten Unterzelle der vorhergehenden Zelle verkettet werden muß. Außerdem werden die anderen Datenfelder für diese vorhergehende Unterzelle ausgewertet, indem deren Adresse gewählt wird, die vom Feld LCB des Zeigerspeichers ISPM geliefert wird, und indem LC und B, die vom Zeigerspeicher ISPM kommen, in den Feldern NC und L des Speichers SLM registriert werden. Die Steuersignale RC und LS werden in den Feldern LC und B des Speichers ISPM für den Eingang XI gespeichert.
Im Fall einer Zwischenunterzelle ist das Signal FO nicht aktiv und die Logik SBML zur Verwaltung des Unterzellen-Pufferspeichers empfängt von den Logikkreisen SL und RL die folgenden Signale:
- NF = 1,
- LS = 0,
- das Signal RC wird bei NF = 1 nicht verwendet.
Wie oben ist das Signal RW aktiv, und eine andere Adresse WISA wird von der Verwaltungsschaltung FMLMC geliefert, nämlich die Adresse des Pufferspeicherplatzes, der verwendet wird:
- um den Pufferspeicher BM zu adressieren und dort die Zwischenunterzelle ISC einzutragen,
- um im Feld LCB des Zeigerspeichers ISPM als neue Adresse der letzten empfangenen Unterzelle der Zelle registriert zu werden,
- um im Feld NCB des durch den Inhalt des Feldes LCB des Speichers ISPM adressierten Speichers SLM eingetragen zu werden, um dort zu vermerken, daß diese neue Adresse WISA die Adresse der nächsten mit der vorhergehenden verketteten Unterzelle ist, bei der es sich um den im Speicher SLM ausgewählten Speicherplatz handelt.
Zugleich werden die Daten der Felder LC und B des Speichers ISPM in die Felder NC und L des Speichers LSM übertragen, ehe B im Speicher ISPM durch einen neuen, vom Signal LS kommenden Wert ersetzt wird.
Im Fall einer letzten Unterzelle LSC ist das Signal FO nicht aktiv und die Verwaltungslogik SBML empfängt von den Logikkreisen SL und RL:
- NF = 1,
- LS = 1,
- RC wird nicht verwendet bei NF = 1.
Erneut ist das Signal RW aktiv, und eine weitere Adresse WISA wird von der Schaltung FMLMC geliefert. Die Adresse des entsprechenden Pufferspeicherplatzes wird im Pufferspeicher BM verwendet. Die Speicher ISPM und SLM werden genau wie im vorhergehenden Fall der Speicherung einer Zwischenunterzelle ISC verwendet.
Zugleich werden die Werte LC und B aus dem Speicher ISPM in die Felder NC und L des Speichers SLM übertragen, ehe B im Speicher ISPM durch den neuen Wert ersetzt wird, der vom Signal LS kommt und daher angibt, daß nun die letzte Unterzelle einer Zelle empfangen wurde.
Wie anhand der Beschreibung der Speicherung einer ersten Unterzelle FSC unterstrichen wurde, werden jedoch während des nächstfolgenden Zyklus betreffend den Eingang XI die Werte LC und B = 1 in die Felder NC und L des Speichers SLM an der Adresse der vorhergehenden Zelle (d.h. der letzten) eingetragen, die vom Feld LCB des Speichers ISPM geliefert wird.
Nun sei die Lesephase des Pufferspeichers BM betrachtet, während der das Signal RW nicht aktiv ist. Zuerst wird insbesondere der Fall des Lesens einer ersten Unterzelle FSC erläutert.
Es sei angenommen, daß im Zeitpunkt der Aussendung der ersten Unterzelle der Inhalt WCB des Zeigerspeichers für die ausgehenden Unterzellen OSPM des betrachteten Ausgangs YS mit der Adresse der ersten Unterzelle der zu übertragenden Zelle geladen worden ist. Dies wird weiter unten beim Auslesen der letzten Unterzelle der Zelle klar.
Der Zeigerspeicher OSPM liefert dann die Adresse de zu lesenden ausgehenden Unterzelle, die verwendet wird:
- zur Adressierung des Pufferspeichers BM beim Auslesen der entsprechenden ersten Unterzelle FSC,
- für die Auswahl des zu lesenden Speichers SLM, der folgende Angaben liefert:
- eine Angabe NCB, die an den Speicher OSPM für die Einspeicherung als neue Adresse WBC in Hinblick auf den nächstfolgenden Zyklus bezüglich des Ausgangs YJ übertragen wird,
- eine Angabe NC, die um eine Einheit verringert und dann als neue Angabe NC wieder eingespeichert wird, wenn sie nicht Null ist. Der Wert Null bedeutet, daß die gewünschte Anzahl von Leseoperationen dieser Unterzelle (bei der die gewünschte Anzahl von Kopien dieser Unterzelle geliefert wurde) erreicht ist. Die Schaltung DC erzeugt dann ein Signal QC, mit dem die Schaltung FMLMC registrieren kann, daß der Pufferspeicherplatz mit der Adresse ROSA freigegeben und in die Gruppe der freien Pufferspeicherplätze eingefügt werden kann;
- einen Wert L, der Null ist, da es sich nicht im die letzte Zelle handelt, und der die oben erwähnte Übertragung des Werts NCB vom Speicher SLM zum Feld WCB des Speichers OSPM über den Multiplexer SO steuert.
Im Fall einer Zwischenzelle finden die gleichen Operationen in den Speichern OSPM und SLM und in der Schaltung FMLMC wie beim Lesen einer ersten Unterzelle FSC statt.
Im Fall einer letzten Unterzelle LSC liefert der Speicher OSPM erneut die Adresse ROSA der auszusendenden Unterzelle, also einer letzten Unterzelle LSC im vorliegenden Fall, die verwendet wird:
- zur Adressierung des Pufferspeichers BM, um die letzte Unterzelle auszulesen,
- zur Auswahl des Speichers SLM in Leserichtung, der dann liefert:
- einen Wert NC, der um eine Einheit verringert und genau wie in den anderen Fällen des Auslesens von Unterzellen behandelt wird,
- einen Wert L, der nun 1 ist und angibt, daß es sich um eine letzte Unterzelle LSC handelt. Dadurch wird in diesem besonderen Fall die Übertragung des Werts NCB aus dem Speicher SLM zum Speicherplatz WCB des Speichers OSPM blokkiert, da es keine Verkettung zu einer nachfolgenden vom Wert NCB des Speichers SLM gelieferten Unterzelle im Fall einer letzten Unterzelle LSC gibt. Dafür wird L = 1 an die Logik COQML gemeldet, um anzugeben, daß der betreffende Ausgang YZ für die Aussendung einer nachfolgenden Zelle ab dem nächsten Zyklus verfügbar wird und daß eine letzte Unterzelle einer Zelle gerade ausgesendet wird.
Dann initialisiert die Logik COQML nach der Auswahl der an den betreffenden Ausgang YJ zu übertragenden geeigneten Zelle durch die Logik COQML den Wert WBC im Speicher OSPM, was den Ausgang YJ angeht, indem dort die Adresse des Pufferspeicherplatzes der ersten Unterzelle FSAO der neuen ausgewählten Zelle vor dem nächsten Zyklus betreffend den Ausgang YJ eingeschrieben wird. Da dieser Initialisierungsprozeß nicht während der Taktperiode YJ der letzten Unterzelle LSC stattfindet, wird ein asynchroner Zugang zum Speicher OSPM mit Hilfe der Ausgangsadresse YS verwendet, die von der Logik COQML geliefert wird.
Nachdem dieses Ausführungsbeispiel der Verwaltungslogik SBML des Unterzellen-Pufferspeichers beschrieben wurde, um die Prinzipien der Verwaltung des für den Transfer von aus Unterzellen zusammengesetzten Zellen verwendeten Unterzellen-Pufferspeichers zwischen irgendeinem Eingang und irgendeinem Ausgang oder Ausgängen des Elementarschalters zu beschreiben, sind auch andere Formen der Funktionen dieser Verwaltungslogik SBML, beispielsweise hinsichtlich der Schaltung FMLMC zur Verwaltung der freien Pufferspeicherplätze ebenfalls in erfindungsgemäßen Elementarschaltern denkbar.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Durchschalteschaltung RL, die in einem Elementarschalter ISE gemäß Figur 1 verwendbar ist und auch den bidirektionalen Betrieb entsprechend der Darstellung in Figur 3 erlaubt.
Die Schaltungen der Figur 4 empfangen in einem Register IR das Zellenetikett CCH, das in Figur 1 eingetragen ist, um am Ausgang eine Information zu liefern, die die Steuerverbindung RMD markiert, welche der Zellenverwaltungs- und Ausgangsselektionslogik die Informationen liefert, die den gewählten Durchschaltungsmodus (RS, MC, DI, ES, PH) sowie die Leitwegdaten (RG, PO) spezifizieren.
Die Informationen hinsichtlich des Durchschaltungsmodus sind folgende:
- ein Modussignal "Gruppe" RS, das vorliegt, wenn die Zelle auf einen der Ausgänge einer Gruppe von Ausgängen im Fall einer Durchschaltung von Punkt zu Punkt übertragen werden soll,
- ein Modussignal "Diffusion" MC, das vorliegt, wenn die Zelle auf einen der Ausgänge jeder von mehreren Aus gangsgruppen durchgeschaltet werden soll, d.h. bei der Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten,
- ein Modussignal "Verteilung" DI, das vorliegt, wenn die Zelle an einem der Ausgänge einer Gruppe von Ausgängen im Sinn dessen, was in Figur 3 gezeigt ist, übertragen werden soll, im Fall eines bidirektionalen Elementarschalters, oder an einen Ausgang des Elementarschalters im Fall eines nur in einer Richtung wirksamen Elementarschalters, wodurch eine allgemeine Verteilung erfolgt, die eine Verteilung der empfangenen Zellen auf das Schaltnetz in Betracht zieht,
- ein Modussignal "Service" ES, das angibt, daß die empfangene Zelle für einen besonderen Steuerausgang bestimmt ist,
- ein Modussignal "definierter Transfer" PH, das angibt, daß die Zelle auf einen bestimmten Ausgang übertragen werden soll, beispielsweise für Testzwecke.
Die Leitwegdaten der Verbindung RMD enthalten:
- Gruppenidentitätssignale RG, die die Gruppe oder Gruppen identifizieren, an deren Ausgang die empfangene Zelle für die Modi RS und MC weiterübertragen werden soll,
- Identitätssignale eines individuellen Ausgangs PO, die mit dem Transfermodus PH verwendet werden.
Die Schaltungen in Figur 4 empfangen weiter je nach dem Eingang, an dem die empfangene Zelle angekommen ist, eine Angabe über die Eingangsrichtung IO, die beispielsweise von der Empfangsschaltung geliefert wird, welche die betreffende Zelle über den Eingangsmultiplexer in Figur 1 anbietet. Diese Angabe definiert die betreffende Eingangsrichtung in dem oben anhand von Figur 3 erläuterten Sinn.
Die Schaltungen in Figur 4 enthalten die folgenden Elemente:
- das bereits erwähnte Register IR, um das Etikett CCH jeder empfangenen Zelle zu empfangen, das wie erwähnt die Informationen RCC, RCA und IRN enthält,
- eine Steuerungs-Übersetzungsspeicher RCCTM, der 32 Wörter zu je 16 Bits speichert, die Leitwegparameter genannt werden und je einen Kode MT mit drei Bits für den Durchschaltungsmodus, einen Einbitindikator EF für die Reflexion, ein Feld mit 6 Bits RPI für die ankommende Durchschaltungsgruppe und ein Feld RPO mit auch 6 Bits für die ausgehende Durchschaltungsgruppe,
- einen Diffusionsspeicher MCM, der mehrere Maskenwörter MSK mit je 8 Bits speichert, und zwar 1 Bit je Gruppe von Ausgängen, um jede der verschiedenen Durchschaltungsgruppen von identifizieren, an die eine Kopie ausgesendet werden soll,
- einen Dekoder TD für den Durchschaltungsmodus, der den Kode des Durchschaltungsmodus MT dekodiert und daraus eines der fünf Modussignale ableitet, die oben erwähnt wurden,
- einen Richtungsselektor RD, der entweder das ankommende Durchschaltungsgruppenfeld RPI oder das ausgehende Durchschaltungsgruppenfeld RPO des Steuerübersetzungsspeichers RCCTM abhängig vom Reflexionsbit EF und der Angabe über die ankommende Richtung auswählt,
- einen Ausgangsgruppenselektor MS mit zwei Eingängen je 8 parallelen Bits, wobei dieser Selektor die Gruppenidentitätssignale RG ebenfalls mit acht Bits liefert, von denen jedes einer anderen der acht möglichen Durchschaltungsgruppen entspricht,
- ein Schieberegister SR mit 14 Bits und einem Ausgang PO mit fünf Leitern; wenn der Durchschaltungsmodus der direkte Transfermodus PH ist, bezeichnet dieser Ausgang den Ausgang, auf den die empfangene Zelle übertragen werden soll,
- einen Durchschaltungsgruppendekodierer GD,
- ein Exklusiv-ODER-Tor XOR,
- und zwei UND-Tore AN1 und AN2.
Die logischen Durchschaltungsschaltungen aus Figur 4 arbeiten wie nachstehend angegeben, wenn der Vorspann einer empfangenen Zelle am Eingangsmultiplexer (Figur 1) vorliegt, dessen Etikett CCH an das Register IR geliefert wird, während das Bit 10 die ankommende Durchschaltungsrichtung angibt. Wie oben erwähnt, taktet ein Taktgeber den Betrieb der Schaltungen in geeigneter Weise gemäß der üblichen Praxis auf diesem Gebiet.
Die Steuerinformation RCC, die für eine Übertragungsfolge durch das Vermittlungsnetz charakteristisch ist, bezeichnet nicht unmittelbar den im betrachteten Elementarschalter anzuwendenden Durchschaltungsmodus. Dieser Durchschaltungsmodus hängt vom Typ des Vermittlungsnetzes und der Lage des Elementarschalters in diesem Netz ab.
Die Steuerinformation wird für ihre Interpretation als Leseadresse im Steuerübersetzungsspeicher RCCTM verwendet, wobei Durchschaltungsparameter die oben definierten Elemente MT, EF, RPI und RPO enthalten.
Der Kode des anzuwendenden Durchschaltungsmodus MT wird vom Durchschaltungsmodusdekoder TD entschlüsselt, der dann eines der Modussignale RS, MC, ES, DI oder PH liefert. Die Angabe über die ankommende Richtung IO gelangt an einen der Eingänge des Exklusiv-ODER-Tors XOR, während das Reflexionsbit EF an dessen anderen Eingang gelangt. Der Ausgang des Tores XOR liefert das Steuersignal für den Selektor der ausgehenden Richtung RD. Letzterer wählt entweder das Feld der ankommenden Durchschaltungsgruppe RPI oder das Feld der ausgehenden Durchschaltungsgruppe RPO aus und gibt für beide Gruppen von Ausgängen einen spezifischen Bereich der Zieladresse RCA an, die die Identität einer Durchschaltungsgruppe liefern soll, an deren Ausgang die empfangene Zelle weiterübertragen werden soll. Jedes dieser Felder enthält eine Positionsangabe POS mit vier Bits und eine Dimensionsangabe RGS mit zwei Bits. Die Positionsangabe POS steuert das Schieberegister SR so, daß die Information RCA in diesem Register verschoben wird und daß ein Bereich von 3 Bits dieses Registers in die drei in der Figur linken Stufen dieses Registers SR gelangen, oder auch daß ein Bereich von 5 Bits dieses Registers in die fünf in der Figur linken Stufen des Registers SR gelangen. Die Dimensionsangabe RGS zeigt, wieviele der drei an erster Stelle erwähnten Bits zur Definition der Identität einer Durchschaltungsgruppe verwendet werden müssen. So wird das ganz links stehende Bit unmittelbar aus dem Schieberegister SR zum Gruppennummerndekodierer GD übertragen, das nächstfolgende Bit wird über das UND-Tor AN1 übertragen, das von einem der Signale RGS gesteuert wird, und das dritte Bit wird durch das UND-Tor AN2 übertragen, das durch das andere der Signale RGS gesteuert wird. Der Gruppennummerndekodierer GD liefert ein Wort mit 8 Bits, das die Identität einer Durchschaltungsgruppe bildet, die an den Selektor MS gelangt. In diesem Wort ist beispielsweise nur ein Bit auf dem Wert 1, während alle anderen den Wert 0 zeigen.
Gleichzeitig wird die interne Diffusionsbaum-Bezugsnummer mit 14 Bits IRN über das Register IR an den Diffusionsspeicher MCM angelegt, wo sie als Adresse zum Auslesen eines Maskenworts MSK mit 8 Bits verwendet wird. Wie oben angegeben, identifiziert dieses Maskenwort eine oder mehrere Durchschaltungsgruppen in einem Wort von 8 Bits, von denen eines oder mehrere den Wert 1 und die anderen den Wert 0 haben. Auch dieses Wort gelangt an den Selektor MS.
Wenn das Modussignal, das vom Dekodierer TD geliefert wird, das Gruppenmodus-Signal RS ist, liefert der Selektor MS auf seinem Ausgang ein Gruppenidentitätssignal RG, das das vom Dekodierer GD gelieferte Signal ist. Wenn es sich um das Diffusionsmodussignal MC handelt, ist das vom Selektor MS übertragene Signal RG das Signal MSK.
Die fünflinken Stufen des Schieberegisters SR liefern nach der durch den Positionsindikator POS bewirkten Verschiebung unmittelbar die Identität PO eines Ausgangs, auf den die empfangene Zelle im Fall des Direkttransfermodus PH übertragen werden soll.
In dem besonderen Fall des Verteilmodus DI braucht gar keine Gruppe von Ausgängen identifiziert zu werden, da es sich um eine einzige Gruppe handelt, die alle Ausgänge der betrachteten Einheit in der betreffenden Transferrichtung enthält.
Beim Dienstmodus ES ist der betroffene Ausgang unmittelbar bekannt, da die empfangene Zelle für einen bestimmten Steuerausgang vorgesehen ist, der in Figur 1 dargestellt ist.
Man erkennt also, daß die im Steuerübersetzungsspeicher RCCTM enthaltene Information in jedem Elementarschalter die Interpretation definiert, die dieser Schalter bei den 32 durch die Steuerinformation RCC bezeichneten möglichen Transferfolgen durchführen muß, um den auf die im Etikett der empfangene Zelle enthaltenen Durchschaltungsdaten anzuwendenden Durchschaltungsmodus zu bestimmen. Dies bedeutet, daß die Durchschaltungsinformationen einer Zelle, die unverändert bleiben, während die Zelle Schalter verschiedener Stufen des Vermittlungsnetzes durchläuft, mit den Durchschaltungsparametern des Schalters kombiniert werden, die von der Lage des Schalters im Netz, beispielsweise stufenspezifisch, abhängen. Dies führt zu einem besonderen Durchschaltungsmodus in jeder Stufe und für jede Durchschaltungsfolge.
Die im Steuerübersetzungsspeicher RCCMT enthaltenen Informationen sind halbpermanent und können bei der Inbetriebnahme jedes Elementarschalters eingetragen werden. Dagegen müssen die in dem Diffusionsspeicher MCM enthaltenen Informationen während des Betriebs für den Aufbau jedes Diffusionsbaums verändert werden.
Die Figur 4bis zeigt das allgemeine Blockschaltbild der Logik COQML zur Verwaltung von Zellen und zur Ausgangsselektion gemäß Figur 1.
Wenn die Entscheidung zur Durchschaltung einer neuen, an einem Eingang des Elementarschalters empfangenen Zelle durch die Durchschaltungsschaltung RL getroffen wird, liefert diese der Logik COQML die Informationen über den Durchschaltungsmodus sowie die zugeordneten Durchschaltungsdaten auf der Steuerverbindung RMD, wobei diese Steuerung durch das Steuersignal FO bestätigt wird, das von der Schaltung SL kommt und das Vorliegen einer ersten Unterzelle FSC mit Informationen meldet, die von der gerade empfangene Zelle durchgeschaltet werden sollen. Außerdem liefert gleichzeitig die Logik SBML zur Verwaltung der Unterzellenspeicher der Logik COQML die Adresse WISA des Pufferspeichers BM, an der diese erste Unterzelle FSC eingetragen worden ist.
Wenn ein Ausgang YJ des Elementarschalters die letzte Unterzelle LSC einer Zelle überträgt und dann somit für die Übertragung einer nachfolgenden Zelle verfügbar wird, meldet die Verwaltungslogik von Unterzellenspeichern SBML einen Wunsch nach der nächsten Zelle mit Hilfe des Signals L, das dann aktiv ist, wie dies oben in der Beschreibung der Logik SBML dargelegt wurde. Dann wählt die Logik COQML die nächste auf diesen Ausgang zu übertragende Zelle aus, indem sie der Logik SBML die Adresse FSAO der ersten Unterzelle FSC der zu übertragenden Zelle auf den Ausgang YJ liefert. Diese Angabe wird durch die Ausgangsadresse YS bezeichnet, die durch die Logik COQML an die Logik SBML geliefert wird, um diese Operation außerhalb der synchronen Taktzeit YJ durchführen zu können, die diesem Ausgang YJ entspricht.
Die Logik zur Verwaltung von Zellen und zur Ausgangsauswahl COQML enthält die folgenden Schaltungen:
- Warteschlangen BQ1 bis BQZ, deren Eingänge von einem Demultiplexer BI kommen und deren Ausgänge an einen Multiplexer BO führen. Diese Warteschlangen speichern vorübergehend die Identitäten von auf die Ausgabe wartenden Zellen und respektieren das Prinzip Frist In-First Out, wobei diese Identitäten beispielsweise durch die Adressen der ersten Unterzelle jeder Zelle im Pufferspeicher charakterisiert sind,
- eine Eingangssteuerlogik QICL, die die Wünsche nach Einspeisung von Zellen in die Warteschlangen empfängt,
- eine Ausgangssteuerlogik QOCL, die jede nächste an einen der Ausgänge des Elementarschalters zu übertragende Zelle auswählt, sobald diese verfügbar wird.
Außer der Verwaltung der vorübergehenden Wartezeit der zu übertragenden Zellen durch Einspeicherung ihrer Identitäten in Warteschlangen bewirkt die Logik COQML auch die Auswahl eines individuellen Ausgangs in jeder ausgewählten Durchschaltungsgruppe, da für die Durchschaltungsmodi RS (von Punkt zu Punkt), MC (von einem Punkt zu mehreren Punkten) und DI (Verteilung) die Durchschaltungsschaltung RL nur die Durchschaltungsgruppen identifiziert, an die eine Kopie der Zelle übertragen werden soll, oder sie identifiziert im Modus DI alle Ausgänge in einer Richtung.
In einer ersten Ausführungsform wird diese Funktion der individuellen Auswahl von Ausgängen von der Eingangssteuerlogik QICL vor der Einspeicherung der Identität der Zelle in die Warteschlange durchgeführt. Dann ist jede Warteschlange BQi bis BQZ unmittelbar jedem der Y Ausgänge des Elementarschalters zugeordnet.
Eine andere äquivalente Ausführungsform besteht darin, die gleiche Funktion der Auswahl von Ausgängen durch die Ausgangssteuerlogik QOCL durchführen zu lassen, d.h. nach der Einspeicherung der Zellenidentität in die Warteschlange. In diesem zweiten Fall ist jede Warteschlange BQ1 bis BQZ einer Durchschaltungsgruppe zugeordnet, die einen oder mehrere Ausgänge und nicht einen individuellen Ausgang des Elementarschalters besitzt.
In beiden Ausführungsvarianten kann die Vorrichtung zur Ausgangsauswahl, die für die Durchschaltungsmodi RS, MC und DI erforderlich ist, in bekannter Weise auf der Basis einer zyklischen Verteilung der Zellen auf die Ausgänge einer betrachteten Durchschaltungsgruppe erfolgen, so daß eine homogene Verteilung der Verkehrsbelastung von Zellen der Durchschaltungsgruppe auf jeden ihrer Ausgänge erfolgt. Eine andere vorgeschlagene Lösung besteht darin, einen Generator für Pseudo- oder Quasizufallssignale zur Auswahl eines Ausgangs für jede Zelle zu verwenden, wodurch zumindest größtenteils jede Korrelation zwischen dem Zellenfluß an den Eingängen und den Ausgängen jedes Elementarschalters beseitigt wird.
Im Fall der Modi ES oder PH ist ein Ausgang des Elementarschalters implizit bzw. bereits ausgewählt, und die Aufgabe der Logik COQML beschränkt sich auf die Verwaltung dieser Zellen in den Warteschlangen je entsprechender individueller Ausgang.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis 12 mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Vermittlungsnetzes angegeben, die sich auf die Figuren 1 bis 4 hinsichtlich der Merkmale der in den verschiedenen Stufen dieser Vermittlungsnetze verwendeten Elementarschalter stützen.
Die Eigenschaften eines Vermittlungsnetzes hängen nämlich von den Eigenschaften der verwendeten Elementarschalter ab, wie sie erfindungsgemäß von den halbpermanenten Durchschaltungsparametern definiert sind, die von der Lage der Schalter und der Konfiguration des Vermittlungsnetzes abgeleitet sind, d.h. im wesentlichen von der Anzahl der Stufen, der unidirektionalen oder bidirektionalen Ausbildung jeder Stufe, der Vermaschung zwischen den Elementarschaltern und dem Anschlußmodus der Eingangs- und Ausgangsports.
Die Erfindung ist, wie nachfolgend gezeigt wird, in allen Konfigurationen von Vermittlungsnetzen anwendbar, die nachfolgend beschrieben werden, sowie in zahlreichen Varianten, die davon leicht abgeleitet werden können.
Es bedarf auch der Feststellung, daß in jeder Konfiguration eines Vermittlungsnetzes aus Gründen der Standardisierung und der Möglichkeit der Erweiterung möglichst ein gleicher Typ von Elementarschaltern in allen Stufen des Netzes verwendet wird. Man erkennt leicht, daß der Elementarschalter der Figuren 1, 3 und 4 dieser Forderung aufgrund der Möglichkeit gerecht wird, daß er mit spezifischen Durchschaltungsparametern, beispielsweise Stufe für Stufe, für jede Zellentransfersequenz durch das Vermittlungsnetz initialisiert werden kann.
Figur 5 zeigt ein Vermittlungsnetz RC1, das in einer Richtung wirksam und symmetrisch ist sowie aus Elementarschaltern wie in Figur 1 gezeigt aufgebaut ist. Diese Schalter sind in drei Stufen angeordnet, von denen die erste Stufe Schalter TSi1 bis TSiT mit je n Eingängen, die zentrale Stufe Schalter AS1 bis ASk und die letzte Stufe Schalter TSo1 bis TSoT mit je n Ausgängen besitzt. Auf diese Weise besitzt das Vermittlungsnetz N = nT Eingangsports, die an die Eingänge der Elementarschalter der ersten Stufe angeschlossen sind, und N = nT Ausgangsports, die an die Ausgänge der Elementarschalter der letzten Stufe angeschlossen sind. Der Zellenverkehr wird von den Eingangsports zu den Ausgangsports durch alle Schalter in einer Richtung übertragen. Daher wird dieses Netz als in einer Richtung wirksam bezeichnet. Es wird als symmetrisch bezeichnet, weil die Anzahl der Ausgänge der der Eingänge gleicht. Die N Schalter der ersten Stufe besitzen eine oder mehrere (n) Maschenverbindungen zu jedem der k Schalter der zentralen Stufe, d.h. m k Ausgänge. Die T Schalter der letzten Stufe besitzen eine oder mehrere (m) Maschenverbindungen zu jedem der Schalter der zentralen Stufe, d.h. m k Eingänge. Die Schalter der zentralen Stufe besitzen also T m Eingänge und T m Ausgänge.
Setzt man wieder die Zahlen ein, die vorher angegeben wurden (siehe beispielsweise Figur 3), dann können die Elementarschalter der drei Stufen Schalter mit 32 Eingängen und 32 Ausgängen sein, d.h. T m = k m = 32.
Da jeder der Schalter der zentralen Stufe alle Schalter der letzten Stufe erreichen kann, kann eine an einem beliebigen Eingangsport z.B. des Elementarschalters TSi1 des Vermittlungsnetzes ankommende Zelle an einen beliebigen der Schalter der zentralen Stufe, AS1 bis ASk, gerichtet werden, ob es sich um eine Durchschaltung dieser Zelle von einem Punkt zu einem Punkt oder von einem Punkt zu mehreren Punkten handelt. In einem solchen Netz sieht man daher erfindungsgemäß vor, daß die Ausgänge der Schalter der ersten Stufe in einer einzigen Gruppe von Ausgängen zusammengefaßt sind und daß eine von einem Schalter der ersten Stufe empfangene Zelle an einen ausgewählten Ausgang in dieser einzigen Gruppe von Ausgängen übertragen wird, ob es sich nun um eine Durchschaltung von Punkt zu Punkt oder von einem Punkt zu mehreren Punkten handelt. Es reicht hierfür aus (siehe die Beschreibung bezüglich der Figur 4), daß der Steuerübersetzungsspeicher (RCCTM) in diesen Elementarschaltern TSi1 bis TSiT das Modussignal DI (Verteilung) als Antwort auf die Steuerinformationen RCC liefert, das bedeutet, daß die Zelle auf einem beliebigen Ausgang an die nächste Stufe für die Durchschaltung von Punkt zu Punkt oder von Punkt zu mehreren Punkten verteilt werden soll.
Mit anderen Worten erlaubt die Positionsangabe, die in den Schaltern der ersten Stufe enthalten ist (implizit durch die im Steuerübersetzungsspeicher enthaltenen Durchschaltungsparameter dargestellt), eine entsprechende Interpretation der Durchschaltungsinformation der Zelle.
Dagegen besitzt jeder der Schalter der zentralen Stufe nur eine oder mehrere (m) Maschenverbindungen zu jedem Schalter der letzten Stufe. Die Durchschaltung hängt von der Identität des Zielausgangs ab. Eine Gruppe von einer oder mehreren (m) Maschenverbindungen ist hierzu zugänglich. Jeder Schalter der zentralen Stufe hat also T Gruppen mit einem oder m Ausgängen. Mit einer unterschiedlichen Positionsangabe interpretieren diese Schalter die gleiche Durchschaltungsinformation der Zellen so, daß sie die richtige Durchschaltungsgruppe im Fall einer Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt bzw. die richtigen Gruppen im Fall einer Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten auswählen, die Ausgänge von mehreren unterschiedlichen Elementarschaltern der letzten Stufe betreffen. Gemäß der Ausführungsform von Figur 4 wird die Steuerinformation RCC, die oben in Betracht gezogen wurde, in diesen Elementarschaltern der zentralen Stufe in ein Modussignal RS (Gruppe) für eine Durchschaltung von Punkt zu Punkt oder in eine Modussignal MC für eine Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten umgesetzt, während die Ausgangsadresse RCA oder die interne Bezugsnummer IRN für die Identifizierung der ausgewählten Gruppe oder Gruppen von Ausgängen verwendet wird.
Was für die Elementarschalter der zentralen Stufe bezüglich des betrachteten Durchschaltungsmodus gilt, ist auch für die Schalter der letzten Stufe gültig.
Für den Fall von z.B. m = 2 besitzen die Schalter der zentralen Stufe zwei Maschenverbindungen mit jedem der Schalter der ersten und letzten Stufe. In diesem Fall besitzen die Elementarschalter der zentralen Stufe T Gruppen von zwei Ausgängen, zwischen denen eine Auswahl erfolgen muß.
Die Anzahl von Elementarschaltern der zentralen Stufe kann gemäß einer anderen Variante größer als die der Schalter der beiden äußeren Stufen sein, ohne daß andere Merkmale geändert würden. Dies verringert die Verkehrsbelastung der internen Maschenverbindungen des Vermittlungsnetzes. Indem man beispielsweise von dem Beispiel (m = 2) ausgeht, könnte die zentrale Stufe 64 Elementarschalter enthalten, und dementsprechend hätten die Schalter der beiden äußeren Stufen 128 Ausgänge oder Eingänge.
Man kann auch vorsehen, daß für eine gegebene Dimensionierung des Netzes aus Figur 5 hinsichtlich der Anzahl der Elementarschalter je Stufe und der Anzahl der Maschenverbindungen zwischen ihnen manche Eingangsverbindungen mit höherer Geschwindigkeit als die im Vermittlungsnetz gültige mit mehreren Eingangsports gekoppelt sind, auf die die Zellen dieser äußeren Verbindung verteilt sind. Diese werden dann einzeln durch die Mehrzahl der möglichen Leitwege zu den Zielausgangsports übertragen. Verallgemeinert ergibt dies ein Vermittlungsnetz, dessen Übertragungs- und Schaltgeschwindigkeit geringer als die der äußeren Übertragungsverbindungen ist, die von ihm bedient werden. Natürlich gelten diese Bemerkungen hinsichtlich der Eingangsverbindungen symmetrisch auch für die Ausgangsverbindungen, wo die Zellen mehrerer Ausgangsports zu einer ausgehenden Verbindung multiplexiert werden.
Das symmetrische unidirektionale Vermittlungsnetz aus Figur 6 enthält vier Stufen. Die Bezeichnungen der Elementarschalter der beiden äußeren Stufen sind dieselben wie in Figur 5. Die Elementarschalter der beiden zentralen Stufen heißen ASi1 bis ASik bzw. ASo1 bis ASok.
Die Elementarschalter der beiden ersten Stufen bilden eine Eingangs-Selektionseinheit USi, während die Elementarschalter der beiden letzten Stufen eine Ausgangs-Selektionseinheit USo bilden. Die beiden Selektionseinheiten sind miteinander über Maschen gekoppelt, die die entsprechenden Ausgänge und Eingänge miteinander verbinden.
Alle Ausführungen bezüglich des Netzes in Figur 5 sind auch hier anwendbar, mit der Maßgabe, daß zwei homologe Elementarschalter der beiden zentralen Stufen dort nur einen Schalter bilden. Hinsichtlich der Steuerung sind die Elementarschalter ASi1 bis ASik jedoch vorzugsweise so ausgebildet, daß sie eine Verteilung durchführen, und zwar entweder im Modus von einem Punkt zu einem Punkt oder von einem Punkt zu mehreren Punkten. Die Schalter ASo1 bis Asok werden ihrerseits steuerungsmäßig wie die Elementarschalter AS1 bis ASk in Figur 5 behandelt.
Das Vermittlungsnetz in Figur 7 ähnelt dem in Figur 6, aber es ist gefaltet, d.h. bidirektional, indem die Elementarschalter der äußeren Stufen TSi1 bis TSiT und TSo1 bis TSoT zu Schaltern der ersten Stufe TS1 bis TST zusammenfallen. Die Schalter der zweiten Stufe in Figur 7 tragen dieselben Bezeichnungen AS1 bis ASk wie die Elementarschalter der zweiten Stufe in Figur 5.
Die Eingänge der Schalter der ersten Stufe sind auf die Eingangsports und die Ausgangsports des Vermittlungsnetzes (hälftig für ein Netz ohne Expansion und Konzentration) verteilt. Die internen Maschen sind verdoppelt und enthalten eine oder mehrere Verbindungen für jede Durchschaltungsrichtung. Die Schalter sind bidirektional und bewirken die Reflexion entweder in der ersten oder in der zweiten Stufe.
Bei der Durchschaltung einer Zelle von einem Eingang des Elementarschalters TS1 auf einen oder mehrere Ausgänge eines anderen Schalters TST bewirkt der Schalter TS1 sowohl im Rahmen der Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt als auch von einem Punkt zu mehreren Punkten eine Verteilung auf die Gesamtheit der Schalter der nachfolgenden Stufe, während derjenige Schalter der zweiten Stufe, der die Zelle überträgt, den Durchschaltungsmodus "Gruppe" oder "Diffusion" anwendet. Gleiches gilt für den Elementarschalter TST. Im Fall eines Transfers einer Zelle von einem Eingang des Elementarschalters TS1 an einen oder mehrere Ausgänge dieses gleichen Schalters TS1 kann eine Transferreflexion unmittelbar in Höhe der ersten Stufe erfolgen, d.h. in dem bidirektionalen Schalter TS1, der unmittelbar die Zelle auf den oder die Zielausgänge überträgt und nicht, wie üblich, eine Verteilung zur nächstfolgenden Stufe durchführt.
Alle obigen Ausführungen betreffend das Netz aus Figur 5 sind auch auf das Netz gemäß Figur 7 anwendbar, unter Berücksichtigung der erforderlichen Änderungen aufgrund der Überlagerung der beiden Durchschaltungsrichtungen des Verkehrs in den Schaltern der beiden Stufen und der Reflexion in den Schaltern der ersten oder der zweiten Stufe.
In Figur 3 erkennt man, daß die Schalter der ersten Stufe 16 Eingänge und 16 Ausgänge besitzen, die an Eingangs- bzw. Ausgangsports angeschlossen sind. Sie enthalten weiter 16 Eingänge und 16 Ausgänge, die an 16/m Schalter der zweiten Stufe angeschlossen sind, wenn m die Anzahl von internen Maschen zwischen zwei Schaltern dieser beiden Stufen ist. Wenn die erste Stufe 16 Schalter (m = 1) besitzt, sind 16 Eingänge und 16 Ausgänge der Schalter der zweiten Stufe an diese 16 Schalter der ersten Stufe über 16 bidirektionale Maschen mit je einer einzigen Verbindung in jeder Durchschaltungsrichtung angeschlossen. Der von diesen 16 Eingängen kommende Verkehr wird dann auf die 16 Ausgänge reflektiert. Die anderen 16 Eingänge und Ausgänge der Schalter der zweite Stufe werden nicht verwendet und sind für eine Erweiterung des Netzes in Form einer zusätzlichen dritten Stufe verfügbar. Wenn die erste Stufe bis zu 32 Elementarschalter enthält, liefern die 32 Eingänge und 32 Ausgänge der Schalter der zweiten Stufe die 32 Maschen mit je zwei Verbindungen, und zwar eine in jeder Durchschaltungsrichtung, die erforderlich sind, um sie zu erreichen.
Die Betriebsweise der Schalter bei der Behandlung der beiden Durchschaltungsrichtungen wurde anhand der Figuren 3 und 4 erläutert.
Nun wird Figur 8 erläutert, die ein Vermittlungsnetz ähnlich dem der Figur 5 zeigt, das hier jedoch durch zwei nebeneinanderliegende getrennte, in einer Richtung wirksame Vermittlungsnetze gebildet wird, die Stufe für Stufe einander entsprechen und je den Transfer in einer gegebenen Richtung von N1 Eingängen einer Seite zu den N2 Ausgängen der anderen Seite oder auch von den N2 Eingängen dieser letzten Seite zu den N1 Eingängen der ersten Seite erlauben. Ein solches Vermittlungsnetz kann typisch zur Bildung einer unsymmetrischen Einheit verwendet werden, die N1 bidirektionale Verbindungen von einer Seite mit N2 bidirektionalen Verbindungen der anderen Seite verbindet, mit N1> N2. Das unidirektionale Netz von N1 nach N2 bewirkt also eine Verkehrskonzentration und das andere unidirektionale Netz von N2 nach N1 eine Expansion des Verkehrs. Jedes dieser unidirektionalen Netze unterscheidet sich von dem der Figur 1 nur dadurch, daß es unsymmetrisch ist, da mindestens eine Stufe von unsymmetrischen Elementarschaltern vorliegt, d.h. von Schaltern, deren Anzahl von Eingängen sich von der der Ausgänge unterscheidet, z.B. 32 16 oder 16 32. Abgesehen von dieser Variante bleiben die Durchschaltungsprinzipien, die für jede Stufe des Netzes in Figur 5 beschrieben wurden, auf die entsprechenden Stufen in jedem der beiden unsymmetrischen unidirektionalen Netze anwendbar.
Figur 9 zeigt ein ähnliches Netz wie Figur 8 in einer bidirektionalen Konfiguration. In diesem Fall verbindet das unsymmetrische vermittlungsnetz die N1 Eingangsports und Ausgangsports einer Seite mit den N2 Eingangs- und Ausgangsports der anderen Seite. Für N1> N2 wird ein solches Netz typisch für die Konzentration von N1 Verbindungen mit relativ schwachem Verkehr auf N2 Verbindungen mit starkem Verkehr verwendet. Zellentransfers können also zwischen diesen beiden Gruppen von Ports N1 und N2 durchgeführt werden, die entweder unidirektional von einem Eingangsport der Einheit N1 (oder N2) zu einem Ausgangsport der Einheit N2 (oder N1), oder bidirektional zwischen einem Eingangs/Ausgangsport der Einheit N1 und einem Eingangs/Ausgangsport der Einheit N2 wirksam sind. Außerdem ermöglicht das Vorhandensein mindestens einer bidirektionalen Stufe auch den Transfer der Zellen zwischen einem Eingangsport und einem Ausgangsport derselben Einheit (N1 oder N2), indem in einer bidirektionalen Stufe eine Reflexion erfolgt. Von der Konfiguration her gesehen, entspricht dieses Netz dem der Figur 8. Wie in diesem letzteren Fall ist mindestens eine der Stufen unsymmetrisch, damit das Vermittlungsnetz unterschiedliche Anzahlen von Eingangsports und Ausgangsports N1 und N2 zu beiden Seiten des Vermittlungsnetzes aufweist.
Die verschiedenen Transfersequenzen werden folgendermaßen angewendet:
- Für einen nicht reflektierten Zellentransfer zwischen einem Eingangsport einer Seite des Netzes (Gruppe N1 oder N2) und einem Ausgangsport der anderen Seite des Netzes (Gruppe N2 oder N1) verteilt die erste Stufe den ankommenden Verkehr auf alle Schalter der Zwischenstufe. Dann erfolgt in dieser Stufe eine selektive Durchschaltung zur letzten Stufe, indem die Zelle an eine oder mehrere Gruppen von Ausgängen übertragen wird, die zu einem oder mehreren Schaltern der letzten Stufe führen. In dieser letzten Stufe ergibt eine selektive Durchschaltung den Transfer der Zelle zu dem Zielport oder den Zielports.
- Im Fall eines reflektierten Transfers zwischen einem Eingangsport und einem Ausgangsport der gleichen Gruppe (N1 oder N2) kann die Reflexion im Schalter der ersten Stufe erfolgen, wenn die beiden Ports an denselben Schalter angeschlossen sind und wenn er bidirektional ist. Im gegenteiligen Fall verteilt der Schalter der ersten Stufe die Zelle auf einen beliebigen der Schalter der Zwischenstufe, die vorzugsweise bidirektional sind, um einen solchen reflektierten Transfer durch selektive Durchschaltung zu einem oder mehreren Schaltern der ersten Stufe zu erlauben. In dieser letzten Stufe erfolgt eine selektive Durchschaltung der Zelle zum ausgehenden Zielport oder den Zielports.
Figur 10 zeigt eine mögliche Erweiterung des Vermittlungsnetzes aus Figur 9 durch Zufügung einer zusätzlichen Auswahlstufe. Außerdem sind die beiden ersten Stufen von Schaltern auf der Seite der Gruppe von N Eingangs- und Ausgangsports in m Auswahleinheiten mit zwei Stufen und bidirektionaler Durchschaltung zusammengefaßt, die je abgesehen von der Dimensionierung dem Netz aus Figur 7 gleichen, wobei die Elementarschalter im übrigen durch die gleichen Bezugszeichen wie in dieser Figur bezeichnet sind.
Abgesehen von der Hinzufügung einer vierten Stufe und der Organisation der beiden ersten Stufen auf der Seite der Gruppe von Ports N1 können die möglichen Transfertypen in einem solchen unsymmetrischen bidirektionalen Vermittlungsnetz leicht auf diejenigen der Figur 9 extrapoliert werden:
- Ein nicht reflektierter Transfer von Zellen zwischen einem Eingangsport der Gruppe N1 und einem Ausgangsport der Gruppe N2 erfolgt durch Verteilung der ersten Stufe auf einen beliebigen der Schalter der zweiten Stufe der Selektionseinheit. Dann führt dieser eine Verteilung auf einen beliebigen der Schalter der dritten Stufe durch. In dieser Stufe führt der Schalter eine selektive Durchschaltung zu einem oder mehreren Schaltern der vierten Stufe durch, der seinerseits eine selektive Durchschaltung zu einem oder mehreren Ausgangsports der Gruppe N2 durchführt.
- Für einen nicht reflektierten Transfer von Zellen in entgegengesetzter Richtung, d.h. von der Gruppe N2 zur Gruppe N1, verteilt die erste Stufe jede Zelle auf einen der Schalter der nächsten Stufe. In dieser Transferrichtung führt dieser eine selektive Durchschaltung zu einer oder mehreren der m Selektionseinheiten mit zwei Stufen durch und wählt dabei frei einen der Schalter der dritten Stufe in jeder Zielselektionseinheit aus. In einem Schalter der dritten Stufe erfolgt der Transfer über eine selektive Durchschaltung der Zelle zu einem oder mehreren Schaltern der vierten Stufe, die ihrerseits eine selektive Durchschaltung zu einem oder mehreren Ausgangsports der Gruppe N1 bewirkt.
- Für einen reflektierten Transfer zwischen einem Eingangsport und einem Ausgangsport der gleichen Gruppe N2 oder der gleichen Untergruppe N'1 einer Selektionseinheit erfolgt die Reflexion entweder in der ersten oder in der zweiten Stufe wie im Netz gemäß Figur 9.
- Dagegen ist für einen reflektierten Transfer zwischen einem Eingangsport und einem Ausgangsport der gleichen Gruppe N1, die aber zwei unterschiedlichen Selektionseinheiten angehören, die Reflexion nur in einer dritten Stufe möglich, die die m Selektionseinheiten miteinander verbindet. In diesem Fall führt die erste Stufe eine Verteilung auf die Schalter der zweiten Stufe und diese ebenfalls eine Verteilung auf die Schalter der dritten Stufe durch. Letztere reflektiert dann den Transfer und führt eine selektive Durchschaltung zu einer oder mehreren Zielselektionseinheiten durch, läßt aber freie Wahl zwischen den Schaltern der zweiten Stufe in jeder betreffenden Selektionseinheit. Schließlich schaltet der Schalter der zweiten Stufe selektiv auf einen oder mehrere Schalter der ersten Stufe durch, die ihrerseits eine selektive Durchschaltung zu einem oder mehreren Zielausgangsports der Gruppe N'1 durchführt.
Dieses Beispiel eines Vermittlungsnetzes zeigt nochmals die Tatsache, daß erfindungsgemäß die Gruppen von Ausgängen, die in den Schaltern des Vermittlungsnetzes gebildet werden, nicht die gleichen in allen Stufen sind und daß dies in Höhe jeder Stufe im eingesetzten Durchschaltungsmodus berücksichtigt wird, obwohl die Durchschaltungsinformation der Zelle in allen Stufen die gleiche bleibt.
Nun wird Figur 11 erläutert, die ein unidirektionales Vermittlungsnetz bestehend aus Selektionseinheiten enthält, die Eingangs-Endeinheiten TSUi, Selektionsebenen PS und Ausgangs-Endeinheiten TSUo besitzen. In jeder Selektionseinheit findet man wieder Elementarschalter, die denen der vorhergehenden Figuren gleichen können und je durch das übliche Zeichen einer Schaltmatrix mit der Angabe der Anzahl der Eingänge des Elementarschalters links und der Angabe der Anzahl der Ausgänge rechts dargestellt sind. Diese Elementarschalter sind miteinander über Maschen verbunden.
Im Inneren einer Eingangs-Endeinheit, z.B. TSUi1, findet man zwei Stufen von Elementarschaltern TSi1 bis TSi16 bzw. Asil bis ASi4. Es gibt im allgemeinen eine oder mehrere Maschenverbindungen zwischen einem Ausgang eines Elementarschalters der ersten Stufe und einem Eingang eines Elementarschalters der zweiten Stufe. Die vier Ausgänge eines Schalters der ersten Stufe, z.B. Tsi1, sind dann je an einen oder mehrere Eingänge jedes der vier Elementarschalter der zweiten Stufe angeschlossen. Im Fall einer einzigen Maschenverbindung sind die 16 Eingänge eines Elementarschalters der zweiten Stufe, z.B. ASi1, je an einen Ausgang jedes der 16 Elementarschalter der ersten Stufe angeschlossen. Die 16 4 Eingänge der Elementarschalter der ersten Stufe sind an 64 Eingangsports pi1 bis pi64 angeschlossen. Die anderen Eingangs-Endeinheiten können dieser gleichen, abgesehen von den Zahlenwerten. In diesem Beispiel ist davon ausgegangen, daß die Ausgangs-Endeinheiten genauso und symmetrisch ausgebildet sind. Daher bietet beispielsweise die Ausgangs-Endeinheit TSUo1 Zugang über die beiden Elementarschalterstufen mit den Elementarschaltern ASo1 bis ASo4 und TSo1 bis TSo16 zu Ausgangsports po1 bis po64.
Die Figur zeigt auch die Eingangs- und Ausgangs- Endeinheiten TSUi128 und TSUo128, um eine Gesamtanzahl von Endeinheiten des Vermittlungsnetzes anzudeuten.
Die Selektionsebenen, wie z.B. die Selektionsebene PS1, enthalten drei Selektionsstufen aus Elementarschaltern PSi1 bis PSi32, PSc1 bis PSc16, PSo1 bis PSo32. Die Anordnung der internen Maschen zwischen einer Stufe und der nächsten folgt dem Prinzip der Endselektionseinheiten, wobei in diesem Beispiel eine einzige Masche zwischen Schaltern in Betracht gezogen ist. Dies wird nicht im einzelnen erläutert.
Es sind 16 Selektionsebenen PS1 bis PS16 vorgesehen. Die 16 Ausgänge eines Schalters der zweiten Stufe einer Eingangs-Endselektionseinheit, z.B. TSUi1, sind einzeln über 16 Maschen an je einen Eingang der 16 Selektionsebenen angeschlossen. Die vier Ausgänge gleichen Rangs der vier Elementarschalter einer Eingangs-Endeinheit, z.B. TSUi1, sind an aufeinanderfolgende Eingänge eines gleichen Elementarschalters PSi1 beispielsweise einer Selektionsebene angeschlossen, hier PS1. Demnach sind die 512 Eingänge einer Selektionsebene, z.B. PS1, in Vierergruppen an die vier Elementarschalter der zweiten Stufe jeder der 128 Eingangs- Endeinheiten angeschlossen.
Die Anordnung der Maschen zwischen den Ausgängen der Elementarschalter der dritten Stufe der Selektionsebenen, z.B. PSo1 bis PSo32 für die Selektionsebene PS1, und den Eingängen der Elementarschalter der ersten Stufe der Ausgangs-Endeinheiten ist symmetrisch zu der oben beschriebenen Anordnung.
Wenn das ganze Vermittlungsnetz bezüglich der zentralen Stufe der Selektionsebene symmetrisch ist, d.h. wenn die Anzahl der Eingänge und Ausgänge der Schalter und die Anzahl der homologen Maschen durch vertikale zentrale Symmetrie einander gleichen, kann man ein äquivalentes gefaltetes Vermittlungsnetz mit bidirektionalen Schaltern zumindest für einen Teil der Stufen realisieren, wie dies in Figur 12 gezeigt und nachfolgend beschrieben wird. Jeder zentrale Elementarschalter, wie z.B. PSc1, ist über drei Vermittlungsstufen auf jeder Seite an alle Eingangs- und Ausgangsports angeschlossen. Umgekehrt gibt es zwischen einem beliebigen Eingangsport und einem beliebigen Ausgangsport in diesem Beispiel mehr als 4000 (4 k) unterschiedliche Leitwege, die über einen der vier Schalter ASi der eingehenden Selektionseinheit, eine der 16 Selektionsebenen PS, einen der 16 zentralen Schalter PSC in einer Ebene und einen der vier Schalter ASo der ausgehenden Selektionseinheit verlaufen. Aufgrund der totalen Zugänglichkeit jedes Eingangsports zur Gesamtheit der zentralen Schalter PSC in der Gruppe von Ebenen ergibt sich beim Transfer in diesem ersten Teil des Netzes eine generelle Verteilung des gesamten eingehenden Verkehrs auf die Gesamtheit von 16 16 zentralen Schaltern PSc, d.h. eine vollständige Verteilung des gesamten Verkehrs von ankommenden Zellen.
Dann erfolgt die Durchschaltung von der zentralen Stufe PSc zu den Ausgangsports notwendigerweise selektiv, um den oder die Zielports zu erreichen. Handelt es sich um mehrere unterschiedliche Ausgangsports bei der Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten, dann muß diese selektive Durchschaltung mehrere Zweige mit einer oder mehreren Stufen umfassen.
Nachfolgend wird unter Bezug auf die vorhergehenden Figuren, insbesondere die Figuren 1 bis 3, definiert, wie die verschiedenen Durchschaltungsmodi in den Elementarschaltern des Netzes aus Figur 11 angewendet werden.
Es sei zuerst eine Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt in Betracht gezogen, beispielsweise zwischen dem Eingangsport pi1 und dem Ausgangsport po1. Im Etikett der Zelle bezeichnet eine Angabe im Durchschaltungsmodus des Steuerfelds RCC die Punkt-zu-Punkt-Durchschaltung. Die Ausgangsadresse RCA enthält 7 Bits, die eine Endeinheit TSUo1 bezeichnen, und 6 Bits, die den Ausgangsport po1 in der Endeinheit bezeichnen.
In den Elementarschaltern der ersten Stufe des Vermittlungsnetzes, z.B. TSi1, sind die Durchschaltungsparameter so gewählt, daß die Zelle auf einen aus der Gesamtheit der Ausgänge des Elementarschalters durchgeschaltet wird. Die Bedingungen für diese Selektion wurden vorher erläutert. Beispielsweise wird die Zelle auf diese Weise zum Elementarschalter ASi1 übertragen.
In den Elementarschaltern der zweiten Stufe des Vermittlungsnetzes, z.B. ASi1, haben die Durchschaltungsparameter die gleiche Wirkung wie in der ersten Stufe, so daß die Zelle auf einen aus der Gesamtheit der Ausgänge des Elementarschalters übertragen wird, beispielsweise auf den Ausgang, der zur Ebene PS1 führt, und damit in dieser Ebene zum Elementarschalter PSi1.
Gleiches gilt in den Elementarschaltern der dritten Stufe des Vermittlungsnetzes, und die Zelle kommt beispielsweise beim Elementarschalter PSc1 an.
Ab der zentralen Stufe wird die Durchschaltung zumindest teilweise selektiv.
Die Durchschaltungsparameter der Schalter der zentralen Stufe des Vermittlungsnetzes sind so gewählt, daß der Schalter PSc1 eine Gruppe von vier Endeinheiten auswählt, in der sich die Ziel-Endeinheit befindet, und zwar auf der Basis von 5 der 7 Bits zur Bezeichnung der End-Selektionseinheit, die die Durchschaltungsgruppe bezeichnen, im vorliegenden Beispiel einen einzigen Ausgang, der zu demjenigen der 32 Elementarschalter der vierten Stufe des Vermittlungsnetzes führt, der in der Ebene PS1 zur Ziel-Endeinheit Zugang hat. Auf diese Weise ist ein Leitweg zum Elementarschalter PSo1 ausgewählt.
Die Betriebsweise ähnelt der oben für die Elementarschalter der fünften Stufe des Vermittlungsnetzes erläuterten Betriebsweise. Die Durchschaltungsparameter sind andere. Sie führen zur Auswahl der beiden verbleibenden Bits der Identität der Ziel-Endeinheit, wodurch eine Durchschaltungsgruppe identifiziert wird, die die vier Ausgänge enthält, welche zu den vier Elementarschaltern ASo1 bis ASo4 im betrachteten Beispiel führen. Einer dieser vier Ausgänge wird wie oben erläutert ausgewählt. Er leitet die Zelle beispielsweise bis zum Schalter ASo1.
In den Elementarschaltern der sechsten Stufe des Vermittlungsnetzes wählen die Durchschaltungsparameter unter den sechs Adressenbits RCA, die den Ausgangsport bezeichnen, die vier Bits aus, die den Elementarschalter der letzten Stufe identifizieren, welche diesen Ausgangsport bedient. Die Zelle wird so im vorliegenden Beispiel bis zu einem Elementarschalter TSo1 gelenkt.
Schließlich erlauben in ähnlicher Weise die Durchschaltungsparameter im Elementarschalter der letzten Stufe des Vermittlungsnetzes den Transfer der Zelle zum Ausgangsport po1.
Bei dieser Transferfolge von Punkt zu Punkt ermöglichten die Durchschaltungsparameter der Elementarschalter der verschiedenen Stufen zuerst eine nicht-selektive Durchschaltung der Zelle zu einem beliebigen Elementarschalter der zentralen Stufe und dann eine selektive Durchschaltung unter Auswertung der aufeinanderfolgenden Teile der Ausgangsadresse RCA bis zum angegebenen Ziel.
Man kann leicht überprüfen, daß die Durchschaltung in allen 32 Elementarschalter der fünften Stufe dieser Selektionsebene die gleiche ist, sofern alle Elementarschalter der zentralen Stufe in einer Selektionsebene die 32 Elementarschalter der fünften Stufe dieser Selektionsebene in gleicher Weise sehen. Weiter kann man, wenn alle Selektionsebenen die Ausgangs-Endeinheiten in gleicher Weise sehen, den Schluß ziehen, daß alle Elementarschalter der zentralen Stufe die Durchschaltung in gleicher Weise durchführen. Eine ähnliche Überlegung führt zu dem gleichen Schluß hinsichtlich der Elementarschalter der anderen Stufen von der fünften bis zur letzten. Daraus folgt, daß in einem solchen Beispiel eines gefalteten Vermittlungsnetzes die Durchschaltungsparameter nur von der Identität der Stufe abhängen, zu der der Elementarschalter gehört, und nicht von seiner Lage in der Stufe.
Dagegen könnten die Parameter auch von der Lage des Elementarschalters in der Stufe in gewissen Varianten eines solchen Vermittlungsnetzes abhängen, beispielsweise derart, daß die Gesamtheit der Endeinheiten oder die Gesamtheit der Selektionsebenen nicht aus Selektionseinheiten identischer Konfiguration aufgebaut ist, wie dies beispielsweise der Fall ist bei Erweiterungen des Vermittlungsnetzes, die einen progressiven Übergang von einer Konfiguration zu einer anderen erfordern.
Es sei außerdem unterstrichen, daß aufeinanderfolgende Zellen von einer gleichen Quelle und mit demselben Ziel aufgrund der Leitwegverteilung in den ersten Stufen des Vermittlungsnetzes eine große Zahl unterschiedlicher Leitwege nehmen können, wodurch regelmäßige und unregelmäßige Verkehrsströme verteilt werden, was einen gleichmäßigeren Strom von unterschiedlichen Durchsätzen an Zellen durch das Vermittlungsnetz und damit die Leistungen bezüglich des Zellentransfers begünstigt.
Die Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten erfolgt in einem solchen Netz nach den gleichen Grundsätzen, abgesehen davon, daß manche oder alle selektiven Durchschaltungsstufen eine Multiplizierung von Zellen mit Weiteraussendung auf unterschiedliche Gruppen von Ausgängen in den Schaltern der Stufe vorsehen, in der der Diffusionsbaum angibt, daß mehrere ausgehende Zweige zur nachfolgenden Stufe erforderlich sind.
Dieses Beispiel zeigt, wie Übertragungen von einem Punkt zu mehreren Punkten gemäß vorgegebenen Diffusionsbäumen erfindungsgemäß in Netzen mit Mehrfachleitwegen und selbsttätiger Leitwegbestimmung durchgeführt werden können und dabei doch für einen solchen Übertragungstyp die Möglichkeit offen bleibt, einen Leitweg von einem zu mehreren beliebigen Ports aus der Vielzahl von möglichen Leitwegen durch das Vermittlungsnetz aufgrund einer charakteristischen Organisation des Inhalts der Diffusionsbaumspeicher der Elementarschalter der verschiedenen Stufen zu wählen. Erfindungsgemäß ist es möglich, die Verzweigungspunkte entsprechend so zu wählen, daß keine unnötige Kopie in einer beliebigen Stufe erzeugt wird, wodurch jede interne Überlastung der internen Maschen zwischen den Stufen vermieden wird. Dieses Merkmal beruht auf den folgenden Prinzipien:
- keine Kopie in den Verteilungsstufen,
- der gleiche Inhalt (Verzweigungspunkte) des Diffusionsbaumspeichers in allen Schaltern einer Stufe, die einer gleichen Gruppe von äquivalenten Mehrfachleitwegen angehören, um die Zellen zu den Gruppen von Schaltern der nächstfolgenden Stufe zu übertragen,
- in diesen äquivalenten Schaltern, die eine selektive Durchschaltung auf verschiedene bestimmte Durchschaltungsgruppen durchführen, erfolgt eine Verzweigung auf mehrere vorbestimmte Durchschaltungsgruppen (im Diffusionsbaumspeicher), indem eine Kopie der ankommenden Zelle nur auf die Durchschaltungsgruppen übertragen wird, die als in diesen Schaltern erforderlichen Verzweigungen unter der Gesamtheit der möglichen Durchschaltungsgruppen markiert sind. So wird in allen Stufen keine unnütze Kopie erzeugt.
Figur 12 zeigt die gefaltete Version des Netzes aus Figur 11, die unter Verwendung der bidirektionalen Schalter zumindest für einen Teil der Stufen mit Ausnahme der zentralen Stufe PSC erhalten wird, die in einer Richtung wirksam bleibt. Aufgrund der Analogie der verwendeten Bezeichnungen ist klar, daß die entsprechenden Schalter nun zu bidirektionalen Stufen zusammenfallen können, nämlich:
- die vorhergehenden Stufen 1 und 7 (TSi und TSo) werden die erste bidirektionale Stufe (TS),
- die vorhergehenden Stufen 2 und 6 (ASi und ASo) werden die zweite bidirektionale Stufe (AS),
- die vorhergehenden Stufen 3 und 5 (PSi1 und PSo1) werden die dritte bidirektionale Stufe (PSa).
Dagegen bleibt die zentrale Stufe PSc unidirektional, und diese vierte Stufe wird Spiegelstufe genannt wegen der obligatorischen Reflexion.
Die Gesamtheit der Merkmale und Eigenschaften des in einer Richtung wirksamen Netzes aus Figur 1 kann leicht auf die gefaltete Version übertragen werden:
- Es gibt die gleiche Anzahl möglicher Leitwege ohne Berücksichtigung der zusätzlichen Leitwege, die durch die weiter unten beschriebenen Zwischen-Reflexionen möglich werden.
- Die beiden großen Schritte bei der Übertragung einer Zelle, nämlich die allgemeine Verteilung und dann die selektive Durchschaltung, ergeben sich auch, indem man sich nun auf einen ersten Übertragungsbereich in ankommender Richtung bis zur Reflexionsstufe und auf einen zweiten Übertragungsbereich in ausgehender Richtung von dieser Stufe bis zur ersten Stufe bezieht, wobei die Durchschaltungsoperationen in jeder Stufe sich leicht durch Symmetrie übertragen lassen und auf den gleichen Prinzipien wie die anhand des Netzes von Figur 11 beschriebenen beruhen.
Die gefaltete Variante gemäß Figur 12 besitzt jedoch die folgenden zusätzlichen Merkmale, die aus den inhärenten Möglichkeiten der möglichen Reflexion in einem bidirektionalen Schalter abgeleitet sind, wie er oben beschrieben wurde:
- Im ersten Schritt einer Übertragung von einem Punkt zu einem Punkt, bei dem die Zelle frei in ankommender Richtung auf einen der Schalter der nächsten Stufe verteilt wird, ist in jeder bidirektionalen Stufe, also möglicherweise TS, AS und PSa, eine vorzeitige Reflexion jedesmal möglich, wenn der Ziel-Ausgangsport vom betrachteten Schalter aus zugänglich ist, und natürlich, wenn dieser Schalter bidirektional ist. Eine solche vorzeitige Reflexion ist also möglich:
- in der ersten Stufe TS, wenn der Zielport der Gruppe von an den betrachteten Schalter TSX angeschlossenen Ports angehört,
- in einer zweiten Stufe AS, wenn der Zielport einer Endeinheit angehört, in der sich der betreffende Schalter ASx befindet,
- in der dritten Stufe PSa, wenn der Zielport einer Gruppe von vier Endeinheiten angehört, an die der betrachtete Schalter TSax angeschlossen ist.
- Die Möglichkeiten einer vorzeitigen Reflexion führen zu den folgenden charakteristischen Eigenschaften:
- eine relative Verringerung der Belastung der internen Maschen, da ein Teil des Zellenverkehrs nicht alle Stufen des Vermittlungsnetzes durchläuft,
- eine Erhöhung der Anzahl möglicher Leitwege, d.h um die vorzeitig reflektierten Leitwege,
- die Möglichkeit, das Vermittlungsnetz hinsichtlich der Anzahl von Stufen zu unterdimensionieren und weitere Stufen progressiv ohne Veränderung der Verdrahtung zwischen den Stufen hinzuzufügen, sofern jede bidirektionale Stufe 1, 2 oder 3 vorübergehend die letzte Stufe des Netzes bilden kann und damit die erforderlichen Reflexionen einer Spiegelstufe durchführen kann.
Natürlich stellt die obige Beschreibung keine Beschränkung der Erfindung dar. Vielmehr können zahlreiche Varianten in Betracht gezogen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere die Zahlenangaben können mit jeder Anwendung variieren.

Claims

1. Vermittlungsnetz mit selbstttätiger Leitwegbestimmung für Zellen und mit Mehrfachleitwegen für die Durchschaltung von Zellen im asynchronen Zeitmultiplexmodus,

- mit Eingangsports,

- mit Ausgangsports,

- mit Elementarschaltern (TSi1, ..., AS1, ..., TSo1, ...), die in mehreren Stufen von miteinander verbundenen Elementarschaltern angeordnet sind,

- wobei jeder Elementarschalter Eingänge (I1 ...) und Ausgänge (O1 ...) besitzt und eine Zelle einer festen oder variablen Länge, die an einem seiner Eingänge ankommt, auf einen oder mehrere seiner Ausgänge abhängig von Durchschaltungsinformationen (CCH) übertragen kann, die der Zelle zugeordnet sind,

- wobei die Eingangsports des Netzes den Eingängen der Elementarschalter einer ersten Stufe und die Ausgangsports des Netzes den Ausgängen der Elementarschalter einer letzten Stufe entsprechen, dadurch gekennzeichnet,

- daß jeder Elementarschalter mindestens einer Stufe des Netzes mindestens drei Ausgänge aufweist,

- daß diese Ausgänge in Gruppen zusammengefaßt sind,

- daß eine Gruppe von Ausgängen einen oder mehrere bestimmte Ausgänge aufweist,

- daß abhängig von einer an einem beliebigen der Eingänge empfangenen Zelle zugeordneten Durchschaltungsdaten (IRN, RCA, RCC) der Elementarschalter zur Identifizierung (RMD) einer eine oder mehrere Gruppen von Ausgängen enthaltenden Einheit ausgebildet ist,

- daß der Elementarschalter zur Übertragung der empfangenen Zelle auf einen Ausgang geeignet ist, der unter den Ausgängen der einzigen Gruppe der Einheit ausgewählt ist, oder auf Ausgänge, und zwar einen je Gruppe der Einheit, die jeweils unter den Ausgängen einer Gruppe ausgewählt ist.

2. Vermittlungsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter von mindestens zwei Stufen (TS1 ...; AS1 ...) die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthalten, daß die Anordnung der Ausgänge in Gruppen nicht unbedingt in jeder der zumindest zwei Stufen dieselbe ist und daß die Schalter jeder dieser Stufen so ausgebildet sind, daß sie je eigene Durchschaltungsparameter (RCCTM) speichern, die von einer Positionsangabe abhängig von der Stufe abgeleitet sind, in der der Schalter sich befindet, wobei diese verschiedenen Parameter unterschiedliche Betriebsweisen in den Elementarschaltern der beiden betrachteten Stufen hervorrufen.

3. Vermittlungsnetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter von mindestens zwei Stufen (TS1 ...; AS1 ...) die Merkmale gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthalten, daß die Anordnung der Ausgänge in Gruppen nicht unbedingt in jeder der zumindest zwei Stufen dieselbe ist und daß die Schalter jeder dieser Stufen so ausgebildet sind, daß sie je eigene Durchschaltungsparameter (RCCTM) speichern, die von einer Positionsangabe bezüglich der Stufe, in der der Schalter sich befindet, und der Lage in der Stufe abgeleitet sind, wobei diese verschiedenen Parameter unterschiedliche Betriebsweisen in den Elementarschaltern der beiden betrachteten Stufen hervorrufen.

4. Vermittlungsnetz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschaltungsinformationen (CCH) in jeder Stufe so interpretiert werden, daß sie den Modus (MT) der Übertragung einer empfangenen Zelle an die Ausgänge des Elementarschalters bestimmen, und daß diese Interpretation abhängig von den Durchschaltungsparametern erfolgt.

5. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter zumindest mancher Stufen des Netzes Mittel aufweisen, um die Durchschaltungsinformationen zu interpretieren, die sich in einem Leitwegetikett (CCH) einer Zelle befinden und einen Steuerkode für die Durchschaltung (RCC), der die erforderliche Übertragungssequenz für die Zelle durch das Vermittlungsnetz definiert, eine Adresse (RCA) des Ausgangsports für eine Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt und/oder eine interne Bezugsnummer (IRN) des Diffusionsbaums für die Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten aufweisen.

6. Vermittlungsnetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die betrachteten Elementarschalter den Durchschaltungs- Steuerkode (RCC) abhängig von den Durchschaltungsparametern interpretieren und daraus einen Durchschaltungsmodus (MT) ableiten, der unter anderen ein Modus der Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt (RS) oder ein Modus der Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten (MC) sein kann.

7. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter mindestens einer Stufe unsymmetrisch sind und je eine Expansion des in der Stufe ankommenden Verkehrs durchführen, so daß die Verkehrsbelastung der Ausgänge dieser Elementarschalter bezüglich ihrer Eingänge verringert wird.

8. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter mindestens einer Stufe unsymmetrisch sind und je eine Konzentration des ausgehenden Verkehrs der Stufe durchführen und damit die Verkehrsbelastung der Ausgänge dieser Elementarschalter bezüglich ihrer Eingänge erhöhen.

9. Vermittlungsnetz nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansion durch mindestens eine der ersten Stufen (TSi1 ...) und die Konzentration durch mindestens eine der letzten Stufen (TSo1 ...) erfolgt, wodurch sich eine Verringerung der Verkehrsbelastung innerhalb des Vermittlungsnetzes zwischen diesen beiden Stufen von unsymmetrischen Schaltern ergibt.

10. Vermittlungsnetz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionsgrad in mindestens einer der ersten Stufen genau durch den Konzentrationsgrad in mindestens einer der letzten Stufen kompensiert wird, so daß sich ein symmetrisches Vermittlungsnetz mit gleicher Anzahl von Eingangs- und Ausgangsports ergibt.

11. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter aller Stufen symmetrisch sind und die gleiche Anzahl von Eingängen und Ausgängen besitzen und daß das Vermittlungsnetz damit ebenfalls symmetrisch ist und die gleiche Anzahl von Eingangs- und Ausgangsports aufweist.

12. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter (ISE, Figur 3) von zumindest manchen Stufen eines mehrstufigen Vermittlungsnetzes Zellen übertragen, die zwei entgegengesetzt gerichteten Verkehrsströmen angehören, daß in jedem der Elementarschalter, die bidirektionale Schalter genannt werden, die Eingänge in zwei Gruppen von Eingängen (I1 ..., I16; I17 ... I32) und die Ausgänge ebenfalls in zwei Gruppen von Ausgängen (O1 ... O16; O17 ... O32) unterteilt sind, wobei ein Verkehrsstrom normalerweise von einer ersten Gruppe von Eingängen an eine erste Gruppe von Ausgängen und der andere Verkehrsstrom von einer zweiten Gruppe von Eingängen zu einer zweiten Gruppe von Ausgängen gelangt, und daß die Interpretation der Durchschaltungsinformationen in dem Elementarschalter die Richtung des Verkehrsstroms (I0, Figur 4) berücksichtigt, zu dem sie gehören.

13. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter aller Stufen des Vermittlungsnetzes unidirektional, d.h. in einer Richtung wirksam sind und Zellen übertragen, die einem einzigen Verkehrsstrom angehören und von den Eingängen jedes dieser Elementarschalter zu ihren Ausgängen übertragen werden.

14. Vermittlungsnetz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens drei Stufen enthält und daß jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der nächstfolgenden Stufe verbunden ist, während jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist.

15. Vermittlungsnetz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Eingangs-Selektionseinheit (USi, Figur 6) und mindestens eine Ausgangs-Selektionseinheit (USr) aufweist, die je aus in mindestens zwei Stufen angeordneten Elementarschaltern bestehen, wobei in jeder Einheit jeder Schalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der nächstfolgenden Stufe und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist, wobei die Eingangs-Selektionseinheiten mit den Ausgangs-Selektionseinheiten gepaart angeordnet sind und die Eingangsports an die Eingänge der Eingangs-Selektionseinheiten und die Ausgangsports an die Ausgänge der Ausgangs- Selektionseinheiten angeschlossen sind.

16. Vermittlungsnetz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Selektionseinheiten, die Selektionsebenen genannt werden (PS1 ... PS16, Figur 11 oder 12) je Ausgänge einer Eingangs-Selektionseinheit mit Eingängen einer Ausgangs- Selektionseinheit verbinden.

17. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elementarschaltern mindestens einer Stufe eine der Gruppen von Ausgängen alle Ausgänge des Elementarschalters im Fall eines unidirektionalen Elementarschalters oder alle Ausgänge einer der beiden Gruppen von Ausgängen für eine der beiden Übertragungsrichtungen im Fall eines bidirektionalen Elementarschalters für eine allgemeine Verteilung (DI, Figur 4) des ankommenden Verkehrs auf alle Ausgänge dieses Schalters in Richtung der ankommenden Übertragung aufweist.

18. Vermittlungsnetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als gefaltetes, erweiterbares Netz konfiguriert ist und mindestens zwei Stufen besitzt, von denen mindestens eine bidirektional ist (Figur 7), wobei, wenn dies für die erste Stufe gilt, die Eingangsports an die Eingänge der ersten Gruppe von Eingängen der Elementarschalter einer ersten Stufe und die Ausgangsports an die Ausgänge der zweiten Gruppe von Ausgängen dieser selben Elementarschalter der ersten Stufe angeschlossen sind, während die letzte Stufe aus unidirektionalen Elementarschaltern gebildet wird, die einen ankommenden Verkehrsstrom an die Schalter der vorhergehenden Stufe weiterleiten und so eine Verkehrsreflexion durchführen.

19. Vermittlungsnetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als erweiterbares, gefaltetes Netz mit mindestens drei Stufen (Figur 9) ausgebildet ist, von denen mindestens eine bidirektional ist und, wenn dies nicht für die erste Stufe gilt, aus zwei Gruppen von einander entsprechenden, unidirektionalen Schaltern gebildet wird, nämlich einer ankommenden und einer ausgehenden Gruppe, wobei die Eingangsports an die Eingänge der Gruppe von unidirektionalen Eingangsschaltern der ersten Stufe und die Ausgangsports an die Ausgänge der Gruppe von unidirektionalen Ausgangsschaltern der gleichen ersten Stufe angeschlossen sind, während die letzte Stufe aus unidirektionalen Elementarschaltern gebildet wird, die einen ankommenden Verkehrsstrom an die Schalter der vorhergehenden Stufe zurückübertragen, wodurch sich eine Reflexion ergibt.

20. Vermittlungsnetz nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen an jeden Elementarschalter der nächstfolgenden Stufe und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist.

21. Vermittlungsnetz nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens drei Stufen (Figur 10) besitzt und daß zumindest die beiden ersten Stufen aus Eingangs- und Ausgangs-Selektionseinheiten gebildet werden, die je aus in mindestens zwei Stufen angeordneten Elementarschaltern bestehen und in denen jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der letzten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der nächstfolgende Stufe und jeder Elementarschalter einer Stufe mit Ausnahme der ersten über eine oder mehrere Maschen mit jedem Elementarschalter der vorhergehenden Stufe verbunden ist.

22. Vermittlungsnetz nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangs-Selektionseinheiten über mindestens zwei Selektionsebenen (PS1 ... PS16, Figuren 11 und 12) miteinander verbunden sind und je eine Gruppe von einer oder mehreren Stufen je nach der gewünschten Kapazität für das Vermittlungsnetz besitzen.

23. Vermittlungsnetz nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Kapazität des erweiterbaren Netzes durch aufeinanderfolgende Hinzufügung von Stufen ohne Veränderung der Verdrahtung zwischen den Stufen erfolgt, wobei jede Zwischenkonfiguration mit einer geringeren Anzahl von Stufen als letzte Stufe eine Stufe von bidirektionalen Elementarschaltern verwendet, die eine Reflexion der letzten Stufe des gefalteten Netzes durchführen können.

24. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 12 und 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementarschalter von einer oder mehreren der ersten Stufen des Vermittlungsnetzes so ausgebildet sind, daß sich eine allgemeine Verteilung (DI) des ankommenden Verkehrs in der Durchschaltungsrichtung entsprechend dem ankommenden Verkehr ergibt, wenn die Durchschaltungsdaten eine Durchschaltung von einem Punkt zu einem Punkt und/oder von einem Punkt zu mehreren Punkten fordern und unter Berücksichtigung der Durchschaltungsparameter.

25. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Elementarschalter jede Zelle, die an einen der Ausgänge einer ausgewählten Gruppe von Ausgängen übertragen werden soll, an einen beliebigen der Ausgänge dieser Gruppe geliefert wird.

26. Vermittlungsnetz nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektion zwischen den Ausgängen einer Durchschaltungsgruppe so erfolgt, daß die Verkehrsbelastung auf den verschiedenen Ausgängen dieser Gruppen sich ausgleicht.

27. Vermittlungsnetz nach Anspruch 24 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Selektion, die so erfolgt, daß die Verkehrsbelastung auf die verschiedenen Ausgänge dieser Gruppe verteilt wird, auf einem quasi- oder pseudozufälligen Verteilungsprozeß beruht, der eine Dekorrelation zwischen dem Fluß der Zellen auf den Eingängen und dem Fluß der Zellen auf den Ausgängen des Elementarschalters anstrebt.

28. Vermittlungsnetz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei unidirektionale unsymmetrische Netze mit drei homologen Stufen (Figur 8) enthält, wobei die erste Stufe N1 Eingangsports mit N2 Ausgangsports und die zweite Stufe N2 Eingangsports mit N1 Ausgangsports verbindet und wobei die Netze parallel liegen und das Äquivalent eines Vermittlungsnetzes bilden, das in beiden Verkehrsrichtungen wirksam ist, nämlich von einer Seite N1 Eingangsports und Ausgangsports und von der anderen Seite N2 Ausgangsports und Eingangsports verbindet

29. Vermittlungsnetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens drei Stufen enthält, von denen mindestens eine bidirektional ist (Figur 9), so daß sich ein bidirektionales ungefaltetes Netz ergibt, das eine erste Gruppe von N1 Eingangs- und Ausgangsports und eine zweite Gruppe von N2 Ausgangs- und Eingangsports miteinander verbindet, daß jeder Elementarschalter einer inneren Stufe an die Elementarschalter der vorhergehenden und nachfolgenden Stufe über eine oder mehrere Maschen verbunden ist und jeder Elementarschalter einer Endstufe einerseits an die Elementarschalter der benachbarten Stufe und andererseits an eine der Gruppen von Eingangs- und Ausgangsports angeschlossen ist, und daß die Zellen zwischen einem Eingangsport und einem Ausgangsport entweder durch Übertragung über die drei Stufen durchgeschaltet werden, wenn diese Ports zwei unterschiedlichen Gruppen von Ports angehören, oder durch reflektierte Übertragung in einem der Elementarschalter einer bidirektionalen Stufe durchgeschaltet werden, wenn diese Ports einer gleichen Gruppe von Ports angehören, so daß eine Verbindung dieser beiden Ports möglich wird.

30. Vermittlungsnetz nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens vier Stufen (Figur 10) besitzt, daß zumindest die beiden ersten Stufen in der Nähe der Gruppe von N1 Eingangs- und Ausgangsports aus Eingangs- und Ausgangs-Selektionseinheiten (TSU1 ...., TSUm) bestehen, die je Elementarschalter in einer mindestens zweistufigen Konfiguration enthalten, daß mindestens eine Stufe in der Nähe der Gruppe von N2 Eingangs- und Ausgangsports einerseits diese Gruppe von N2 Ports und andererseits die Selektionseinheiten miteinander verbindet, die Zugang zu den N1 Ports verschaffen, und daß die Elementarschalter aufeinanderfolgender Stufen über eine oder mehrere Maschen miteinander verbunden sind.

31. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge von Zellen, die nach der Durchschaltung im Vermittlungsnetz gemäß unterschiedlichen Leitwegen verändert sein kann, durch eine Schaltung zur Wiederherstellung der Reihenfolge der Zellen wiedergewonnen wird, die in jedem Ausgangsport des Vermittlungsnetzes vorgesehen ist.

32. Vermittlungsnetz nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß äußere Verbindungen mit relativ hohem Durchsatz an mehrere Ports des Vermittlungsnetzes angeschlossen sind, wobei diese Ports mit geringerem Durchsatz arbeiten, daß die von einer solchen Verbindung ankommenden Zellen mit hohem Durchsatz auf die verschiedenen Eingangsports verteilt werden, an die sie angeschlossen sind, und daß die Zellen, die für eine solche ausgehende Verbindung mit hohem Durchsatz bestimmt sind, im Vermittlungsnetz zu der Gruppe von Ausgängen durchgeschaltet werden, an die diese Verbindung angeschlossen ist, wobei die Zellen dieser Ausgangsports auf den höheren Durchsatz der ausgehenden Verbindung nach Wiederherstellung der Reihenfolge der Zellen über die Gesamtheit der Ausgangsports der betrachteten ausgehenden Verbindung multiplexiert werden.

33. Vermittlungsnetz nach Anspruch 16 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Selektionsebenen abhängig von der höchsten über die Gesamtheit der Eingangs- und Ausgangsports jeder Selektionseinheit gemittelten Verkehrsbelastung dimensioniert ist, wobei die Berücksichtigung nur dieser gemittelten Werte durch die Verteilung des Verkehrs auf eine Vielzahl von Leitwegen in jeder Selektionseinheit möglich geworden ist.

34. Vermittlungsnetz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Elementarschalter mit einem Speicher für Verzweigungspunkte (MCM) besitzt und daß die Identität der Gruppen von Ausgängen entsprechend den im Elementarschalter durchzuführenden Verzweigungen, wenn dieser eine Durchschaltung von einem Punkt zu mehreren Punkten durchführen soll, durch Auslesen des Verzweigungspunktspeichers mit Hilfe der internen Bezugsnummer des Diffusionsbaums (IRN) erhalten wird.

35. Vermittlungsnetz nach Anspruch 24 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der Speicher für die Verzweigungspunkte (MCM) der Elementarschalter in den verschiedenen Stufen so markiert ist, daß nur diejenigen Elementarschalter, die eine selektive Durchschaltung durchführen, in der betreffenden Stufe für den betreffenden Diffusionsbaum erforderliche Verzweigungsangaben enthalten, daß daher keine Verzweigungsangabe in den Elementarschaltern der Stufen markiert ist, die eine allgemeine Verteilung des Verkehrs durchführen und daß die verschiedenen Elementarschalter, die einer Gruppe von hinsichtlich der internen Leitwege zwischen Stufen äquivalenten Elementarschaltern angehören, den gleichen Inhalt der Verzweigungspunktspeicher für jeden Diffusionsbaum besitzen, so daß die Erzeugung von unnötigen Kopien von Zellen im Vermittlungsnetz vermieden wird.

36. Vermittlungsnetz nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsbaum (IRN) nicht vom Eingangsport, sondern nur von der Gruppe von Ausgangsports abhängt, auf die eine von einem beliebigen Eingangsport kommende Zelle übertragen werden soll.

37. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Elementarschalter durch Schaltmoduln ersetzt wird, die je aus mehreren Elementarschaltern bestehen, die so angeordnet sind, daß der Schaltmodul in Höhe seiner Eingangs- und Ausgangszugänge die Merkmale und Eigenschaften eines virtuellen einzigen Elementarschalters mit einer größeren Anzahl von Eingängen und Ausgängen besitzt und über die oben zitierten Funktionalitäten verfügt.

38. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen Pakete sind.

39. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen Zellen fester Länge oder Zellen variabler Länge sind, die aus einer gewissen Anzahl von Unterzellen fester Länge zusammengesetzt sind.

40. Vermittlungsnetz nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschaltungsinformationen (CCH), die der Zelle zugeordnet sind, in der Zelle selbst enthalten sind.