DE69216105T2

DE69216105T2 - Atm-breitbandkoppelfeldeinrichtung mit gepufferten eingängen

Info

Publication number: DE69216105T2
Application number: DE69216105T
Authority: DE
Inventors: Keith Anderson; Kenneth Grimble
Original assignee: Northern Telecom Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1991-10-03
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: CA2112136C; JPH06510644A; WO1993007699A3; US5241536A; JP2618327B2; EP0606322A1; WO1993007699A2; EP0606322B1; CA2112136A1; DE69216105D1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Breitband-Telekommunikations-Vermittlung und ist insbesondere auf Hochgeschwindigkeits-ATM-Paketschalter unter Verwendung neuartiger eingangsgepufferter Koppelfelder gerichtet.

Stand der Technik

Unter vielen Veröffentlichungen über die Breitband-Multiplex- und Vermittlungstechnologien findet sich eine gute Beschreibung des vorliegenden Gegenstandes in einem Artikel mit dem Titel "Network, Transport, and Switching Integration for Broadband Communications" von Hui in IEEE Network, März 1089, Seiten 40-51. Dieser Artikel gibt ein Gesamtbild von STM- und ATM- Technologien. Er erwähnt weiterhin einige Kriterien, die bei der Auswahl der Art des Vermittlungs- und Multiplex-Formats berücksichtigt werden sollten.
Allgemein ergibt in einem Breitband-Packetvermittlungssystem der Kopplefeldkern eine eine hohe Bandbreite aufweisende Verbindung zwischen Peripheriegeräten. Von den vielfältigen Koppelfeldkern-Architekturen sind das eingangsgepufferte Koppelfeld, das ausgangsgepufferte Koppelfeld und das mit einem gemeinsamen (geteiten) Speicher betriebene Koppelfeld populär.
Bei den eingangs- oder ausgangsgepufferten Koppelfeldern befindet sich ein Pufferspeicher für jeden Kanal entweder am Eingang oder dem Ausgang, und es ist eine Raumlagenvielfach- Einheit (Koppelpunktanordnung-Vermittlung, Koppelfeld mit Selbstlenkung usw.) vorgesehen, um die Vermittlung auszuführen. Bei dem eingangsgepufferten Koppelfeld wird für jede Zellenperiode eine Zelle von jedem Puffer entnommen und durch die Raumlagenvielfach-Einheit zu einem Ausgang vermittelt, der in dem Vorspann oder Kopf der Zelle definiert ist. Beim ausgangsgepufferten Koppelfeld wird andererseits die Zelle durch die Raumlagenvielfach-Einheit hindurch vermittelt und dann am Ausgang gepuffert. Einige gemeinsame Schwierigkeiten bei dem eingangs- oder ausgangsgepufferten Schema bei einer ATM- oder einer Hybrid-ATM-/STM-Umgebung bestehen darin, wie ein System mit großer Bandbreite gesteuert wird, wie eine Eingangs- und/oder Ausgangs-Konkurrenzsituation behandelt wird, oder wie Mehrfachverbindungsvorgänge gleichzeitig behandelt werden.
Eine Warteschlagenbildung am Ausgang, wie bei dem ausgangsgepufferten Raumlagenvielfach, verbessert das Betriebsverhalten gegenüber dem eingangsgepufferten Schema. Dies ist in dem Artikel von Karol et al in IEEE Transactions on Communications, Band COM-35, Nr. 12, Dezember 1978, Seiten 1347-1356 mit dem Tirel "Input versus Output Queueing on a Space-Division Packet Switch" gezeigt. Wie dies in dieser Veröffentlichung berichtet wird, zeigt ein gründlicher Vergleich der Eingangs- gegenüber der Ausgangs-Warteschlangenbildung an einem blockierungsfreien N x N-Raumlagenvielfach-Vermittlungsssystem, daß sich ein besseres Betriebsverhalten bei einer Ausgangswarteschlangenbildung als bei einer Eingangswarteschlangenbildung ergibt.
Der mit einem gemeinsamen Speicher arbeitende Kopelfeldkern scheint attraktiver als jedes der beiden vorstehend genannten Schemata zu sein, und zwar aufgrund seines sehr einfachen Steuerkonzeptes, seiner kleineren Speichergröße und aufgrund der Tatsache, daß dieser Koppelfeldkern allgemein blockierungsfrei ist. Im Gegensatz zu eingangs- und ausgangsgepufferten Schaltern wird der Speicher des mit einem gemeinsamen Speicher abeitenden Koppelfeldes von allen Einangs- und Ausgangsanschlüssen gemeinsam genutzt. Jeder Eingangs- oder Ausgangsanschluß kann auf jeden Zellen-Speicherplatz im Speicher zugreifen. Allgemein kann das Steuergerät eines derartigen Koppelfeldes irgendeinen Eingangs- oder Ausgangsanschluß anzweisen, in irgendeinen Speicherplatz des Zellenpuffers zu schreiben - oder aus diesem zu lesen. Diese dynamische Zuteilung und die blockierungsfreie Zugriffsmöglichkeit gibt dieser mit einem gemeinsamen Speicher arbeitenden Koppelfeldarchitektur ihren Namen, nämlich Koppelfeld mit "gemeinsam genutzten" oder "gemeinsamen" Pufferspeicher. Das US-Patent 4 6-03 416 vom 29. Juli 1986 (Servel) beschreibt die Grundlagen des Koppelfeldes mit gemeinsamem Speicher.
Bei dem eingangs- oder ausgangsgepufferten Koppelfeld, bei dem getrennte Speicher für jeden Kanal verwendet werden, muß ausreichend Speicher für jeden Kanal vorgesehen werden, um die Blockierungsvorschriften für das Koppelfeld zu erfüllen. Der gemeinsame Speicher muß andererseits keine großen Speichermengen für Kanäle mit geringem Verkehr reservieren, so daß er als solcher beträchtlich weniger Gesamtspeicher benötigt, um die gleichen Blockierungsbedingungen zu erfüllen. Das Steuergerät für das mit gemeinsamem Speicher arbeitende Koppelfeld kann in seiner einfachsten Form durch einen FIFO für jeden Ausgangsanschluß gebildet sein, wobei die Einträge in diesen FIFO-Speicher Zeiger auf Zellen sind, die für diesen Ausgang bestimmt sind.
Von den verschiedenen Möglichkeiten einer Erweiterung, die für die vorstehenden Schemata vorgeschlagen wurden, ist eine populäre Lösung für die Erweiterung für das Koppelfeld mit gemeinsamem Speicher in dem Artikel von Sakurai et al in IEEE Communications Magazine, Januar 1991, Seiten 90-96 mit dem Titel "Large Scale ATM Multistage Switching Network with Shared Buffer Memory Switches" beschrieben. Dieser Artikel schlägt eine Matrix einer Vielzahl von Einheits-Koppelfeldmoduleinheiten mit gemeinsamem Speicher vor, die in mehreren Stufen angeordnet sind. Beispielsweise behandelt jede Moduleinheit eine kleine Anzahl von Anschlüssen (beispielsweise 32), und in einer Matrix kann das System auf mehrere Hundert Anschlüsse anwachsen. Die Matrix-Anordnung erzeugt jedoch neue Blockierungsprobleme, die nicht einfach handzuhaben sind. Wenn statt dessen die Moduleinheit erweitert wird, so erfordert dies eine Speicheranordnung, die beträchtlich schwieriger auszulegen ist. Andererseits war bei den üblichen Erweiterungstechniken das Eingangspufferschema typischerweise durch die Steuergerätekompliziertheit und die gerätemäßige Ausführung von Vermittlungsbeschränkungen begrenzt (d.h. nicht zwei Pakete von der gleichen Quelle zu einem Zeitpunkt). Die Ausgangspuffer-Alternative erfordert eine große Eingangsbandbreite, um Daten von mehrfachen Quellen zu verarbeiten.
Obara beschreibt in Electronics Letters vom 28. März 1991, Band 27, Nr. 7, Seiten 555-557 die Betriebsleistungsverbesserungen bei der Verwendung eines k x k-Puffereingangsanschlusses mit gemeinsamem Speicher zur Verwaltung von k Eingangsanschlüssen eines n x n-Koppelfeldes, wobei der Vermittlungswirkungsgrad um über 90% verbessert werden kann und sich mehr der Betriebsleistung eines n x n-Koppelfeldsystems mit gemeinsamem Speicher nähert. Ein Artikel von Ohara et at in ICC-87, Band 1, Juni 1987, Seiten 373-377 erläutert eine neue verteilte Vermittlungssystem-Architektur zur Medienintegration. Im einzelnen schließt die Architektur Teilnehmer-Verarbeitungsmoduleinheiten, Leitungsbündel-Verarbeitungsmoduleinheiten und eine Amtsvermittlungsmoduleinheit ein. Die EP-A-0 298 793 vom 11. Januar 1989 (Servel et al) beschreibt bekannte eingangsgepufferte ATM- Schalter.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die vorstehend genannten Probleme zu lösen, die sich bei großen eingangsgepufferten Koppelfeldern ergeben.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes eingangsgepuffertes Koppelfeld für die ATM-Vermittlung zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Breitband-Hochgeschwindigkeits-Vermittlungssysem zu schaffen, das mit gemeinsamem Speicher arbeitende Puffereinheiten, die als gruppierte Eingangsanschlüsse in einer Raumlagenvielfach- Einheit verwendet werden, und ein Steuergerät für die Zeitschlitz-Nutzungs-Ablaufsteuerung einschließt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, abgeänderte Ausführungsformen des vorstehend erwähnten Steuergerätes für den Fall zu schaffen, daß mit gemeinsamem Speicher arbeitende Koppelfeldeinheiten als Eingangsanschlüsse für eine Raumlagenvielfach-Einheit verwendet werden.

Offenbarung der Erfindung

Kurz gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein ATM- Koppelfeld- oder Vermittlungssystem zum Vermitteln von in ATM- Zellen zusammengesetzten Daten zwischen einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen in Zeitschlitzen entsprechend dem Kopf oder Vorspann jeder Zelle. Das ATM-Vermittlungssystem schließt eine Vielzahl von mit gemeinsamem Speicher arbeitenden Puffermoduleinheiten und eine Raumlagenvielfach-Einrichtung ein, die mit der Vielzahl von mit gemeinsamem Speicher arbeitenden Puffermodulen verbunden ist. Jede Puffermoduleinheit bedient eine Gruppe von Eingangsanschlüssen und schließt gemeinsame Pufferspeichereinrichtungen zum Speichern von Datenzellen von der Gruppe von Eingangsanschlüssen ein, und sie schließt weiterhin Puffer-Verwaltungseinrichtungen zur Verwaltung der Zellen zur Speicherung in den gemeinsamen Pufferspeichereinrichtungen ein. Gemäß der Erfindung schließt das ATM-Vermittlungssystem weiterhin Zeitschlitz- Nutzungseinrichtungen ein, die mit der Vielzahl von einen gemeinsamen Speicher aufweisenden Puffermoduleinheiten verbunden sind, wobei die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen eine Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung, eine Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung und eine Koppelfeld-Nutzungsanordnung einschließen, die die Nutzung aller zukünftigen Zeitschlitze für jede Gruppe von Eingangsanschlüssen und jeden Ausgangsanschluß bzw. Verbindungspfad anzeigen. Das ATM-Vermittlungssystem schließt weiterhin revolvierende Fensterprioritäts-Codiereinrichtungen zur Bestimmung des am frühesten gemeinsam verfügbaren Zeitschlitzes unter zukünftigen Zeitschlitzen für Verbindungspfade zwischen einer Gruppe von Eingangsanschlüssen und einem oder mehreren Ausgangsanschlüssen ein, die entsprechend dem Vorspann einer Zelle ausgewählt werden, die in den Pufferspeichereinrichtungen der Gruppe von Eingangsanschlüssen gespeichert ist. Eine Listensteuereinrichtung ist in dem ATM-Vermittlungssystem eingeschlossen und mit den Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen, der Vielzahl von mit gemeinsamem Speicher betriebenen Puffermodulen und den Raumlagenvielfacheinrichtungen verbunden. Die Listensteuereinrichtung schließt Listensteuerspeichereinrichtungen zum Speichern des am frühesten gemeinsam verfügbaren Zeitschlitzes zusammen mit Informationen über jeden Satz der Gruppe von Eingangsanschlüssen, ausgewählten Ausgangsanschlüssen und Verbindungspfaden sowie Konfigurations-Folgesteuereinrichtungen zur Konfiguration der Raumlagenvielfacheinrichtungen bei jedem aufeinanderfolgenden laufenden Zeitschlitz für die Verbindungspfade zwischen der Gruppe von Eingangsanschlüssen und ausgewählten Ausgangsanschlüssen entsprechend dem Vorspann jeder Zelle ein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Blockschaltbild eines bekannten eingangsgepufferten 4 x 4-Koppelfeldes,
Figur 2 ist ein Blockschaltbild eines bekannten 4 x 4- Koppelfeldes mit gemeinsamem Speicher,
Figur 3 ist ein Blockschaltbild eines Eingangsgepufferten Koppelfeldes, bei dem Eingangsanschlüssen entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gruppiert sind,
Figuren 4 und 5 sind graphische Darstellungen, die den Speicherbedarf und mittlere Zellenverzögerungen für das Koppelfeld nach Figur 3 zeigen,
Figur 6 ist ein ausführliches Blockschaltbild eines Eingangs-gepufferten Koppelfeldsystems, das die Zeitschlitz- Nutzungs-Ablaufsteuerung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet,
Figur 7 ist eine schematische Darstellung der Ablauf- Steuerung, die ein Mehrfachverbindungsmerkmal gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet,
Figur 8 ist eine schematische Darstellung einer Ablaufsteuerung eines Koppelfeldes mit gruppierten Eingängen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Figur 9 ist ein Schaltbild einer bekannten Verbindungs- Raumlagenvielfacheinheit,
Figur 10 ist eine Erläuterung der Zeitschlitz-Nutzungslogik, die zur Unterstützung der Verbindungs-Raumlagenvielfacheinheit nach Figur 9 mit 256 Anschlüssen verwendet werden kann, und
Figur 11 ist eine schematische Darstellung des Zeitschlitz-Nutzungs-Vor-Ablaufsteuerungskonzeptes in Anwendung auf ein eingangsgepuffertes Koppelfeld, das eine Verbindungs-Raumlagenvielfacheinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung speist.

Ausführungsformen der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen zeigen die Figuren 1 und 2 in Blockschaltbildform ein bekanntes Eingangsgepuffertes 4 x 4-Koppelfeld bzw. ein bekanntes Koppelfeld mit gemeinsamem Speicher. In Figur 1 schließt das Koppelfeld vier Eingangsanschlüsse 10 und Eingangspuffereinrichtungen 12 für jeden Anschluß ein, wobei jede Eingangspuffereinrichtung einen Pufferspeicher 14 einschließt. Eine 4 x 4-Raumlagenvielfacheinheit 16 (beispielsweise eine Koppelpunktanordnung) führt die Funktion der Vermittlung an vier Ausgangsanschlüsse 18 aus, und ein Koppelfeld-Steuergerät 20 koordiniert die Eingangspuffereinrichtungen und die Raumlagenvielfacheinheit. In einem in Figur 2 gezeigten 4 x 4-Koppelfeld mit gemeinsamem Speicher ist ein einziger Speicherpuffer 26 für alle vier Eingangs- und Ausgangsanschlüsse vorgesehen, und das Steuergerät 28 koordiniert das System. Multiplexer (MUX) und Demultiplexer (DEMUX) sind in den Figuren gezeigt, sind jedoch nicht notwendigerweise für diese beiden Koppelfeldarchitekturen erforderlich. Wenn das Koppelfeld eine große Bandbreite und entsprechend mehr Anschlüsse erfordert, so wird das Koppelfeld-Steuergerät für das eingangsgepufferte Koppelfeld kompliziert und die Zwischenverbindungen des Pufferspeichers der Architektur mit gemeinsamem Speicher werden schwierig.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit den Problemen, die mit dem Aufbau eines großen Koppelfeldes verbunden sind, indem Lösungen vorgeschlagen werden, die auf das eingangsgepufferte Koppelfeld angewandt werden. Die Lösungen umfassen die gemeinsamene Nutzung eines Speicherpuffers durch mehrere Eingangsanschlüsse und die Handhabung mit einer Ausgangsverbindungsliste. Diese Lösungen führen zu geringerem Speicherbedarf, einer verbesserten Betriebsleistung während Perioden mit starkem Verkehr und zu besseren Blockierungseigenschaften des Systems.
Figur 3 zeigt ein eingangsgepuffertes Koppelfeld gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sich eine Gruppe von Eingangsanschlüssen einen gemeinsamen Speicher teilen kann, anstatt daß getrennt Sspeicher für jeden Kanal vorgesehen sind. Der gemeinsam genutzte Speicher bei dieser Architektur ergibt für das Gesamtkoppelfeld zwei Vorteile im Vergleich zu dem Einzelanschluß-Eingangspufferschema. Zunächst kann der Speicherbedarf für N Anschlüsse, die sich einen gemeinsamen Speicher teilen, beträchtlich kleiner als der eines Systems sein, das einen unabhängigen Speicher für jeden Anschluß verwendet. Zweitens sind als Quelle von Daten für die Raumlagenvielfacheinheit die Zellen nicht mehr direkt einem bestimmten Eingangsanschluß zugeordnet, sondern sie sind gruppiert, um eine bessere statische Koppelfeldverfügbarkeit zu erzielen. Dies heißt mit anderen Worten, daß jede Zelle in dem Speicher an jeden Ausgang dieser Gruppe ausgegeben werden kann, wodurch Blockierprobleme verringert werden, die normalerweise mit der bekannten eingangsgepufferten Architektur in Verbindung stehen. Die Verbesserung hinsichtlich des Speichers und der Verfügbarkeit wird ersichtlich, wenn selbst nur zwei Anschlüsse gruppiert werden. Wenn die Anzahl der sich den gemeinsamen Speicher teilenden Anschlüsse ansteigt, so werden die Vorteile hinsichtlich des Speichers und der Verfügbarkeit weniger bedeutsam. Die Anzahl der zusammengruppierten Anschlüsse ist in gewisser Weise ohne Bedeutung, und bei diesem Beispiel wurden acht Anschlüsse gewählt, um geeignete Vorteile hinsichtlich des Speichers und der Verfügbarkeit zu erzielen und um eine bevorzuge Packungsdichte wiederzugeben.
Unter erneuter Betrachtung der Figur ist zu erkennen, daß in dieser Figur eine gruppierte eingangsgepufferte 64 x 64-Raumlagenvielfacheinheit gezeigt ist, die acht Anschlußkarten (Puffermoduleinheiten mit gemeinsamem Speicher) 30, eine 64 Anschlüsse aurweisende Raumlagenvielfacheinheit 32 und eine Koppelfeld-Ablaufsteuerung 34 umfaßt. Jede Anschlußkarte 30 ist eine Einheit mit einem gemeinsamen Speicher, die acht Anschlüsse behandelt. Sie enthält einen gemeinsamen Pufferspeicher 36 und dessen Steuergeräte-/Puffer-Zeigerverwaltungseinheit 38 zusätzlich zu Demultiplexern 40 und Multiplexern 42 für jeden der acht Anschlüsse, sofern erforderlich. Die Raumlagenvielfacheinheit 32 kann von irgendeiner Art sein, solange das System-Steuergerät 34 so ausgelegt ist, daß es an die Raumlagenvielfacheinheit und den gruppierten Eingangspuffer angepaßt ist.
Diese einen gemeinsamen Pufferspeicher aufweisende Moduleinheit kann in hinsichtlich der meisten Merkmale identisch zu dem weiter oben beschriebenen System mit einem gemeinsamen Speicher sein. Sie kann Zellen speichern und in der Lage sein, sie ohne ein externes Steuergerät oder eine Raumlagenvielfacheinheit zu vermitteln. Wenn lediglich einige wenige Anschlüsse erforderlich sind (beispielsweise zwei bis acht Anschlüsse), so würde eine einzige Moduleinheit mit einem gemeinsamen Pufferspeicher ausreichend sein, und die Raumlagenvielfacheinheit wäre nicht erforderlich. In diesem Fall würde die Moduleinheit mit einem gemeinsamen Speicher ein vollständiges und funktionsfähiges ATM-Koppelfeld sein. Wenn die Vermittlung jedoch auf über acht Anschlüsse anwächst, so sind zusätzliche Moduleinheiten mit einem gemeinsamen Speicher, eine Raumlagenvielfacheinheit und eine Ablaufsteuerung vorgesehen, um die größeren Systemanforderungen zu berücksichtigen. In dem erweiterten System erscheint jede Moduleinheit mit einem gemeinsamen Pufferspeicher als gruppierter Eingangspuffer für eine eingangsgepufferte Raumlagenvielfacheinheit. Jede Moduleinheit mit einem gemeinsamen Pufferspeicher verwaltet den Speicher, die Eingangsanschlüsse und die Ausgangsanschlüsse der gleichen Gruppe. Die gruppierten Eingangspuffer können jedoch nicht mehr unabhängig arbeiten. Ein systemweites Steuer-Ablaufsteuerungs-Gerät muß die Vermmittlung durch die Raumlagenvielfacheinheit koordinieren.
Figur 4 zeigt den Gesamtspeicherbedarf für ein typisches eingangsgepuffertes Koppelfeld mit 64 Anschlüssen, für eingangsgepufferte Koppelfelder unter Verwendung einer 2-, 4- und 8- Kanal-Gruppierung und für ein 64 Anschlüsse aufweisendes Koppelfeld mit einem gemeinsamen Speicher. Der Spitzenspeicherbedarf für nichtgruppierte Puffer ist gegenüber Anforderungen von plötzliche Spitzenbelastungen aufweisenden Kanälen empfindlicher. In ähnlicher Weise zeigt Figur 5 die mittleren Zellenverzögerungen durch die gleichen Kappelfelder, wenn die Koppelfeldanforderungen ansteigen. Wie dies bei diesem Beispielen zu erkennen ist, ähnelt das Verhalten des gruppierten eingangsgepufferten Koppelfeldes stärker dem der Konstruktion mit einem gemeinsamen Speicher, deren Speicher von allen Kanälen gemeinsam benutzt wird und bei der die Zellenverzögerung lediglich auf einem Ausgangs-Konkurrenzbetrieb und nicht auf einer internen Blockierung beruht. Simulationen mit verschiedenen Arten von Raumlagenvielfacheinheiten (Koppelpunkt-Koppelfeldern, dreistufiger Verbindungssatz, Batcher-Banyon-Koppelfeld) haben jeweils ähnliche Vorteile gezeigt.
Um das Verständnis weiterer im folgenden zu beschreibender Ausführungsformen zu unterstützen, wird das Ausgangs-Warteschlangen-Steuergerät des bekannten Koppelfeldes mit einem gemeinsamen Speicher zunächst analysiert. Die grundlegenden Anforderungen für das Ausgangs-Warteschlangen-Steuergerät können in der folgenden Weise definiert werden. Es sei angenommen, daß die nachstehende Folge von Zellen an den Eingangsanschlüssen (A, B, C, D) ankommt und zu den aufgeführten Ausgangsanschlüssen (1, 2, 3, 4) verläuft, worin A1 die erste bei A ankommende Zelle, A3 die dritte bei A ankommende Zelle usw. darstellt:
A1 geht zu 4
B1 geht zu 3
C1 geht zu 2
D1 geht zu 1
A2 geht zu 3
B2 geht zu 3
C2 geht zu 2
D2 geht zu 2
A3 geht zu 1
B3 geht zu 1
C3 geht zu 4
D3 geht zu 3
Wenn diese Objekte direkt in die Ausgangswarteschlangen eingeführt würden, wie sie dies bei dem Schema mit einem gemeinsamen Speicher könnten, so würden die Wartschlangen wie folgt aussehen:
Bei einem Koppelfeld mit einem gemeinsamen Speicher könnten die aufgeführten Zellen ohne jede Schwierigkeit an den Anschlüssen 1 bis 4 abgegeben werden. Für ein eingangsgepuffertes Koppelfeld bestimmt jedoch eine grundlegende Beschränkung, daß keine Eingangsquelle mehr als eine Zelle in irgendeinen Zeitschlitz an die Raumlagenvielfacheinheit liefern kann. Die Zeitschlitze N+1 und N+2 verletzen diese Regel. Es ist erkennbar, daß Objekte nicht direkt in Ausgangswarteschlangen eines eingangsgepufferten Koppelfeldes eingeführt werden kann.
Wenn die Ausgangswarteschlange als Liste anstatt als eine Warteschlange verdeutlicht wird und eine Schaltung zur gerätemäßigen Ausführung einer Regel verwendet wird, die verhindert, daß ein Objekt in eine Position gebracht wird, in der die gleiche Quelle vorher in der gleichen Reihe (Zeitschlitz) gebracht wurde, so würde die Liste wie folgt erscheinen:
Das Ergebnis ist eine Lösung, bei der jeder Eingang lediglich einmal pro Zeitschlitz verwendet wird. Es sei bemerkt, daß das Koppelfeld genauso wirkungsvoll wie vorher ist, daß jedoch die Leerlaufperioden verschoben wurden. Es sei weiterhin bemerkt, daß A3 und B3 in ihrer Reihenfolge vertauscht wurden. Dies diente zur Aufrechterhaltung des Wirkungsgrades und ruft keine Änderung der Reihenfolge von Zellen von einer bestimmten Quelle zu einem bestimmten Ziel hervor. Weil die Eingangsanschlüsse A, B und C im Zeitschlitz N+1 bereits zugeordnet sind, kann lediglich der Anschluß D dem Ausgangsanschluß 4 im Zeitschlitz N+1 zugeordnet werden. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt vor der Verwendung des Zeitschlitzes N+1 eine Zelle am Eingangsanschluß D für den Ausgangsanschluß 4 auftritt, so würde sie in den Zeitschlitz N+1 gesetzt, ohne daß irgendwelche Bedingungen hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Zellenreihenfolge verletzt würden.
Die Regel für diese gerätemäßige Ausführung ist sehr einfach, doch ist ihre Anwendung nicht so offensichtlich, wenn das Koppelfeld groß wird, insbesondere im Hinblick auf Geschwindigkeitsforderungen. Beispielsweise würde im Fall des Steuergerätes eines eingangsgepufferten 64 x 64-Koppelfeldes mit einer maximalen Warteschlangentiefe von 256 die in der gleichen Weise wie zuvor geschriebene Anordnung 64 x 256 sein.
worin jeder ein 6-Bit-Wert ist, der die Anschlußnummer der Datenquelle darstellt. Um ein Objekt in diese Anordnung einzubringen, muß man vertikal in der gewünschten Ausgangswarteschlange bis zu 256 Positionen für eine offene Stelle durchsuchen und gleichzeitig in der horizontalen Reihe dieser offenen Position überprüfen, ob der 6-Bit-Quellenwert nicht bereits verwendet wurde. Wenn dies in dieser Weise ausgeführt würde, so würde das Steuergerät aufgrund der sequentiellen Suche sehr langsam oder sehr groß sein, um die erforderlichen Vergleicher aufzuweisen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorstehenden Probleme, die sich bei großen, eine große Bandbreite aufweisenden eingangsgepufferten Koppelfeldern ergeben, dadurch, daß die Listenfunktion und die Suchfunktion getrennt werden. Figur 6 zeigt schematisch ein eingangsgepuffertes 64 x 64-Anschluß-Koppelfeld gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Raumvielfacheinheit 60 (beispielsweise eine 64 x 64-Koppelpunktanordnung) und eine Eingangspuffereinrichtung 62 sind hinsichtlich ihrer Konstruktion und Funktionsweise ähnlich der nach Figur 1 mit Ausnahme des Unterschiedes hinsichtlich der Anzahl von Anschlüssen.
Eine an einem Eingangsanschluß ankommende Zelle enthält unter anderen Dingen (beispielsweise Nutzlastdaten) einen Vorspann oder Kopf mit Zielinformation. Bei Ankunft an dem Koppelfeld wird jede Zelle von den Eingangspuffereinrichtungen 62 verarbeitet und in dem Pufferspeicher 64 gespeichert, der sich in der Eingangspuffereinrichtung befindet. Dort erwartet die Zelle einen zukünftigen Zeitschlitz, wobei sie zu diesem Zeitpunkt durch eine Raumvielfach-Anordnung an einen oder mehrere angeforderte Ausgangsanschlüsse gesandt wird. Gleichzeitig wird die Zielinformation, die dem Kopf der Zelle entnommen wird, zusammen mit einer Anzeige der Eingangsanschlußnummer an die Zeitschlitz- Nutzungseinrichtung 66 weitergeleitet. Die Ergebnisse von der Zeitschlitz-Nutzungseinrichtung zusammen mit der Eingangsanschlußnummer und der Zielinformation werden der Listen-Steuereinrichtung 68 zugeführt, in der sie für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Zur richtigen Zeit wird die Verbindungsinformation von der Listen-Steuereinrichtung 68 wiedergewonnen. Der Zellen-Zeiger wird an die Eingangspuffereinrichtungen 62 ausgesandt, wo die Zelle von dem Pufferspeicher wiedergewonnen und über die Raumlagenvielfach-Einheit 60 an die abgehende Strecke ausgesandt wird. Gleichzeitig kann die Listen-Steuereinrichtung 68 der Raumlagenvielfach-Einheit 60 eine Anzeige für die für diese Zelle erforderliche Leitweglenkung liefern. Diese Funktion ist nicht erforderlich, wenn die Raumlagenvielfach- Einheit selbstlenkend ist.
Wie dies aus Figur 6 zu erkennen ist, weist diese Ablaufsteuerung, deren Funktionen vorstehend beschrieben wurden, zwei Hauptfunktionsblöcke auf: die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtung 66 und die Listen-Steuereinrichtung 68. Im einzelnen leitet die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtung 66 die Information über die Eingangsanschlußzahl an den Eingangs-Reihenwähler 70 und die Information über die angeforderte Ausgangsanschlußnummer an den Ausgangsreihenwähler 72. Die Reihenwähler wählen die angezeigten Reihen von Einzelbitdarstellungen in der Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung 74 bzw. der Ausgangsanschluß- Nutzungsanordnung 76 aus. Die Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung 74 und die Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung 76 stellen den Nutzungsstatus der Eingangsanschlüsse bzw. der Ausgangsanschlüsse dar. Jede Reihe von Nutzungsspeicher (Bitmap- Speichern) enthält Statusinformationen für einen Eingangs- oder Ausgangsanschluß, wobei jedes Bit in der Reihe den Status dieses Anschlusses in einem zukünftigen Zeitschlitz darstellt. Wenn eine Reihe von einer der Anordnungen ausgewählt wird, so erfolgt ein Zugriff auf den Status eines Anschlusses. Ein gesetztes Bit in der Reihe, auf die der Zugriff erfolgt, zeigt an, daß eine Verbindung, die diesen Anschluß beinhaltet, in den Listen-Steuerspeichereinrichtungen 77 der Listen-Steuereinrichtung 68 für diesen entsprechenden Zeitschlitz aufgelistet ist. Wenn eine Reihe von der Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung 74 und eine Reihe von der Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung 76 ausgewählt sind, führt eine Logikeinheit 78 eine ODER-Verknüpfung der entsprechenden Bits in der vertikalen Ebene der ausgewählten Reihen aus. Die Logikeinheit 78 könnte durch logische Verknüpfungsschaltungen gekbildet sein, oder sie könnte in einfacher Weise durch die fest verdrahteten, ODER-verknüpften Ausgänge der beiden Anordnungen gebildet sein. Ein Zeitschlitz-Nutzungs-Statusanzeiger 80, der das Ergebnis der logischen ODER-Verknüpfungseinheit 78 ist, ist eine Anzeige zukünftiger Zeitschlitze, in denen sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsanschluß für eine Verwendung zur Verfügung stehen. Ein gesetztes Bit in dem Anzeiger 80 zeigt für irgendeinen Zeitschlitz an, daß entweder der Eingangsanschluß oder der Ausgangsanschluß oder beide während dieses Zeitschlitzes besetzt sind. Der Anzeiger 80 ist symbolisch in dieser Figur gezeigt, doch ist er tatsächlich das Ergebnis der ODER-Funktion, und er stellt die Daten dar, die von dem revolvierenden Fenster-Prioritätscodierer 82 verwendet werden. Ein zyklischer System-Zeitschlitzzähler 84 liefert eine laufende Zeitschlitz-Nummer, die für den revolvierenden Fensterprioritätscodierer 82 verfügbar ist. Der Codierer stellt den ersten Zeitschlitz fest, in dem weder der Eingangs- noch der Ausgangsanschluß besetzt ist (logische Null in diesem Fall), und zwar beginnend mit dem Zeitschlitz, der unmittelbar auf den laufenden Zeitschlitz folgt. Der Ausgang des revolvierenden Fensterprioritätscodierers 82 ist eine Binärzahl, die den frühesten freien Zeitschlitz darstellt, der den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen gemeinsam ist. Dieser Ausgang des revolvierenden Fensterprioritätscodierers wird zusammen mit den Eingangs- und Ausgangsanschluß-Anzeigern der Listen-Steuereinrichtung 68 über die Leitung 86 zur Speicherung in der Listen-Steuerspeichereinrichtung 77 zugeführt, bis der angezeigte Zeitschlitz ankommt.
Bei jeden Zählschritt des System-Zeitschlitzzählers 84 gewinnt die Konfigurations-Folgeschaltung 88 die Verbindungsinformation für diesen Zeitschlitz aus der Listen-Steuerspeichereinrichtung 77 und bereitet die erforderlichen Komponenten des Systems für die Zellenübertragung vor.
Beispielsweise kann unter weiterer Bezugnahme auf Figur 6 der Kopf einer ankommenden Zelle am Eingangsanschluß 2 anzeigen, daß die Zelle für den Ausgangsanschluß 50 bestimmt ist. Die Eingangspuffereinrichtung leitet Informationen über den Ausgangsanschluß 5 von dem Kopf der ankommenden Zelle ab und sendet Signale auf den Pfad 90, die bewirken, daß die Zeitschlitz-Nutzungs-Steuereinrichtung 66 die Reihe 2 in der Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung 74 und die Reihe 50 in der Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung 76 auswählt. Diese jeweiligen Reihen können beispielsweise die in der Figur gezeigten Einträge haben. Die Einträge in den Bitmap-Speichern sind entweder eine Eins oder eine Null, was anzeigt, ob der Zeitschlitz bereits einer anderen Zelle zugeordnet wurde. Die Logikeinheit 78 führt eine ODER-Verknüpfung dieser Einträge durch, was zu einer Zeitschlitz-Nutzungsanzeige 80 führt. Informationen auf dem Pfad 92, die den Schlitz 253 als die laufende Zeitschlitz- Nummer anzeigen, werden dem revolvierenden Fensterprioritätssscodierer 82 von dem System-Zeitschlitzzähler 84 zugefühert. Beginnend mit dem nächsten Zeitschlitz nach dem laufenden Zeitschlitz (Schlitz 254) und endend mit der Zeitschlitznummer vor dem laufenden Zeitschlitz (Schlitz 252) durchsucht der revolvierende Fensterprioritätscodierer 82 den Zeitschlitz- Nutzungs-Statusanzeiger 80 für den ersten verfügbaren Zeitschlitz, bei dem sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsanschluß "nicht besetzt" sind. Das Suchen in dem Zeitschlitz- Nutzungsstatusanzeiger 80 erfolgt in einer umlaufenden Weise, d.h. der Schlitz 0 folgt auf den Schlitz 255. Die Ergebnisse des revolvierenden Fensterprioritätscodierers 82 des Beispiels zeigen an, daß der Zeitschlitz Nummer 3 (sechs Zeitschlitze von dem laufenden Systemzeitschlitz) der früheste Zeitschlitz ist, bei dem eine Verbindung zwischen den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen hergestellt werden kann. Eine Anzeige für den Zeitschlitz 3 sowie die Anzeigen für den Eingangsanschluß 2 und den Ausgangsanschluß 50 werden an die Listen-Steuereinrichtung 68 weitergeleitet, in der die Information in der Listen-Steuerspeichereinrichtung 77 für zukünftige Benutzung an einer Stelle gespeichert werden, die für die Verbindungen des Zeitschlitzes 3 spezifisch ist. Gleichzeitig werden das den Eingangsanschluß 2 darstellende Zustandsbit, der Zeitschlitz 3 und das den Ausgangsanschluß 50 darstellende Statusbit, Zeitschlitz 3, auf Besetzt gesetzt, um sicherzustellen, daß keines in diesem Zeitschllitz erneut verwendet wird. Sechs Zeitschlitze später, wenn der System-Zeitschlitzzähler 84 auf drei steht, bereitet die Konfigurationsfolgeschaltung 88 einen Pfad zwischen dem Eingangsanschluß 2 und dem Ausgangsanschluß 50 vor, um den Eingangsanschluß 2 zu informieren, daß er die Zelle für den Ausgang 50 sendet. Am Ende des Zeitschlitzes 3, wenn die Verbindungsliste zur Konfigurationsfolgeschaltung 88 hin gelesen wurde, werden die diesem Zeitschlitz entsprechenden Einträge in den Zeitschlitz-Nutzungsanordnungen 74 und 76 auf "nicht besetzt" zurückgesetzt, und die Listenobjekte für den Zeitschlitz 3 können aus der Listen-Steuereinrichtung 68 gelöscht werden.
Daher sind bei dieser Ausführungsform die Listenfunktion und die Suchfunktion voneinander getrennt. Die Listen-Steuereinrichtung 68 kann aus üblichen RAM-Bauteilen aufgebaut werden, während die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtung 66 eine spezielle inhaltsadressierbare Speichereinrichtung mit zusätzlichen Schaltungen zur Durchführung einer revolvierenden Fenstersuche und Spaltenrücksetzung von Bits mit hoher Geschwindigkeit ist. Die Verbindungsliste in der Listen-Steuerspeichereinrichtung 77 ist bei diesem Beispiel 16k x 6, wie vorher, doch hat sie keine speziellen Fähigkeiten für die Zeitschlitz-Suche. Jede Gruppe von 64 Speicherplätzen ergibt die Quellen-Identifikation für jeden der 64 Ausgänge bezogen auf eine Zellenperiode. Die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtung 66 und die Listen-Steuereinrichtung 68 bilden zusammen eine Ablaufsteuerung, die FIFO- Eigenschaften für zwischen irgendeinem Eingangs- und Ausgangspaar zu übertragende Zellen aufweist, die jedoch die Zellen in der erforderlichen Weise auf eine neue Reihenfolge bringt, um eine Quellen- oder Ziel-Blockierung zu vermeiden. Weil jedoch die virtuellen ATM-Verbindungen einen vordefinierten Pfad durch das Netzwerk aufweisen und die Änderung der Reihenfolge nicht die Reihenfolge irgendwelcher Zellen zwischen einem vorgegebenen Eingangsanschluß und einem vorgegebenen Ausgangsanschluß ändert, ist für den Benutzer keine Änderung der Reihenfolge von Zellen sichtbar.
Vierundsechzig Anschlüsse und 256 Zeitschlitze wurden willkürlich für diese Beschreibung gewählt. Die Anschlußgröße ergibt in der Praxis die Anzahl der physikalischen Anschlüsse in dem System wieder, und die Anzahl von Zeitschlitzen wird entsprechend den Technologie-Möglichkeiten und den Systemforderungen hinsichtlich des Durchsatzes und der Blockierung gewählt. Zusätzliche Register können hinzugefügt werden, um eine Fließbandverarbeitung einzuführen, und es kann in Betracht gezogen werden, mehrere Bauteile miteinander zu verknüpfen, um die Anschlußanzahl und/oder die Anzahl von Zeitschlitzen zu erweitern, die für eine Vor-Ablaufsteuerung verfügbar sind.
Figur 7 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der Erfindung. Bei ATM-Zellen ist der Zielanzeiger ein Wert, der keine direkte Beziehung zur Anschlußnummer eines Koppelfeldes hat, das diese Zelle weiterleitet. Das Koppelfeld hat jedoch Einrichtungen zur Interpretation desd Zielanzeigers und führt die Zelle in eine Warteschlange entsprechend dem Ausgang oder den Ausgängen ein, an die sie übertragen wird. Die Einführung in eine Warteschlange entsprechend dem Ausgang kann auf verschiedene Weise erfolgen, und zwar in Abhängigkeit von der Konstruktion des Koppelfeldes. Bei einem Koppelfeld mit einem gemeinsamen Speicher kann mit Sorgfalt der Zellenzeiger in die Ausgangs-Warteschlange für jeden Ausgang eingebracht werden, an den die Zelle übertragen werden soll. Ein eingangsgepuffertes System könnte die gleiche Technik (in anderer gerätemäßiger Ausführung) verwenden, doch ist die Eingangsbandbreite an die Raumlagenvielfach-Einheit ein wertvolles Gut, das zum Blockierrungsfaktor des Koppelfeldes beiträgt. Der Koppelpunktschalter, allein oder in einer Anordnung, ist in der Lage, eine gesteuerte Weiterleitung an mehrere Ausgänge durchzuführen. Unter Anwendung entsprechender Sorgfalt können mehrere Ziele aufweisende Zellen von dem Eingangspuffer an alle vorgesehenen Ausgänge in einer einzigen Zellenperiode übertragen werden, wodurch der Vermittlungswirkungsgrad zu einem Maximum gemacht wird. Die Kommunikation von einer Eingangspuffereinrichtung zur Ablaufsteuerung, wie sie weiter oben erwähnt wurde, ist die Zielanzeige. Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform, bei der das Mapper-Konzept gezeigt ist, wird der Zielanzeiger einem Mapper 100 zugeführt, der ein Bit für jeden Ausgang liefert, der durch den Zielanzeiger dargestellt ist. Diese Punkt-zu- Mehrpunkt-Darstellung wird der Zielauswahl der Ausgangsanschluß- Nutzungsanordnung 102 zugeführt. Wie zuvor trägt jedes Datenbit jeder ausgewählten Reihe zu den Spaltendaten bei. Nunmehr können bis zu 65 Reihen (ein Eingang und 64 Ausgänge) ausgewählt werden, um zur Lösung beizutragen. Durch Durchführen mehrfacher Reihenauswahlvorgänge der Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung 102 ist die resultierende Funktion ein "mappen" oder Abbilden von Zeitschlitzen, wobei ein Eingang und alle ausgewählten Ausgänge in dem gleichen Zeitschlitz verfügbar sind.
Unter Bezugnahme auf Figur 8 werden gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Eingangsanschlüsse dadurch gruppiert, daß eine Serie von gemeinsamen Speichern wie im Fall der Ausführungsform nach Figur 3 verwendet wird, und das Zeitschlitz-Nutzungskonzept nach Figur 6 wird auf die System- Ablaufsteuerung angewandt. Irgendeine Zelle in einem gemeinsamen Speicher kann irgendeinem der Ausgänge dieser Gruppe zugeführt werden, d.h. es erfolgt eine gemeinsame Nutzung von Speicher- und Ausgangsresourcen. Somit kann man in Figur 8 die Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung 120 die mit einem gemeinsamen Speicher arbeitende Anschlußkarte als einen einzigen Anschluß mit der einfachen Ausgangsbandbreite (n = 8 in diesem Beispiel) betrachten. Wenn die Zellen den Ausgangsanschlüssen dieser Gruppe sequentiell zugeordnet werden, so kann die Nutzung dieser Eingangspuffergruppe mit einer Binärzahl dargestellt werden. Beispielsweise würde eine 4-Bit-Zahl in einer Spalte einer Matrix die akkumulierte Zuordnungszählung für einen Puffer mit acht Ausgängen und gruppierten Eingängen darstellen, worin 0 (0000 binär) darstellt, daß keine Ausgänge zugeordnet sind, während 8 (1000 binär) darstellt, daß alle Ausgänge zugeordnet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß lediglich das Bit hoher Ordnung der Zählung überprüft werden muß, um die Verfügbarkeit eines Ausgangskanals in der Anschlußkarte zu bezeichnen, d.h., wenn Bit 3 = 0 ist, so sind weniger als 8 Kanäle zugeordnet. Diese Gruppierung von Eingängen von 8 ändert das Steuergerät wie in der Figur gezeigt. Das Steuergerät kennt lediglich 8 Quellen, wobei jede 8 Kanäle an die Raumlagenvielfach-Einheit aufweist. Die ausgewählte Quelle trägt ihr Bit hoher Ordnung von ihrer Nutzungszählung bei, und das ausgewählte Ziel oder die ausgewählten Ziele steuern ihre Bauteile an. Das Ergebnis ist ähnlich wie in Figur 6 eine 256 x 1-Anordnung 124, die dann codiert wird, um die Zeitschlitz-Zahl zu liefern. Wenn ein Ausgang einer Gruppe verwendet wird, so wird die Zählung für diese Gruppe und der Zeitschlitz weitergeschaltet. Wenn momentan erneut die Figur 3 betrachtet wird, so ist zu erkennen, daß jede Anschlußkarte 8 Anschlüsse und einen gemeinsamen Speicher aufweist, in dem Daten auf die Übertragung an eine Ausgangsstrecke warten. Die Leitweglenkungsinformation wird von der Zelle extrahiert und der Pufferverwaltungseinheit 88 zugeführt. Die Verwaltungseinheit verwaltet den RAM-Speicher dadurch, daß Listen von Zeigern auf Daten geführt werden, die an ihre jeweiligen Ausgangsanschlüsse zu übertragen sind.
Es wird nunmehr auf die Figuren 9, 10 und 11 bezuggenommen, in denen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind. Wenn die Raumlagenvielfacheinheit blockierungsfrei ist (Koppelpunkt- oder selbstlenkende Raumlagenvielfach- Anordnung) so muß die Blockierung nicht berücksichtigt werden, wenn die Ablaufsteuerung erfolgt. Bei einem blockierenden Koppelfeld, wie z.B. dem dreistufigen Verbindungssatz-Koppelfeld nach Figur 9 kann es erforderlich sein, sicherzustellen, daß ein Pfad durch die Raumlagenvielfacheinheit zum Zeitpunkt der Ablaufsteuerung verfügbar ist. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Konzept der Zeitschlitz-Nutzung angewandt werden, um verfügbare Verbindungspfade durch eine Verbindungssatz-Raumlagenvielfacheinheit auszuwählen. Das Steuergerät muß nur feststellen, ob zumindest ein möglicher Pfad zwischen ausgewählten Eingangs- und Ausgangsanschlüssen vorhanden ist, und wenn dies der Fall ist, diesen Pfad identifizieren.
Bei dem 64 x 64-System unter Verwendung von 8 x 8 Koppelpunkten nach Figur 9 ergeben sich acht mögliche Pfade zwischen irgendeinem Eingang und irgendeinem Ausgang. Das heißt, daß irgendeiner der Koppelpunkte der mittleren Stufe dazu verwendet werden kann, die Verbindung aufzubauen. Ein leerlaufender Eingang an der mittleren Stufe bedingt, daß der betreffende Ausgang der vorhergehenden Stufe ebenfalls im Leerlauf arbeitet. In gleicher Weise bedeutet ein leerlaufender Ausgang an der mittleren Stufe, daß der jeweilige Eingang an der nachfolgenden Stufe ebenfalls im Leerlaufbetrieb ist. Unter der Annahme, daß eine verfügbare Bandbreite am Eingang und am Ausgang des Raumlagenvielfaches vorhanden ist, so muß lediglich bestimmt werden, ob die Verbindung durch die mittlere Stufe des Koppelfeldes erfolgen kann.
Figur 10 zeigt schematisch ein Beispiel der Logik, die erforderlich ist, um einen verfügbaren Verbindungspfad durch das Raumlagenvielfach aufzufinden. Für jeden Zeitschlitz ergibt jede der 8 Spalten den Status der Eingänge und Ausgänge eines Koppelpunktes der mittleren Stufe. Beispielsweise würde die Quellen-Reihe 3 der Spalte 5 den Verbindungspfad zwischen dem Eingangs-Koppelpunkt 3 und dem mittleren Koppelpunkt 5 darstellen, und in ähnlicher Weise würde die Zielreihe 7 der Spalte 5 den Pfad zwischen dem mittleren Koppelpunkt 5 und dem Ausgangskoppelpunkt 7 darstellen. Die mit den Quellen- und Zielanschlüssen verbundenen Koppelpunkte werden zur Auswahl der beiden Reihen der Anordnung verwendet. Jede ausgewählte Reihe ergibt für jeden Zeitschlitz den Status der 8 Pfade aus bzw. in diesem Koppelpunkt. Wenn ein Pfad aus dem Quellen- Koppelpunkt zu einem Koppelpunkt der mittleren Stufe einen Leerlaufbetrieb anzeigt, während der entsprechende Ausgang des gleichen Koppelpunktes zum Ziel-Koppelpunkt ebenfalls im Leerlaufbetrieb ist, so wird ein Leerlaufbetrieb für diesen Zeitschlitz angezeigt, und unter Verwendung von Codiereinrichtungen kann der mittlere Koppelpunkt identifiziert werden.
Figur 11 zeigt die Nutzungsanordnung für die Raumlagenvielfach- Einheit mit Verbindungssätzen in Anwendung auf das eingangsgepufferte 64 x 64-Koppelfeld (keine Gruppierung der Eingangsanschlüsse). Die Eingangs- und Ausgangs-Nutzungsanordnungen sind die gleichen, wie sie weiter oben beschrieben wurden. Die ODER-Funktion für jeden Zeitschlitz weist nunmehr drei Eingänge anstatt von zwei Eingängen auf. Die Ergebnisse der Einfügung dieser Koppelpunkt-Nutzungsanordnung mit den Eingangs- und Ausgangs-Nutzungsanordnungen stellt eine Verbindung vom Eingang zum Ausgang und eine Route durch die Verbindungssätze aufweisende Raumlagenvielffach-Einheit sicher.
Es ist weiterhin möglich, daß die Eingangsanschlüsse unter Verwendung von Gruppen von gemeinsamen Speichern gruppiert werden, wie bei der Ausführungsform nach Figur 6. Eine Punktzu-Mehrpunktübertragung kann weiterhin mit der Nutzungsdarstellung für die mit Verbindungssätzen versehene Raumlagenvielfach-Einheit in einer ähnlichen Weise wie in Figur 7 gezeigt ausgeführt werden.

Claims

1. ATM-Koppelfeld-Vermittlungssystem zum Vermitteln von in ATM-Zellen zusammengesetzten Daten zwischen einer Vielzahl von Eingangsanschlüssen und einer Vielzahl von Ausgangsanschlüssen in Zeitschlitzen entsprechend dem Kopf jeder Zelle, wobei das ATM-Koppelfeldsystem eine Vielzahl von einen gemeinsamen Speicher aufweisenden Puffermoduleinheiten (30) und eine Raumlagenvielfach-Einrichtung (32) einschließt, die mit der Vielzahl von einen gemeinsamen Speicher aufweisenden Puffermoduleinheiten verbunden ist, wobei jede Puffermoduleinheit eine Gruppe von Eingangsanschlüssen bedient und gemeinsame Pufferspeichereinrichtungen (36) zum Speichern von Zellen von Daten von der Gruppe von Eingangsanschlüssen einschließt, und wobei jede der Puffermoduleinheiten Pufferverwaltungseinrichtungen (38) zur Verwaltung der Zellen zur Speicherung in den gemeinsamen Pufferspeichereinrichtungen einschließt,

dadurch gekennzeichnet, daß das ATM-Koppelfeld-Vermittlungssystem weiterhin folgende Teile umfaßt:

Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen (66), die mit der Vielzahl von einen gemeinsamen Speicher aufweisenden Puffermoduleinheiten verbunden sind, wobei die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen eine Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung (120), eine Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung (122) und eine Koppelpunkt-Nutzungsanordnung (124), die die Benutzung aller zukünftigen Zeitschlitze für jede Gruppe von Eingangsanschlüssen und jeden Ausgangsanschluß bzw. der Verbindungspfad anzeigen, und revolvierende Fensterprioritätscodiereinrichtungen (82) zur Bestimmung des am frühesten gemeinsam verfügbaren Zeitschlitzes von zukünftigen Zeitschlitzen für Verbindungspfade zwischen einer Gruppe von Eingangspfaden und einem oder mehreren Ausgangsanschlüssen einschließen, die entsprechend dem Kopf einer in den Pufferspeichereinrichtungen der Gruppe von Eingangsanschlüssen gespeicherten Zelle ausgewählt sind, und

Listen-Steuereinrichtungen (68), die mit den Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen, der Vielzahl von einen gemeinsamen Speicher aufweisenden Puffermoduleinheiten und der Raumlagenvielfach-Einrichtung verbunden sind, wobei die Listen- Steuereinrichtungen Listen-Steuerspeichereinrichtungen (77) zur Speicherung des am frühesten gemeinsam verfügbaren Zeitschlitzes zusammen mit Informationen über jeden Satz der Gruppe von Eingangsanschlüssen, ausgewählten Ausgangsanschlüssen und den Verbindungspfaden sowie Konfigurations-Folgesteuereinrichtungen (88) zur Konfiguration der Raumlagenvielfach-Einrichtungen bei jedem aufeinanderfolgenden laufenden Zeitschlitz für die Verbindungspfade zwischen der Gruppe von Eingangsanschlüssen und ausgewählten Ausgangsanschlüssen entsprechend dem Kopf jeder Zelle einschließen.

2. ATM-Koppelfeld-System zum Vermitteln von in ATM-Zellen zusammengesetzten Daten gemäß Anspruch 1, bei dem:

die Eingangsanschluß-Nutzungsanordnung ein Speicher ist, dessen Speicherplätze der vorgegebenen Anzahl von Zeitschlitzen der Gruppen von Eingangsanschlüssen zugeeordnet sind, wobei das Bit in jedem Speicherplatz anzeigt, ob alle oder einige der Eingangsanschlüsse für jede Gruppe bei jedem Zeitschlitz in Gebrauch sind oder nicht, und

die Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnung ein Speicher ist, dessen Speicherplätze der vorgegebenen Anzahl von Zeitschlitzen der Ausgangsanschlüsse zugeordnet sind, wobei das Bit in jedem Speicherplatz anzeigt, ob die Ausgangsanschlüsse bei jedem Zeitschlitz in Gebrauch sind oder nicht.

3. ATM-Koppelfeld-System zum Vermitteln von in ATM-Zellen zusammengesetzten Daten nach Anspruch 2, bei dem:

die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen weiterhin Logikeinrichtungen für eine logische Operation zwischen den Eingangsanschluß- und Ausgangsanschluß-Nutzungsanordnungen zur Erzeugung einer Anzeige von gemeinsam verfügbaren Zeitschlitzen für jeden Satz der Gruppe von Eingangsanschlüssen und den Ausgangs anschlüssen umfassen.

4. ATM-Koppelfeld-System zum Vermitteln von in ATM-Zellen zusammengesetzten Daten nach Anspruch 3, bei dem:

die revolvierende Fensterprioritätscodiereinrichtung in einer umlaufenden Weise nach dem am frühesten gemeinsam verfügbaren Zeitschlitz in der Anzeige bezüglich des laufenden Zeitschlitzes sucht.

5. ATM-Koppelfeld-System zum Vermitteln von in ATM-Zellen zusammengesetzten Daten nach Anspruch 4, bei dem

die Zeitschlitz-Nutzungseinrichtungen weiterhin Eingangsreihenwählereinrichtungen und Ausgangsreihenwählereinrichtungen zur Auswahl von Speicherplätzen in den Speichern umfaßt, die der Gruppe von Eingangsanschlüssen und ihren angeforderten Ausgangsanschlüssen entsprechend dem Kopf jeder Zelle entsprechen.