DE69431217T2 - Anordnung zur Verkehrsmischung für schnelles Schalten einer Leitung - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Mischen von leitungs- und paketvermitteltem Datenverkehr in einer schnellen Leitungsvermittlungsumgebung. Insbesondere wird das Protokoll der zwischen zuvor übertragenen leitungsvermittelten Frames auf getretenen Lücken dazu verwendet, die Größe der nächsten zwischen zu übertragenden leitungsvermittelten Frames auftretenden Lücke vorherzusagen. Wenn die vorhergesagte Lücke größer als ein zu übertragender Datenpaketframe ist, dann wird dieser Frame in die nächste Lücke eingefügt. Ist die Lücke jedoch kleiner als erwartet, dann wird der nächste eintreffende leitungsvermittelte Frame so lange in einem Puffer zwischengespeichert, bis die Übertragung des Paketframes abgeschlossen ist.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
• In einer schnellen Leitungsvermittlungsumgebung wird sowohl beim paketvermittelten als auch beim leitungsvermittelten Datenverkehr zwischen dem Eingabe- und dem Ausgabeport eines Switch Fabric (Schaltnetz) ein Leitungsweg (bzw. eine Verbindung) eingerichtet. Eine Leitung in dem Switch Fabric wird beim paketvermittelten Datenverkehr unmittelbar nach dem Beenden der Übertragung eines Frames unterbrochen. Beim leitungsvermittelten Datenverkehr hingegen bleibt die eingerichtete Leitung während der gesamten Leitungsverbindung aufrechterhalten. Bei bestimmten Anwendungen, wie beispielsweise bei Multimedia-Anwendungen oder Dateiübertragungen, müssen große Datenblöcke von Video- oder Bildframes vor ihrer Übertragung durch das Netz in kleinere Pakete (≤ 2 KB) partitioniert werden. Nimmt man an, dass die Daten komprimiert und von einer Gigabit- Datenübertragungsverbindung übertragen wenden, können zwischen den übertragenen Frames üblicherweise lange Pausen auftreten. Daher ist es wünschenswert, dass eine Leitung für einen leitungsvermittelten Datenstrom während eines freien Intervalls sofort unterbrochen werden kann, so dass ein für denselben Ausgabeport vorgesehener paketvermittelter Datenverkehr dazwischen geschoben werden kann. Dieser Mischvorgang ist wichtig, damit ein Port gleichzeitig sowohl leitungsvermittelten als auch paketvermittelten Datenverkehr empfangen kann, wobei die mögliche Verzögerung oder Verzerrung des leitungsvermittelten Datenverkehrs auf ein Minimum beschränkt wird. Andererseits ist es wünschenswert, den jedes Mal, wenn ein Frame in einem paketvermittelten Datenstrom übertragen werden soll, gegenüber einer reinen Leitungsvermittlungsumgebung mit dem Unterbrechen einer alten Verbindung und dem Einrichten einer neuen Verbindung verbundenen Systemaufwand zu verringern.
• In dem Artikel von R. Grunefeider, J. P. Cosmas, S. Manthrope und A. Odinma-Okafor, "Characterization of Video Codecs as Autoregressive Moving Average Processes and Related Queueing System Performance", in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Bd. 9, Nr. 3, April 1991 wird gezeigt, dass es für den von einem Video-Codierer-Decodierer (CoderDecoder, CoDec) ausgehenden Datenverkehr bereits gute Modelle gibt. Daher könnte der von diesem Artikel vorgeschlagene grundlegende Vorhersagemechanismus leicht auf eine Leitung angewendet werden, über die diese Art von Datenverkehr läuft.
• Aus ANON: "An Interpolated Data and Speech Transmission System", ELECTRONIC ENGINEERING, Bd. 37, August 1965, Seite 545, XP002090317, ist ein Verfahren bekannt, das die Stummphasen in einem Telefongespräch dazu verwendet, codierte Informationen zu senden, ohne dass die Teilnehmer dies bemerken. Die Informationen könnten eine telegrafische Mitteilung oder digitale Informationen zur Datenverarbeitung sein. Um die zukünftigen Sprech-/Stummphasen überwachen und darauf reagieren zu können, wird die ankommende Sprache mittels einer Magnettrommel um bis zu 0,2 Sekunden verzögert, während gleichzeitig von Zeitgeberschaltkreisen Zeitimpulse erzeugt werden, die gleiche Mengeneinheiten der Sprache markieren. Gleichzeitig kann der verzögerte Impuls dazu genutzt werden, Daten in die Leitung einzuspeisen, falls die Stummphase länger als das ausgewählte Minimum dauern sollte.
• JULIO SEGUEL, YOSHIAKI TANAKA, MINORU AKIYAMA: "Voice-Data Hybrid Transmission System in 64 kbit/sec Digital Lines", TRANSACTIONS OF THE IECE OF JAPAN, Bd. E-68, Nr. 1, Januar 1985, S. 22-28, XP002090316, beschreibt eine Vorrichtung zum Übertragen von Sprache und Daten, die man durch Verwendung von Digitalleitungen mit einer Übertragungskapazität von 64 Kbit/s erhalten kann. Anstatt getrennte Übertragungsvorrichtungen zur Sprach- bzw. Datenübertragung zu verwenden oder die digitale Übertragungsgeschwindigkeit zu steigern, wird die Stummphase zur Datenübertragung genutzt, sobald eine Sprechpause entdeckt wird, und die Leitung während lebhaften Sprechens für die Datenübertragung gesperrt. Es werden zwei Modelle des gemischten Übertragungssystems gezeigt. Das erste Modell, bei dem die Daten blockweise in unregelmäßigen Abständen eintreffen, eignet sich zur Beschreibung eines interaktiven Prozesses. Das zweite Modell, bei dem die Daten kontinuierlich eintreffen, beschreibt Dateiübertragungen, Telefaxübertragungen usw. Die erforderlichen Puffer, die Unterbrechungswahrscheinlichkeiten, die Datenverzögerung sowie andere Faktoren der beiden Modelle werden berechnet.
• In der Patentanmeldung US-A-5 121 385 (TOMINAGA SYOJI ET AL.) vom 9. Juni 1992 wird ein Multiplexsystem beschrieben, bei dem die Länge der Sprechphase/Stummphase eines Sprachsignals ermittelt wird. Während einer Phase fehlender Schallsignale im Sprachsignal werden in ein Zeitintervall des Gesprächs Datenpakete eingefügt. Ein Zeitintervall wird auch den nicht sprachrelevanten Daten zugewiesen, was eine schnelle Reaktion der Übertragung erfordert, so dass die nicht sprachrelevanten Daten im Wechsel mit dem Sprachsignal übertragen werden. Das Fehlen von nicht sprachrelevanten Daten wird nachgewiesen, wenn keine nicht sprachrelevanten Daten vorliegen; dann werden die Datenpakete zur Übertragung in ein Zeitintervall der nicht sprachrelevanten Daten eingefügt.
• STERN, H. P.: "DESIGN ISSUES RELEVANT TO DEVELOPING AN INTEGRATED VOICE/DATA MOBILE RADIO SYSTEM", in IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, Bd. 39, Nr. 4, 1. November 1990, S. 281-288, XP000173251, lehrt, dass der Schlüssel für das Kombinieren von Sprache und Daten in einem gemeinsamen Kanal in der Überlegung besteht, dass Sprache als kurze Impulse von Stimmenergie (Sprechphasen) dargestellt werden kann, welche von Pausen gefolgt werden, die keine Stimmenergie enthalten (Stummphasen). Kurze Stummphasen treten zwischen Silben und Wörtern, längere Stummphasen zwischen Satzteilen und Sätzen auf. Das Zusammenfügen von Sprache und Daten wird dadurch erreicht, dass die Daten in die für die Sprache charakteristischen Stummphasen eingeschoben werden. Eine wichtige Forderung besteht darin, die Verzögerung bei der Übertragung der Sprechphasen kurz und möglichst schwankungsfrei zu halten. Daher muss den Sprechphasen in den Rundfunkkanälen Vorrang eingeräumt werden. Da die meisten Stummphasen kürzer als die zu übertragenden Dateneinheiten sind, wird der Vorrang regelmäßig dann eintreten, wenn die Kapazitätsgrenze der Sprachübertragung des Systems erreicht wird. Um dem Problem des Datenvorrangs zu begegnen, wird vorgeschlagen, ein System zu verwenden, das als sprachorientierte Datenpaket-Blockvermittlung (packetized data, voice dedicated, PDVD) bezeichnet wird. Bei der PDVD- Blockvermittlung wird die digitalisierte Sprache in Pakete unterschiedlicher Länge aufgeteilt, während die Daten in kleine Pakete konstanter Größe aufgeteilt werden. Die Datenpakete werden hinreichend klein gestaltet, damit sie in die Stummphasen passen, wobei allerdings während einer Stummphase normalerweise mehrere Pakete übertragen werden können. Zwar müssen die aufgeteilten Nachrichten anschließend wieder zusammen gefügt werden, da aber die Verzögerungszeit und deren Schwankungsbreite für die Daten unkritisch sind, kann eine einfache Nummerierung der Reihenfolge angewendet werden.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Datenpaketen in Lücken zwischen den Datenübertragungen auf Leitungen in einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium zur Verfügung zu stellen, die eine minimale Verzerrung und Verzögerung der Leitungsvermittlungseigenschaften aufweisen.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, die in den Ansprüchen 1 und 5 beschrieben werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben und in der folgenden Beschreibung dargelegt.
• Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, das die Lücke vorhersagt, die zwischen 1 leitungsvermittelten Frames existiert, und anhand dieser vorhergesagten Lücke wird festgelegt, ob ein Frame mit Datenpaketen in eine Lücke zwischen leitungsvermittelten Frames eingefügt werden soll.
• Der Einfügepuffer gewährleistet ein verlustfreies Einfügen selbst dann, wenn das Vorhersagen der Lücke fehlerhaft war. Ferner gleicht die vorliegende Erfindung Verzerrungen aus, die durch Vorhersagen einer zu kleinen Lücke verursacht werden, indem sie die Übertragung eines leitungsvermittelten Frames so lange zurückstellt, bis die Übertragung eines eingefügten paketvermittelten Frames abgeschlossen ist.
• Deshalb bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum wechselweisen Übertragen von Datenpaketen und leitungsvermittelten Datenframes. Durch diese Erfindung werden Lücken zwischen übertragenen leitungsvermittelten Datenframes überwacht und die Länge dieser Lücken gemessen. Dann wird anhand der gemessenen Länge der vorangegangenen Lücken die Länge nachfolgender Lücken vorhergesagt. Ein Paketframe wird übertragen, wenn die vorhergesagte Lücke größer als das zu übertragende Paket ist.
• Insbesondere werden bei einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung die leitungsvermittelten Daten in einem Einfügepuffer gespeichert, wenn ein eingefügter Datenframe während des Eintreffens leitungsvermitteiter Daten noch nicht vollständig übertragen worden ist, und nach der abgeschlossenen Übertragung des eingefügten Datenpaketframes übertragen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 stellt schematisch das von der vorliegenden Erfindung verwendete Einfügeverfahren dar.
• Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Logikschaltung zum Vorhersagen von Lücken.
• Fig. 3A und 3B stellen die Übertragungslücken leitungsvermitteiter Daten bei starkem und schwachem Datenverkehr grafisch dar.
• Fig. 4 stellt grafisch eine verbesserte Version der Logikschaltung zum Vorhersagen von Lücken in Fig. 2 dar. Diese verbesserte Version enthält einen zusätzlichen Summierer.
• Fig. 5 stellt die Struktur der Logikschaltung zur Portsteuerung grafisch dar.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART
• In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 wird eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es wird ein ankommender Datenstrom 10 gezeigt, der von einer Logikschaltung 12 zur Erkennung der Begrenzer des Beginns und des Endes der leitungsvermittelten Frames überwacht wird. Die Erkennungslogikschaltung 12 sendet nach Erkennen eines Begrenzers für den Beginn und das Ende eines Frames ein Signal EOF 13 (end of frame, Ende des Frames) oder SOF 14 (start of frame, Beginn des Frames) an die Logikschaltung 15 für die Lückenvorhersage. Die Logikschaltung für die Lückenvorhersage, die in Fig. 2 detailliert gezeigt wird, wird zum Messen der Lücken bei der Übertragung von leitungsvermittelten Datenframes sowie zum Vorhersagen der Länge einer künftigen Lücke zwischen diesen leitungsvermittelten Datenframes verwendet. Die vorhergesagte Lückengröße wird über Leitung 16 von der Logikschaltung für die Lückenvorhersage an die Logikschaltung 18 für die Portsteuerung gesendet, die festlegt, ob Datenpakete zwischen die leitungsvermittelten Frames des eintreffenden Datenstroms 10 eingefügt werden sollen. Wenn die vorhergesagte Lücke größer als der zu übertragende Datenpaketframe ist, werden die Datenpakete zwischen die Frames der leitungsvermittelten Daten eingefügt. Wenn ein leitungsvermitteiter Frame eintrifft, bevor die. Übertragung des Datenpaketframes abgeschlossen wurde, wird der leitungsvermittelte Frame so lange im Einfügepuffer 5 gespeichert, bis der Datenpaketframe vollständig übertragen worden ist. Die Logikschaltung 18 für die Portsteuerung wird den Wechsel zwischen den leitungsvermittelten Frames und den Datenpaketframes veranlassen, indem sie über die ausgewählten Leitungen 31 und 33 die Multiplexer 27 und 29 steuert.
• Die Logikschaltung für die Anschlusssteuerung weist auch Leitungen 28 für die Schreib-/Lese-Freigabe und zum Adressieren des Paketspeichers 20 auf. Die Leitungen 26 werden für eine E/A- Freigabe (Input/Output, I/O) für den Einfügepuffer 5 benutzt.
• Die Logikschaltung 15 für die Lückenvorhersage wird in Fig. 2 im Einzelnen gezeigt. Nach Ermittlung eines Begrenzers für das Ende des Frames (EOF) im ankommenden Datenstrom 10 durch die Ermittlungslogikschaltung 12 gemäß Fig. 1 und 2 sendet die Ermittlungslogikschaltung 12 ein Signal EOF an den Setzeingang von Flipflop 201, dessen Ausgang durch die UND-Funktion des Gatters 205 mit dem Taktsignal 202 verknüpft wird, dessen Ausgang wiederum zum Steuern des Zählers 210 verwendet wird; siehe Fig. 2. Das Signal EOF dient auch dazu, den Zähler auf 0 zurückzusetzen. Nach Ermittlung eines Begrenzers für den Beginn eines Frames im ankommenden Datenstrom sendet die Ermittlungslogikschaltung 12 ein Signal SOF, welches dazu verwendet wird, den Flipflop 201 zurückzusetzen und dadurch das Taktsignal 202 zu sperren. Wenn das Taktsignal nicht mehr am Ausgang des UND-Gatters 205 anliegt, zählt der Zähler 210 nicht weiter. Auf diese Weise misst der Zähler die Zahl der Taktzyklen GN zwischen dem Ende eines vorangegangenen leitungsvermittelten Frames und dem Beginn des nächsten leitungsvermittelten Frames. Die Lückengröße GN wird dann durch den Addierer 212 zum aktuellen Wert (Ln - αDn) im Summierer 215 unten hinzugefügt. Die am Ausgang des Addierers bereitgestellte Summe (LN+1) wird dann nach Ermittlung eines nachfolgenden Signals EOF aus der Ermittlungslogikschaltung 12 in einem Register 216 gespeichert. Der Wert im Register 216 stellt nun die vorhergesagte Lückenlänge dar, die der Logikschaltung 18 für die Portsteuerung mitgeteilt wird. Diese vorhergesagte Lückenlänge ist auch der Wert, der im Summierer 215 gespeichert wird. Der Summierer 215 weist auch einen programmierbaren Zähler 218 auf, der den im Summierer gespeicherten Wert mit einer bestimmten Taktrate verringert. Der in diesem programmierbaren Zähler enthaltene Wert wird bei jedem Taktzyklus um Eins erhöht, und ein Dekrementsignal wird an den Summierer 215 gesendet, wenn der Wert im programmierbaren Zähler den im Auf-/Abwärtszähler 219 enthaltenen Wert erreicht. Der Wert α im Zähler 219 wird zuvor gesetzt und zusammen mit einem standardmäßigen Alterungsfaktor α&sub0; geladen, wenn eine Leitung erstmalig eingerichtet wird. Dieser letztere Wert im Zähler 219 wird auch im Ergebnis eines Vergleichs zwischen GN und LN+1 durch die Vergleicherschaltung 230 abgewandelt. Wenn die vorhergesagte Lückenlänge LN+1 größer als die aktuelle vorangegangene Lückenlänge GN ist, dann wird die Geschwindigkeit erhöht, mit der der Summierer abwärts zählt. Wenn die vorhergesagte Lückenlänge kleiner als die aktuelle vorangegangene Lückenlänge ist, wird desgleichen die Vergleicherschaltung 230 die Zähler dazu veranlassen, die Geschwindigkeit zu verringern, mit der der Summierer abwärts zählt. Die Vergleicherschaltung 230 wird durch das Signal SOF aktiviert, welches das Ende der Lücke anzeigt. Ein Verzögerungselement 211 wird dazu verwendet, das Rücksetzsignal des Zählers 210 zurückzuhalten, so dass keine Konkurrenzsituation besteht, wenn der Addierer 212 den Wert im Zähler 210 zum Wert im Zähler 215 addiert und das Ergebnis LN+1 im Register 216 speichert. Zusammenfassend kann man sagen, dass dieses einfache Verfahren eine Näherung eines adaptiven unbegrenzten Impulsreaktionsfilters (infinite impulse response, IIR) implementiert, bei dem die Länge der nächsten Lücke Ln+1 ausgehend von der durch den Lückenzeitgeber angezeigten aktuellen Lücke Gn sowie der vorangegangenen Vorhersage Ln vorhergesagt wird, welche durch den Summierer
• Ln+1 = Gn + (Ln - αDn)
• angezeigt wird, wobei α ein adaptiver Alterungsfaktor ist, der die Abwärts zählgeschwindigkeit des Summierer bestimmt, während Dn gleich der Länge des aktuellen Datenframes zuzüglich der vorangegangenen Lücken ist; siehe die folgenden Ausführungen und Fig. 3. Der Alterungsfaktor α wird als Standardwert vorgeladen, bevor der Prozess der Lückenvorhersage beginnt. Dieser Standardalterungsfaktor α&sub0; wird so vorausberechnet, dass der Vorhersagefehler für eine Gesamtheit von Datenverkehrsmustern minimal wird. Nach dem Laden des Alterungsfaktors α wird dieser dynamisch angepasst und kann je nach dem Vorzeichen des Vorhersagefehlers erhöht oder erniedrigt werden.
• Der Vorhersagewert Ln+1 wird dazu verwendet, festzustellen, ob ein Paketframe in den leitungsvermittelten Datenverkehr eingefügt werden kann. Wenn auf einer Leitung starker Datenverkehr herrscht, bleibt Ln+1 klein, und kein Paketframe darf sich in die Leitung einschleichen. Da das Einrichten einer neuen Leitung zum Übertragen eines Pakets stets mit einem festen Aufwand verbunden ist, muss die vorhergesagte Lückenlänge größer als ein Schwellenwert sein, bevor ein Paket zum Einfügen zugelassen wird. Nach dem Einfügen eines Paketframes ist die Lücke zwischen den leitungsvermittelten Frames verkürzt und kann in manchen Fällen auch negativ sein. Das heißt, der nächste leitungsvermittelte Frame trifft vor dem Ende des aktuellen Paketframes ein. Ein negatives Ln wird die Logikschaltung für die Anschlusssteuerung hindern, weitere Paketframes in die Leitung einzuschleusen. Dieses Verfahren trägt auch zur Regelung des gemischten Datenverkehrs und zum Erreichen der Kontrolle über den Datenfluss bei. Außerdem erschweren lange Frameblöcke in einer Leitung das Einfügen eines Paketframes, da es wahrscheinlicher ist, dass Ln+1 durch Alterung unter den Schwellenwert gefallen ist, bis die nächste Lücke auftaucht.
• Fig. 3 stellt schematisch das Verfahren zur Lückenvorhersage bei starkem und bei schwachem Datenverkehr dar. In Fig. 3(a) startet der Wert des Summierers 215 in Fig. 2 mit Null (L&sub1;). Die erste Lücke (G&sub1;) weist einen durch den Zähler 210 in Fig. 2 generierten Wert 20 auf, und das Datenpaket besitzt eine Länge von 60. Unter der Annahme, dass die Abwärtszählgeschwindigkeit ein Fünftel der Taktgeschwindigkeit betrage, ist der Wert im Summierer 215 bis zum Ende des Datenpakets auf -16 oder (L&sub1; - 0,2D&sub1;) gesunken. Somit ist die vorhergesagte Lückenlänge bei L&sub2;, dem zweiten Vorhersagezeitpunkt, gleich 4 oder (G&sub1; + (L&sub1; - 0,2D&sub1;)). Die Vorhersagewerte für die Lücken von 0, 4 und 2 werden in Fig. 3A und die vorhergesagten Lückenwerte von 0, 12, 24 und 25 in Fig. 3B gezeigt. Nimmt man die Größe der Pakete im Paketspeicher für 3A zu 2, 3 und 4 an, dann wird keines der Pakete während der ersten Lücke eingefügt, da alle Pakete größer als der Vorhersagewert sind. Das Paket mit der Größe 4 wird in die zweite Lücke und das Paket mit der Größe 2 in die dritte Lücke eingefügt.
• Die Berechnung von Li verläuft wie folgt: L&sub1; ist gleich Null. G&sub1; ist gleich 20 und L&sub2; ist gleich 20 - 0,2 · (20 + 20) = 12. L&sub3; ist gleich 20 + 12 - 0,2 · (20 + 20) = 24. L&sub4; ist gleich 10 + 24 - 0,2 · (10 + 36) = 25. Man beachte, dass 0,2 · (10 + 36) auf 9 abgerundet wurde.
• Alle anderen in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigten Vorhersagewerte wurden nach derselben Prozedur erhalten.
• Das in Fig. 2 beschriebene Verfahren kann erheblich verbessert werden, indem zusätzlich zu dem ersten Summierer 215 ein zweiter Summierer 463 verwendet wird; siehe Fig. 4. Die Alterungsgeschwindigkeit des Summierers wird durch den Auf- /Abwärtszähler 453 und den programmierbaren Zähler 452 gesteuert. In diesem Fall wird nach jedem Ende eines Frames der Wert der aktuellen Lücke Gn zu den beiden vorangegangenen Vorhersagewerten Ln (vom Addierer 212) und Ln-1 (Addierer 460) addiert, um so den nächsten (im Register 463 gespeicherten) Vorhersagewert zu erzeugen. Die vorhergesagte Lückenlänge ist dann gleich:
• Ln-1 = Gn + (Ln - α&sub1;Dn) + (Ln-1 - α&sub2;Dn)
• Man beachte, dass die vorangegangenen Vorhersagewerte mit den unterschiedlichen Geschwindigkeiten α&sub1; (ermittelt durch den Zähler 219 und den programmierbaren Zähler 218) und α&sub2; (ermittelt durch den Zähler 453 und den programmierbaren Zähler 452) altern. Die detaillierte Wirkungsweise jeder Zählergruppe ist dieselbe, wie sie bereits für den Zähl er 218 und den programmierbaren Zähler 219 beschrieben wurde. Der im Register 463 gespeicherte Vorhersagewert wird bei jedem Beginn eines Frames durch die Vergleicherschaltung 470 mit der realen Lückengröße (vom Lückenzeitgeber 210 erzeugt) verglichen. Das Ergebnis wird dann dazu benutzt, um die Zähler 219 und 453 anzupassen. Durch diese Anpassung kann im Prinzip das Verhalten des Datenverkehrs besser erfasst und eine genauere Vorhersage bewirkt werden. Wie oben bereits beschrieben, wird auch hier das Vorhersageergebnis mit der Lückenlänge zu Beginn des Frames verglichen und der Vorhersagefehler zum Anpassen der Alterungsfaktoren verwendet.
• Die Verfahren von Fig. 2 und Fig. 4 erlauben üblicherweise eine vollständige Ausnutzung der Lücke (Stummphase) während eines leitungsvermitttelten Datenstroms. Es wird jedoch nicht in der Lage sein, die erste Lücke nach einer langen aktiven Periode oder abwechselnden langen Sprech- und langen Stummphasen zu nutzen. Um diese potentielle Gefahr zu umgehen, kann eine Kombination von festem Schwellenwert und Vorhersageverfahren angewendet werden. Das Vorhersageverfahren mit dem festen Schwellenwert liefert einen Zeitgeber, der am Ende jedes Frames ausgelöst wird, wenn er die abgelaufene Zeit der Stummphase zu zählen beginnt. Es wird ein Paket aus dem Puffer ausgewählt, das in den leitungsvermittelten Datenstrom eingefügt werden soll, sobald der Zeitgeber einen bestimmten Schwellenwert erreicht hat. Zwischenzeitlich wird der leitungsvermittelte Datenverkehr in den Einfügepuffer umgeleitet, während das Paket eingefügt wird. Obgleich dieses Lückenvorhersageverfahren für das Einfügen von Paketen in größere Lücken ausreicht, leidet es unter dem Nachteil, dass eine Lücke nicht genutzt wird, bevor sie verstrichen ist. Beim kombinierten Verfahren wird die erste lange Lücke nach einem langen Sprachblock verstreichen, während jede nachfolgende kürzere Lücke durch das Vorhersageverfahren vorhergesagt wird.
• Die Logikschaltung 18 für die Anschlusssteuerung wird in Fig. 5 beschrieben. Wenn bei 520 ein Datenpaket eintrifft, wird ein Pufferanforderungssignal zusammen mit der benötigten Puffergröße an die Pufferverwaltung 510 gesendet. Das Puffer verwaltungsmodul 510 soll das Paket in den Paketspeicher 20 ablegen und sowohl Speicherplatz als auch Speicherumfang im Paketspeicher registrieren. Wenn die von der Logikschaltung 15 für die Lückenvorhersage vorhergesagte Lücke größer als das kleinste im Paketspeicher vorliegende Paket ist, sendet die Vergleicherschaltung 500 ein Signal an die Leitung 33, um den Selektor 29 (siehe Fig. 1) anzusteuern, damit der Datenstrom aus dem Paketspeicher zur Ausgabe ausgewählt werden kann. Die Vergleicherschaltung sendet auch ein Signal zum Aktivieren des Einfügepuffers an Leitung 26, damit der ankommende leitungsvermittelte Datenstrom 10 in den Einfügepuffer umgeleitet wird. Dasselbe Signal wird auch an die Pufferverwaltung 510 gesendet, so dass ein Paket geeigneter Größe ausgewählt werden kann, um es in den leitungsvermittelten Datenstrom einzuordnen. Jedes Mal, wenn ein Paket eingeordnet wird, werden die leitungsvermittelten Daten in den Einfügepuffer umgeleitet, wenn die Vorhersage nicht genau war, so dass keine Datenverluste entstehen. Der Einfügepuffer allerdings muss mindestens so groß wie das eingefügte Paket sein. Am Ende jeder Paketeinfügung wird der Einfügepuffer darauf geprüft (Leitung 35), ob der Einfügepuffer leer ist. Wenn der Einfügepuffer leer ist, wird der Leitungseingang in 27 als Ausgang ausgewählt, während der Einfügepuffer als Ausgang ausgewählt wird, wenn der Einfügepuffer nicht leer ist. Wenn der Einfügepuffer nicht leer ist, wird der Vorgang der Paketeinordnung unterbrochen. Dieses Schema gewährleistet eine verlustfreie Einfügung, weil das Einfügen eines Pakets nur dann gestattet wird, wenn der Einfügepuffer größer als das eingefügte Paket ist. Die oben beschriebenen Funktionen zur Speicherverwaltung sind in der Technik bekannt und veröffentlich von J. L. Peterson und A. Silberschatz, "Operating System Concepts", S. 143-200, 2. Auflage, Addison-Wesley, 1986.

Claims (7)

1. Verfahren zum Übertragen von Datenpaketen in Lücken (G1, G2, G3) zwischen den Übertragungen von leitungsvermittelten Daten in einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium, das folgende Schritte umfasst:

Überwachen jedes Auftretens der Lücken (G1, G2, G3), die zwischen den leitungsvermittelten Daten (DATA) auftreten, welche in dem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium übertragen werden, und

Übertragen eines nächsten Datenpaketframes,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verfahren ferner die Schritte des Messens der Länge der Lücken (G1, G2, G3) und des Vorhersagens einer Länge einer nächsten auf die gemessenen Lücken (G1, G2, G3) folgenden Lücke in den leitungsvermittelten Daten auf der Basis der Längen der gemessenen Lücken (G1, G2, G3) umfasst und

der Schritt des Übertragens eines nächsten Datenpaketframes ausgeführt wird, wenn die vorhergesagte Länge der nächsten Lücke größer als die Länge des Datenpaket frames ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Länge einer ersten Lücke (G1, G2, G3) mit einem Schwellenwert verglichen wird und ein Frame in der ersten Lücke übertragen wird, wenn die Länge der ersten Lücke den Schwellenwert übersteigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte des Erkennens des Eintreffens von leitungsvermittelten Daten vor dem Beenden der Übertragung des Datenpaket frames, des Speicherns der eintreffenden leitungsvermittelten Daten in einem Puffer, des Übertragens der gespeicherten leitungsvermittelten Daten nach Beenden der Übertragung des Datenpaketframes und des Wiederholens des obigen Vorgangs mit nachfolgenden Datenpaketframes umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner die folgenden Schritte des Vergleichens der Länge einer ersten Lücke (G1, G2, G3) mit einem Schwellenwert und des Übertragens eines Frames in der ersten Lücke umfasst, wenn die Länge der ersten Lücke den Schwellenwert übersteigt.

5. Vorrichtung für das Übertragen von Datenpaketen in Lücken (G1, G2, G3) zwischen den Übertragungen von leitungsvermittelten Daten in einem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:

Mittel (12) zum Überwachen jedes Auftretens der Lücken (G1, G2, G3), die zwischen den in dem gemeinsam genutzten Übertragungsmedium übertragenen leitungsvermittelten Daten auftreten, und

Mittel (20, 29) zum Übertragen eines nächsten Datenpaketframes,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Vorrichtung ferner Mittel (210) zum Messen der Länge der Lücken (G1, G2, G3) und Mittel (15) zum Vorhersagen einer Länge einer auf die gemessenen Lücken (G1, G2, G3) folgenden nächsten Lücke in den Leitungsvermittelten Daten auf der Basis der Längen der gemessenen Lücken (G1, G2, G3) umfasst und,

die Mittel (20, 29) zum Übertragen eines nächsten Datenpaketframes so konfiguriert sind, dass ein nächster Datenpaketframe übertragen wird, wenn die vorhergesagte Länge der nächsten Lücke größer als eine Länge des Datenpaketframes ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner Mittel (230) zum Vergleichen einer Länge einer ersten Lücke (G1, G2, G3) mit einem Schwellenwert und Mittel zum Übertragen eines Frames in der ersten Lücke umfasst, wenn die Länge der ersten Lücke den Schwellenwert übersteigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner Mittel (18) zum Erkennen des Eintreffens leitungsvermitteiter Daten vor Beenden der Übertragung des Datenpaketframes, Mittel zum Speichern der eintreffenden leitungsvermittelten Daten in einem Puffer (5) und Mittel (27) zum Übertragen der gespeicherten leitungsvermittelten Daten nach dem Beenden der Übertragung des Datenpaketframes umfasst.