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Die vorlegende Erfindung bezieht sich auf eine
Paketiereranordnung mit mindestens einer
Paketierervorrichtung zum Erzeugen von Paketen jeweiliger
einzelner Paketstrome aus entsprechenden jeweiligen einzelnen
Datenströmen, die gemultiplext sind und Teil eines
ankommenden Datenstroms bilden, wobei jedes der Pakete einen
Satz nachfolgender Datenabschnitte eines entsprechenden
jeweiligen einzelnen Datenstroms aufweist.
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Eine derartige Paketiereranordnung ist bereits in der Technik
beispielsweise aus dem Artikel "Application of the multipath
self-routing switch in a combined STM/ATM cross-connect
system" von B. Pauwels u. a., International Switching
Symposium, Oktober 1992, Yokohama, Band 1, Seiten 324-328
bekannt. Darin wird ein ankommender Datenstrom durch ein SDH-
Signal (Synchronous Digital Hierarchy signal) gemäß einem
STM-N-Rahmen (Synchronous Transport Module-N frame) gebildet,
wobei virtuelle Container-n (VC-n) abgebildet werden, wobei
die einzelnen Datenströme in diese VC-n abgebildet werden.
Die Paketstrome werden an einen Paketschalter angelegt, und
alle Datenabschnitte eines gleichen einzelnen Datenstroms,
d. h. alle Pakete eines gleichen Paketstroms, werden auf einen
gleichen Ausgang dieses Paketschalters geschaltet. Dieser
Paketschalter ist ein sogenannter selbststeuernder
Mehrwegschalter (MPSR = multipath self-routing switch), wobei
die von unterschiedlichen Paketen eines gleichen Paketstroms
gefolgten Pfade unterschiedlich sein können (Mehrweg), und
wobei
ein Paket von einem Eingang zu einem Ausgang des
Paketschalters auf der Grundlage eines in diesem Paket
enthaltenen selbststeuernden Etiketts geleitet wird. Um die
einzelnen Datenströme oder VC-n von Eingängen zu Ausgängen
des Paketschalters zu schalten, werden die VC-n in
Mehrschlitzzellen (MSC = multi slot cells) paketiert, die die
Pakete des Paketstroms bilden. Jedes Paket umfasst einen
ersten Schlitz mit einem selbststeuernden Etikett, das
angibt, zu welchem Paketschalterausgang das Paket zu schalten
ist, und weitere Schlitze, die eine Anzahl von
aufeinanderfolgenden Bytes umfassen, die zu einem einzelnen
Datenstrom gehören, wobei diese Bytes den Satz nachfolgender
Datenabschnitte bilden.
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Auf Grund der Art und Weise, mit der die einzelnen
Datenströme (VC-n) in den ankommenden Datenstrom (STM-N-
Rahmen) gemultiplext werden, kann eine Mehrzahl von Paketen
zum Weiterleiten an den Paketschalter fast zur gleichen Zeit,
d. h. mit Intervallen von nur einem Byte, fertig werden.
Dadurch können, wenn die Anzahl von in den ankommenden
Datenstrom gemultiplexten einzelnen Datenströmen die Anzahl
von Paketen überschreitet, die gleichzeitig an den
Paketschalter weitergeleitet werden können, nicht alle Pakete
an den Paketschalter zu dem Zeitpunkt weitergeleitet werden,
wenn sie fertig werden, so dass daher einige von ihnen in
einem Eingangspuffer gepuffert werden müssen. Dadurch werden
diese Pakete einer zusätzlichen Verzögerung unterworfen, die
höchstens ungefähr gleich der Paketierungsverzögerung ist.
Angesichts der Tatsache, dass die maximale Bitrate für Daten
der einzelnen Datenströme, die von einer
Paketierervorrichtung ausgegeben werden, offensichtlich
mindestens gleich der Bitrate sein muss, mit der diese Daten
in diese Paketierervorrichtung eingegeben werden, kann das
Paket tatsächlich immer zu dem Paketschalter innerhalb dieser
maximalen zusätzlichen Verzögerung weitergeleitet werden. Es
sei außerdem bemerkt, dass nachfolgende Pakete eines
Paketstroms mit Intervallen gebildet werden, die ungefähr
gleich der Paketierungsverzögerung sind, so dass die
zusätzliche Verzögerung nicht länger als die
Paketierungsverzögerung sein darf, um zu verhindern, dass die
Sequenzreihenfolge der Pakete verloren geht.
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Andererseits weist der Paketschalter eine Mehrzahl von
Eingängen auf, wobei an reden von ihnen von der
Paketiereranordnung aus einzelnen Datenströmen hergeleitete
Pakete geliefert werden. Außerdem weist der verwendete
Paketschalter die Eigenschaft auf, dass die Schaltverzögerung
zwischen irgendeinem seiner Eingänge und irgendeinem seiner
Ausgänge einer Verteilung mit scharfem Peak folgt, d. h. im
Wesentlichen eine Konstante ist. Wenn unterschiedliche
Pakete, die für einen gleichen Paketschalterausgang bestimmt
sind, gleichzeitig von der Paketiereranordnung an
unterschiedlichen Paketschaltereingänge freigegeben werden
und somit im wesentlichen gleichzeitig von dem letzteren
gleichen Ausgang empfangen werden, tritt ein Konfliktproblem
auf, d. h. die Pakete müssen an diesem Ausgang gepuffert
werden. Daher ist ein Puffer in dem Paketschalter enthalten,
der derart dimensioniert ist, um imstande zu sein, eine
derartige gleichzeitige Ankunft einer Anzahl von Paketen zu
handhaben. Sogar mit einem derartigen Puffer kann ein
Paketverlust eintreten. Wenn jedoch der ankommende Datenstrom
ein STM-Datenstrom ist, sind Verkehrsmuster der Pakete
dauerhaft, d. h. der Paketverlust findet auf einer
regelmäßigen Grundlage statt. Um dieses dauerhafte Verhalten
aufzubrechen, kann eine Randomisierung des Moments, bei dem
das Paket von der Paketiereranordnung an den Paketschalter
weitergeleitet wird, an den Eingängen eingeführt werden. Dies
kann mittels des oben erwähnten Eingangspuffers durchgeführt
werden. Die Randomisierung ist dann am wirksamsten, wenn die
eingeführte Randomisierungsverzögerung gleichmäßig zwischen
Null und der Paketisierungsverzögerung verteilt ist, d. h.
wenn der Maximalwert der obigen zusätzlichen Verzögerung so
groß wie möglich gemacht wird. Wenn man sich an die bereits
oben erwähnte Beschränkung erinnert, dass dieser Maximalwert
nicht die Paketierungsverzögerung überschreiten sollte, wird
die zusätzliche Verzögerung vorteilhafterweise gewählt, um
gleich der Paketierungsverzögerung zu se in.
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Sogar wenn der Weiterleitungsmoment der Pakete des
Paketschalters randomisiert wird, wie es oben beschrieben
ist, sind die Weiterleitungsmomente der Pakete außerdem nicht
gleichmäßig in der Zeit verteilt, d. h. die Pakete werden
immer noch in Bursts an den Paketschalter weitergeleitet, was
ein erhöhtes Paketverlustverhältnis in dem Paketschalter und
eine erhöhte Schaltverzögerung von Eingang zu Ausgang des
Paketschalters beides mit Bezug auf eine Situation
verursacht, bei der die Pakete an dem Paketschalter mit eine
gleichmäßigeren Verteilung oder konstanten Rate
weitergeleitet werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Paketiereranordnung der obigen bekannten Art bereitzustellen,
wobei jedoch der Konflikt zwischen davon ausgegebenen Pakete
vermieden wird, ohne dass eine wesentliche zusätzliche
Verzögerung eingeführt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf Grund der Tatsache
erreicht, dass jede Paketierervorrichtung
(PDPI1..PDPIM..PDPO1..PDPOM) ferner angepasst ist, um den
letzten Datenabschnitt eines ersten Pakets der
bereitgestellten einzelnen Datenströme (IDS1..IDSN) zufällig
zu wählen.
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Auf diese Art und Weise werden durch eine geeignete Wahl des
Zeitintervalls die aus dem ankommenden Datenstrom
hergeleiteten Pakete zur Ausgabe von der Paketiereranordnung
zu im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Zeitpunkten fertig.
Dadurch können die Pakete im Wesentlichen unmittelbar von der
Paketiereranordnung bei Ankunft des letzten, darin
aufzunehmenden Datenabschnitts ausgegeben werden, d. h., dass
im Wesentlichen kein Puffern der Pakete erforderlich ist.
Somit wird der Konflikt zwischen Paketen, die von der
Paketiereranordnung auszugeben sind, vermieden, ohne dass
eine wesentliche zusätzliche Verzögerung eingeführt wird.
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Die Pakete werden außerdem nicht von der Paketiereranordnung
in Bursts sondern im Wesentlichen gleichmäßig zeitverteilt
ausgegeben. Als eine Konsequenz werden die Paketverlustrate
in einem Paketschalter, an den die Paketstrome angelegt
werden, und die maximale Schaltverzögerung zwischen Eingängen
und Ausgängen desselben mit Bezug auf eine Situation
verringert, bei der die Pakete in einem Burst-ähnlichen Modus
an diesem Paketschalter weitergeleitet werden, nur
geringfügig oder nicht mit Bezug auf eine Situation erhöht,
bei der die Pakete an diesen Paketschalter mit einer
gleichmäßiger verteilten Rate weitergeleitet werden.
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Da außerdem die Wahl des letzten Datenabschnitts des ersten
Pakets eines einzelnen Datenstroms randomisiert ist,
existiert nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass an einem
Ausgang des Paketschalters ein Konfliktproblem auftritt, das
auf der Tatsache beruht, dass mehr Pakete, als gleichzeitig
ausgegeben werden können, gleichzeitig an diesem
Paketschalterausgang ankommen, wobei diese Pakete von
unterschiedlichen Paketierervorrichtungen herrühren. Es sei
bemerkt, dass diese Wahrscheinlichkeit bezogen auf eine
Situation verringert wird, bei der keine derartige
Randomisierung angewendet wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe alternativ auf Grund der
Tatsache erreicht, dass jede Paketierervorrichtung
(PDPI1..PDPIM, PDPO1..PDPOM) ferner angepasst ist, um den
Letztei Datenabschnitt eines ersten Pakets des einzelnen
bereitgestellten Paketstroms durch die an dem
Paketschalterausgang verfügbare Bandbreite, an den das
letztere erste Paket zu schalten ist, zu bestimmen.
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Da die Wahl des letzten Datenabschnitts durch die
Bandbreitenverfügbarkeit an dem Paketschalterausgang bestimm
wird, an den das Paket zu schalten ist, wird die
Wahrscheinlichkeit jedoch dadurch verringert, dass an einem
Ausgang der Paketschalter ein Konfliktproblem auftritt, was
auf der Tatsache beruht, dass mehr Pakete, als gleichzeitig
ausgegeben werden können, gleichzeitig an diesem
Paketschalterausgang ankommen, wobei diese Pakete von
unterschiedlichen Paketierervorrichtungen herrühren.
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Eine weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass die Pakete einen Datenteil mit einer
veränderlichen Länge zum Enthalten des Satzes von
nachfolgenden Datenabschnitten aufweisen.
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Somit kann der Moment, bei dem ein Paket bereit ist, an den
Paketschalter weitergeleitet zu werden, einfach durch
Modifizieren der Länge
des Datenteils gewählt werden, wodurch
der Datenabschnitt angegeben oder gewählt wird, der den
letzten in dem Paket enthaltenen Datenabschnitt bildet.
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Eine noch weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass diese Pakete jeweils einen Datenteil mit
einer vorbestimmten Länge zum Enthalten mindestens teilweise
der nachfolgenden Datenabschnitte aufweisen.
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Somit kann der Moment, an dem ein Paket bereit ist, an den
Paketschalter weitergeleitet zu werden, einfach durch Füllen
des Datenteils mit mehr oder weniger Datenabschnitten, d. h.
indem möglicherweise nicht dieser Datenteil vollständig
gefüllt wird, gewählt werden. Dadurch wird der
Datenabschnitt, der den letzten in dem Paket enthaltenen
Datenabschnitt bildet, gewählt.
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Eine noch weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass die Bitraten der einzelnen Datenströme
konstant sind, und dass für jedes der Pakete der Datenteil
mit einem vorbestimmten Datenabschnitt beginnt.
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Auf diese Art und Weise bestimmt, wenn die Datenteile von
vorbestimmter Länge der Pakete vollständig gefüllt sind, die
Wahl des vorbestimmten Datenabschnitts für ein Paket, wenn
der letzte Datenabschnitt daher ankommt, nämlich ein festes
Zeitintervall nach dem letzten vorbestimmten Datenabschnitt
Somit wird durch geeignetes Wählen der vorbestimmten
Datenabschnitte gewährleistet, dass die letzteren
Datenabschnitte ankommen, wenn keine anderen Pakete an den
Schalter weitergeleitet werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird jedes Paket einer vorbestimmten Verzögerung unterworfen,
wenn es von dem Paketschaltereingang zu dem
Paketschalterausgang geschaltet wird, und dass vor dem
Schalten des ersten Pakets eine Takt-Nachricht von dem
Ausgang, an den es zu schalten ist, an den Eingang, an dem es
bereitgestellt wird, übertragen wird, wobei diese Takt-
Nachricht die an dem letzteren Ausgang verfügbare Bandbreite
durch angeben Zeitpunkte, an denen die Pakete durch den
letzteren Ausgang empfangen werden, und die Anzahl der dann
empfangenen Pakete angibt.
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Auf diese Art und Weise kann durch Angeben der Momente, bei
denen die Pakete empfangen werden, and der Anzahl von Paketen
die dann empfangen werden, der Moment, bei dem das Paket an
den Paketschalter weitergeleitet werden sollte, um einen
Konflikt an dem Ausgang zu vermeiden, einfach durch
Subtrahieren der vorbestimmten Verzögerung von einem
optimalen Moment zum Empfangen eines Pakets an dem letzteren
Ausgang bestimmt werden, d. h., dass der letzte Datenabschnitt
somit gewählt werden kann. Es sei bemerkt, dass, wenn die
Anzahl der an jedem Moment an dem Ausgang empfangenen Pakete
zu hoch ist, ein Konflikt noch durch zufälliges Wählen dieses
Moments und dadurch des letzten Datenabschnitts minimiert
werden kann.
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Die oben erwähnte und weiteren Aufgaben and Merkmale der
Erfindung werden offensichtlicher und die Erfindung wird
selbst am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung
einer Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden, in denen zeigen:
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Fig. 1 einen Schaltknoten mit einer erfindungsgemäßen
Paketiereranordnung, die Paketierervorrichtungen PDPI1 bis
PDPIM und PDPO1 bis PDPOM aufweist; und
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Fig. 2 einen ankommenden zusammengesetzten Datenstrom CDS,
der an den Schaltknoten von Fig. 1 angelegt wird.
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Der in Fig. 1 gezeigte Schaltknoten umfasst eine
Eingangspaketiereranordnung mit Paketierervorrichtungen PDPI1
bis PDPIM, einen Paketschalter PSW mit M Eingängen I1 bis IM
und M Ausgängen O1 bis OM und eine
Ausgangspacketiereranordnung mit Paketierervorrichtungen
PDPO1 bis PDPOPM. Die Paketierervorrichtungen PDPI1 bis PDPIM
sind zwischen jeweiligen Eingängen IN1 bis INM des
Schaltknotens und jeweiligen der Eingänge I1 bis. IM des
Paketschalters PSW verbunden. Auf ähnliche Weise werden die
Paketierervorrichtungen PDPO1 bis PDPOM zwischen jeweiligen
Ausgängen O1 bis OM des Paketschalters PSW und jeweiligen
Ausgängen OUT1 bis OUTM des Schaltknotens verbunden. Alle
Verknüpfungen zwischen den verschiedenen
Paketierervorrichtungen und dem Paketschalter PSW sind
vierdrähtige bidirektionale Verknüpfungen, wohingegen alle
Eingänge und Ausgänge des Paketschalters PSW tatsächlich
durch vierpolige Eingänge/Ausgänge gebildet werden. Auf
ähnliche Weise sind alle Eingänge und Ausgänge des
Schalknotens tatsächlich Eingangs/Ausgangsanschlüsse. Die
Paketierervorrichtungen PDPI1 bis PDPIM ordnen an irgendeinen
der Eingänge IN1 bis INM angelegte Datenströme in Pakete an,
die dann über den Paketschalter PSW an einen oder mehrere der
Ausgänge desselben geschaltet werden. Die letzteren Pakete
werden dann in Ausgangsdatenströmen durch jeweilige der
Paketierervorrichtungen PDPO1 bis PDPOM depaketiert. Auf
ähnliche Weise wird ein an irgendeinen der Ausgänge OUT1 bis
OUTM des Schaltknotens angelegter Datenstrom, der nun
tatsächlich als ein Eingang arbeitet, durch die
Paketierervorrichtungen PDO1 bis PDOM in Pakete angeordnet,
wonach diese Pakete über den PSW an einen oder mehrere der
Eingänge I1 bis IM desselben geschaltet werden, die nun als
Ausgänge arbeiten. Die letzteren Pakete werden dann in einen
Datenstrom durch eine jeweilige der Paketierervorrichtungen
PDPI1 bis PDPIM depaketiert. Somit führen die
Paketierervorrichtungen PDPI1 bis PDPIM und PDPO1 bis PDPOM
jeweils Paketier- sowie auch Depaketiervorgänge durch.
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Die Paketierervorrichtung PDPI1 umfasst einen Paketierer PM,
wobei ein Dateneingang desselben den Eingang IN1 von PDPI1
bildet. Der Paketierer PM umfasst ferner vier Datenausgänge,
die jeweils mit einem jeweiligen der vier Anschlüsse des
vierpoligen Eingangs/Ausgangs I1 von PSW über einen
jeweiligen der vier Puffer BUF1 bis BUF4 gekoppelt sind, die
ebenfalls in der Paketierervorrichtung PDPI1 enthalten sind.
Schließlich umfasst die Paketierervorrichtung ein
Steuermittel OBC, das den Betrieb des Paketierers PM und der
Puffei BUF1 bis BUF4 steuert. Die Paketierervorrichtungen
PDPI2 bis PDPIM und PDPO1 bis PDPOM werden auf eine ähnliche
Weise wie PDPI1 eingebaut.
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Der Paketschalter PSW ist ein sogenannter selbststeuernder
Mehrwegschalter (MPSR switch = mulipath self-routing switch),
der z. B. in dem Artikel "Application of the multipath self-
routing switch in a combined STM/ATM cross-connect system"
von B. Pauwels u. a., International Switching Symposium,
Oktober 1992, Yokohama, Band 1, Seiten 324 bis 328
beschrieben ist. An einen Eingang eines derartigen MPSR-
Schalters angelegte Pakete sind sogenannte Mehrschlitzzellen
(MSC = multi-slot cells), die eine Anzahl von sogenannten
Schlitzen aufweisen. Jede Mehrschlitzzelle umfasst ein
selbststeuerndes Etikett, das einen oder mehrere Ausgänge O1
bis OM des Schalters, an den sie zu schalten ist, und eine
Verbindungsbezugsnummer angibt, die eine Verbindung
kennzeichnet, zu der das Paket gehört.
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Der Betrieb des Schaltknotens wird nun hier nachstehend mit
Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben.
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An jeden der Eingänge IN1 bis INM des Schaltknotens kann ein
zusammengesetzter Datenstrom, z. B. der in Fig. 2 gezeigte
zusammengesetzte Datenstrom CDS, angelegt werden. Dieser
zusammengesetzte Datenstrom CDS ist beispielsweise ein SDH-
Signal (Synchronous Digital Hierarchy signal) mit einem STM-
N-Rahmen (Synchronous Transport Module-N frame), in den
virtuelle Container VC-n abgebildet werden, d. h. der die VC-n
und die zusammengesetzten Zusatzdaten umfasst. Einzelne
Datenströme IDS1 bis IDSN und einzelne Zusatzdaten werden in
den VC-n abgebildet. Somit umfasst neben den Zusatzdaten, die
nicht gezeigt sind, der zusammengesetzte Datenstrom CDS die N
verschachtelten einzelnen Datenströme IDS1 bis IDSN, deren
Datenabschnitte jeweils durch Ziffern 1 bis N angegeben sind.
Eine derartige Abbildung der einzelnen Datenströme IDS1 bis
IDSN in die VC-n und der VC-n in den STM-N-Rahmen wird
beispielsweise in dem Buch 'Transmission networking: SONET
and tue Synchronous Digital Hierarchy', von M. Saxton u. a.,
veröffentlicht von Artech House, Boston, 1992, Abschnitte 3.4
bis 3.8 beschrieben.
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Um imstande zu sein, von dem Paketschalter PSW geschaltet zu
werden, ist der zusammengesetzte Datenstrom CDS in Pakete
angeordnet, die jeweils eine Anzahl von Schlitzen umfassen.
Außerdem gehört jeder der einzelnen Datenströme IDS1 bis IDSN
zu einer separaten Verbindung, die durch eine
Verbindungsbezugsnummer angegeben wird, d. h. Daten eines
gleichen einzelnen Datenstroms werden an einen gleichen
Ausgang geschaltet, der jedoch für unterschiedliche einzelne
Datenströme unterschiedlich sein kann. Daher umfasst jenes
Paket neben den Zusatzdaten mit dem selbststeuernden Etikett
und der Verbindungsbezugsnummer nur Datenabschnitte eines
gleichen einzelnen Datenstroms. Die Anordnung des
zusammengesetzten Datenstroms CDS sowie auch die Hinzufügung
der Zusatzdaten werden in der Paketierervorrichtung
durchgeführt, auf die der zusammengesetzte Datenstrom CDS
angelegt wird. Beispielsweise wird der an den Eingang IN1
angelegte zusammengesetzte Datenstrom CDS in der
Paketierervorrichtung PDPI1 in Pakete angeordnet, wonach
diese Pakete an den Eingang I1 des Paketschalters PSW
angelegt werden. Die von unterschiedlichen Paketen eines
gleichen Paketstroms gefolgten Pfade, d. h. die von einem
gleichen einzelnen Datenstrom hergeleitet werden, können
unterschiedlich sein, wobei jedoch die Verzögerung eines
Pakets zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Schalters
eine Verteilung mit scharfem Peak aufweist, d. h., dass ihr
Wert im Wesentlichen konstant ist.
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Bei einer ersten Ausführungsform wird der
Neuanordnungsvorgang bei dieser Paketierervorrichtung PDPI1
ohne Berücksichtigung der Last an den Ausgängen des
Paketschalters durchgeführt. Es sei angenommen, dass der
zusammengesetzte Datenstrom CDS an den Eingang IN1 angelegt
und in PDPI1 in Paketen mit einer vorbestimmten konstanten
Länge von K Bytes anzuordnen ist, und dass die einzelnen
Datenströme IDS1 bis IDSN in dem zusammengesetzten Datenstrom
CDS byteverschachtelt sind, d. h., dass die Bytes jedes der
einzelnen Datenströme IDS1 bis IDSN einmal alle N Bytes in
dem zusammengesetzten Datenstrom CDS erscheinen, wobei dann
ein Paket irgendeines der einzelnen Datenströme an einem
Paketschalter mindestens einmal alle N mal K Bytes
weitergeleitet werden sollte. Die in jedem Paket
aufzunehmenden Pakete werden so ausgewählt, dass bei Ankunft
eines letzten derartigen Bytes das Paket im Wesentlichen
direkt an den Paketschalter PSW weitergeleitet werden kann.
Wenn ein Zeitfenster (wie es in Fig. 2 gezeigt ist) von K
mal N Bytes beginnend mit einem Byte des ersten einzelnen
Datenstroms IDS1 betrachtet wird, steuert bei Ankunft des
obigen letzten Bytes OBC PDPI1, um ein erstes Paket für den
ersten einzelnen Datenstrom IDS1 an einen der Puffer BUF1 bis
BUF4 weiterzuleiten, die von OBC gesteuert werden, um ihren
Inhalt an den Paketschalter PSW weiterzuleiten. Es sec
bemerkt, dass die vierpoligen Eingänge/Ausgänge von PSW und
begleitende vierdrähtige Verbindungen und Puffer BUF1 bis
BUF4 veranlassen, dass die Datenrate zu und von dem PSW um
einen Faktor vier verringert wird. Der Betrieb bei der ersten
Ausführungsform wird jedoch hier mit Bezug auf eine Situation
mit einpoligen Eingängen/Ausgängen des PSW und begleitenden
eindrähtigen Verbindungen und einem einzigen Puffer
beschrieben. Dieses erste Paket umfasst K Bytes von IDS1,
wobei das letzte dieser das letztere erste Byte ist, und
vollständig an den Paketschalter bei Ankunft des (K + 1)-ten
Byte des Zeitfensters weitergeleitet wurde. Zu dieser Zeit
wird ein erstes Paket für den zweiten einzelnen Datenstrom
IDS2 an PSW weitergeleitet. Das in dem letzteren ersten Paket
enthaltene letzte Byte ist das x-te Byte des Zeitfensters, in
dem x = j · N + 2 ist, wobei j die größte ganze Zahl ist, für die
x noch kleiner als oder gleich K + 1 ist. Da das Weiterleiten
des letzteren ersten Pakets verschoben werden muss, bis das
erste Paket von IDS1 vollständig weitergeleitet wurde, wird
dadurch das erste Paket von IDS2, das bereits an den Puffer
durch PDPI1 bei Ankunft des x-ten Bytes weitergeleitet wurde,
wahrend K - j · N - 1 Bytes gepuffert. Wenn
-
eine ganze
Zahl ist, wird somit keine Pufferung benötigt, da in diesem
Fall g gleich
-
gewählt wird, so dass x gleich K + 1 ist.
Auf ähnliche Weise werden erste Pakete der anderen einzelnen
Datenströme IDS3 bis IDSN anschließend an den Paketschalter
PSW weitergeleitet. Beispielsweise ist das letzte, in dem
ersten Paket des einzelnen Datenstroms IDSk enthaltene Byte,
wobei k eine ganze Zahl zwischen 3 und N ist, das y-te Byte
des Zeitfensters, wobei y = j · N + k ist, wobei j die größte
ganze Zahl ist, für die y immer noch kleiner als oder gleich
(k - 1) · K + 1 ist. Das letztere erste Paket, das bereits an der
Puffer PDPI1 bei Ankunft des y-ten Bytes gesendet wurde, muss
somit für (k - 1) · K - j · N - k + 1 gepuffert werden, was
Null ist, wenn
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eine ganze Zahl ist.
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Tatsächlich wird in diesem Fall j gleich
-
gewählt, so dass y gleich (k - 1) · K + 1 und keine Pufferung
erforderlich ist. Wenn somit
-
eine ganze Zahl ist, ist
keine Pufferung erforderlich. Es sei bemerkt, dass, wenn
-
keine ganze Zahl ist, eine minimale Pufferung auf die
obige Art und Weise erhalten wird. Außerdem ist es
offensichtlich, dass die ersten Pakete, die aus dem
zusammengesetzten Datenstrom CDS hergeleitet werden, wenn sie
zuerst an den Schaltknoten angelegt werden, weniger
Datenabschnitte umfassen. Somit werden in dem Fall, dass
Pakete konstanter Länge verwendet werden, wie es oben
beschrieben ist, diese ersten Pakete nicht vollständig mit
Datenabschnitten gefüllt. Andererseits konnten Pakete
variabler Länge verwendet werden, wobei in diesem Fall die
ersten Pakete eine kürzere Länge als nachfolgende aufweisen.
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Eine weitere Ausführungsform, bei der Lastbeschränkungen an
Ausgängen berücksichtigt werden, wird nun hier nachstehend
ausführlich beschrieben.
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Wenn ein zusammengesetzter Datenstrom, z. B. der in Fig. 2
gezeigte zusammengesetzte Datenstrom CDS, an den Eingang IN1
des Schaltknotens angelegt wird, wird er in Paketen
angeordnet, die aus einer Anzahl a Schlitzen besteht, wobei
diese Pakete dann über den Paketschalter PSW an ein oder
mehrere der Ausgänge desselben geschaltet werden. In diesem
Fall muss eine Verbindung für jeden der einzelnen Datenströme
IDS1 bis IDSN von CDS eingerichtet werden, d. h. es müssen
Zeiten berechnet werden, zu denen aus den verschiedenen
einzelnen Datenströmen IDS1 bis IDSN hergeleitete Pakete an
den Paketschalter PSW angelegt werden können, um weder einen
Konflikt an der Eingangspaketiereranordnung noch an der
Ausgangspaketiereranordnung zu verursachen. Auf ähnliche
Weise muss, wenn ein neuer einzelner Datenstrom in dem
zusammengesetzten Datenstrom CDS enthalten ist, eine neue
Verbindung für diesen neuen einzelnen Datenstrom eingerichtet
werden.
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Für jeden neuen einzelnen Datenstrom, für die eine neue
Verbindung, beispielsweise eine neue Verbindung für einen
neuen einzelnen Datenstrom IDS1 zwischen dem Eingang IN1 und
dem Ausgang OUT2 des Schaltknotens, einzurichten ist, wird
der folgende Algorithmus durchgeführt.
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Zuerst wird eine Nachricht von dem Steuermittel OBC von der
Paketierervorrichtung PDPI1, die nachfolgend als
Ursprungssteuermittel OBCo bezeichnet wird, an das
Steuermittel der Paketierervorrichtung PDPO2, die nachstehend
als Zielsteuermittel OBCd bezeichnet wird, gesendet. Diese
Nachricht teilt OBCd die Zeitpunkte mit, bei denen Pakete
bereits von PDPI1 übertragen werden. Dann wird bei OBCd ein
neuer Zeitpunkt zum Übertragen von aus dem neuen einzelnen
Datenstrom IDS1 hergeleiteten Paketen gemäß einem
Rücksetztaktalgorithmus berechnet, der später beschrieben
wird. Dieser neue Zeitpunkt wird als ein Zeitwert TSTPVAL mit
Bezug auf einen periodisch wiederkehrenden Zeitbezug mit
Periode TSTPR ausgedrückt. Somit bezieht sich der neue
Zeitpunkt tatsächlich auf einen Zeitpunkt, der periodisch mit
der Periode TSTPR erneut auftritt, und der nachfolgend als
ein Rücksatzzeitpunkt bezeichnet wird. OBCd speichert dann
diesen neuen Zeitpunkt TSTPVAL in einem nicht gezeigten
Speicher von OBCd und sendet eine Nachricht an OBCo, die
TSTPVAL dafür mitteilt, wonach der neue Zeitpunkt TSTPVAL in
einem nicht gezeigten Speicher von OBCo gespeichert wird. Es
sei bemerkt, dass, da alle Pakete einer Verzögerung mit
Wesentlichen konstanten Wert zwischen Eingängen und Ausgängen
des Paketschalters PSW unterworfen werden, eine feste
Zeitbeziehung zwischen PDPI1 und PDPO2 existiert, d. h., dass
ein von PDPI1 an PSW gesendetes Paket zu einem festen
Zeitpunkt später, nämlich mit der Verzögerung mit konstantem
Wert bei PDPO2 ankommt. Außerdem ist der zusammengesetzte
Datenstrom CDS ein SDH-Strom mit einer festen Bitrate, so
dass die daraus hergeleitete Zeitbeziehung zwischen
nachfolgenden Paketen ebenfalls im wesentlichen, jedoch auf
Grund von Zusatzbytes in dem STM-1-Rahmen, so genannter
Zeigerdekremente oder Zeigerinkremente, einer
Frequenzverschiebung zwischen der Datenrate des
zusammengesetzten Datenstroms, der die einzelnen Datenströme
IDS1 umfasst, und der Datenrate der an PSW übertragenen
Pakete, nicht vollständig festgelegt ist, wie es später
offensichtlich wird. Dadurch existiert eine im Wesentlichen
feste Zeitbeziehung zwischen nachfolgenden Paketen, die aus
einem gleichen einzelnen Datenstrom hergeleitet werden.
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Dann wird ein erstes, aus IDS1 hergeleitetes Paket von PDPI1
an den Paketschalter PSW zu dem neuen Zeitpunkt übertragen.
Dieses erste Paket enthält die Datenabschnitte des neuen
einzelnen Datenstroms IDS1, die bereits bei PDPI1 zu dem
neuen Zeitpunkt angekommen sind. Das erste Paket ist das
erste einer Anzahl von Paketen, die zu den obigen Rücksetz-
Zeitpunkten übertragen werden, wobei die letzteren Pakete
nachfolgend als Rücksetzpakete bezeichnet werden. Weitere
Pakete, die nachfolgend als Zwischenpakete bezeichnet werden,
werden an PSW zu Zwischenzeitpunkten zwischen den
Rücksetzzeitpunkten übertragen. Die letzteren
Zwischenzeitpunkte werden von OBCo gemäß einem nun
beschriebenen Zwischentaktalgorithmus berechnet.
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Die Anzahl von Zwischenpaketen s, die an dem Paketschalter
PSW zwischen zwei Rücksetzpaketen übertragen werden müssen,
ist s = r(b/p), wobei r(ξ) = int(ξ) + 1 - int(1 - ξ + int(ξ))
ist. Hier ist b = B X TSTRPR die Anzahl von Bytes des neuen
einzelnen Datenstroms IDS1, die an den Paketschalter zwischen
zwei Rücksetzpaketen übertragen werden müssen, B die
nützliche Byterate von IDS1, d. h. die Byterate der an PSW zu
übertragenen Bytes - es sei bemerkt, dass diese nützliche
Byterate B von IDS1 nicht notwendigerweise gleich der
Gesamtbyterate von IDS1 ist, die ebenfalls nicht an PSW
übertragene Zusatzdaten berücksichtigt - und TSTPR die oben
erwähnte Zeitbezugsperiode, d. h. der Zeitintervall zwischen
zwei Rücksatzzeitpunkten, und P die Anzahl von nützlichen
Bytes je Paket ist. Es sei bemerkt, dass s = b/p ist, wenn
b/p eine ganze Zahl ist, und s = int(b/p) + 1 ist, wenn b/p
keine ganze Zahl
ist.
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Die Pakete werden mit 155,52 Mbit/s übertragen, und jedes ist
aus zwei Schlitzen von jeweils 68 Bits aufgebaut. Auf Grund
eines Überhangs von einem Schlitz, der in jedem Paket
enthalten ist, und von 1 Byte und 4 Bits in jedem Schlitz,
kann jedes Paket p = 7 nützliche Bytes befördern. Das
Zeitintervall TSTPR entspricht 512 Schlitzen, d. h. 224,8 us.
Wenn beispielsweise der einzelne Datenstrom IDS1 in einen
sogenannten virtuellen Container VC-11 abgebildet wird, der
26 Bytes je STM-1 Rahmendauer von 125 us enthält, dann ist
die nützliche Byterate B gleich 26/125 Mbyte/s und die Anzahl
von Bytes b gleich 46,565. Somit ist die Anzahl von
Zwischenpaketen s gleich 7. Es sei bemerkt, dass die Anzahl
von Bytes b eine durchschnittliche Anzahl ist, und dass auf
Grund von Zusatzbytes in dem STM-1-Rahmen, so genannten
Zeigerdekrementen oder Zeigerinkrementen, einer
Frequenzverschiebung zwischen der Datenrate des
zusammengesetzten Datenstroms, der den einzelnen Datenstrom
IDS1 umfasst, und der Datenrate der an PSW übertragenen
Pakete umfasst, die Anzahl von Bytes, die in Paketen in dem
Zeitintervall TSTPR aufzunehmen sind, variieren kann. Im
Allgemeinen kann dies bewirken, dass sich die Anzahl von
Zwischenpaketen s variiert. In diesem Fall kann es notwendig
sein, dass ein zusätzliches Paket an den Paketschalter PSW
direkt vor einem Rücksetzpaket übertragen werden muss. Es
kann verifiziert werden, dass für das obige Beispiel einer
VC-11-Abbildung in STM-1-Rahmen die auftretende Variation
derart ist, dass die Gesamtzahl zwischen zwei Rücksetzpaketen
zu übertragenen Bytes zwischen 45 und 49 variiert. Diese
Anzahl von Zwischenpaketen s muss an den Paketschalter PSW
zwischen zwei Rücksetzpaketen, d. h. innerhalb eines
Zeitintervalls TSTPR, übertragen werden.
-
Um Paketverlust und Verzögerung in dem Paketschalter PSW zu
minimieren, sollten die Zwischenpakete an den Paketschalter
PSW zu solchen Zwischenzeitpunkten übertragen werden, dass
zusammen mit den an den Rücksetzzeitpunkten übertragenen
Rücksetzpaketen ein Paketstrom erhalten wird, der so synchron
wie möglich ist. Da die Pakete sofort bei Ankunft eines
letzten Bytes des einzelnen Datenstroms IDS1 zu übertragen
sind, das darin aufzunehmen ist, um eine Pufferung desselben
soweit wie möglich zu vermeiden, müssen diese
Zwischenzeitpunkte mit Zeitpunkten koinzidieren, bei denen
Bytes von IDS1 empfangen werden. Somit können diese
Zwischenzeitpunkte durch Punkte dargestellt werden, die eine
Linie in einem zweidimensionalen Diagramm annähern, wobei die
Koordinaten die Zeiten, zu denen Bytes von IDS1 durch PDPI1
empfangen werden, und die Anzahl von an PSW seit dem letzten
Rücksetzzeitpunkt weitergeleiteten Zwischenpaketen sind.
Beide Koordinaten können nur diskrete Werte sein, d. h. die
diskreten Zeiten, zu denen Bytes von IDS1 von PDPI1 empfangen
werden, und die Zahlen von 0 bis s für die Anzahl von an PSW
gesendeten Zwischenpaketen seit dem letzten Rücksetzpaket,
wobei 0 ein Rücksetzpaket und s das nächste Rücksetzpaket
angibt. Der Zwischentaktalgorithmus besteht dann daraus, dass
für jedes neue Byte von IDS1 ein Bytealgorithmus durchgeführt
wird, wie es auf der folgenden Seite gezeigt ist, der auf dem
sogenannten Bresenham-Algorithmus basiert, der in der Technik
bekannt ist und beispielsweise in dem Buch "Principles of
Interactive Computer Graphics",
von W. M. Newman u. a., McGraw
Hill International Student Editions, 1979, Seiten 25 bis 27
beschrieben ist.
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Bei diesem Byte-Algorithmus ist BYTETIME eine ganze Zahl
zwischen 0 bis 511, die die Zeit in Anzahl von Schlitzen mit
Bezug auf den letzten begonnenen Zeitintervall TSTPR angibt,
bei dem das Byte, für das der Byte-Algorithmus durchgeführt
wird, von PDPI1 empfangen wurde. TSTPVAL wird bereits oben
erwähnt und gibt den Rücksetzzeitpunkt tn Anzahl von
Schlitzen mit Bezug auf den letzten begonnenen Zeitintervall
TSTPR an, bei dem das letzte Rücksetzpaket an dem
Paketschalter PSW übertragen wurde. TSTPVAL wird von dem
bereits erwähnten Rücksetztaktalgorithmus bestimmt, der
später beschrieben wird. Somit ist TIMEREL eine ganze Zahl
zwischen 0 bis 511, die durch die Anzahl von Schlitzen mit
Bezug auf den letzten Rücksetzpunkt den Zeitpunkt angibt, zu
dem das Byte, für das der Bytealgorithmus durchgeführt wird,
von PDPI1 empfangen wurde. RESPACK ist ein Einbitwert, der
angibt, dass ein Rücksetzpaket an dem Paketschalter PSW
übertragen werden muss oder nicht, wenn er gleich einer
binären 1 bzw. 0 ist. RESPACK wird auf 0 zurückgesetzt, wenn
ein Rücksetzpaket an PSW übertragen wurde, und wird auf 1
nach einer Anzahl von Schlitzen gesetzt, die hier gleich 256
gewählt wird. Es sei bemerkt, dass diese Anzahl von Schlitze
groß genug sein muss, um zu gewährleisten, dass ein Wert von
TIMEREL niedriger als diese Anzahl von zu findenden
Schlitzen, jedoch kleiner als 512, d. h. ein Byte des
einzelnen Datenstroms IDS1 bei PDPI1 zwischen dem letzten
Rücksetzzeitpunkt, wobei TIMEREL gleich 0 sein wurde, und
dieser Anzahl von Schlitzen nach diesem letzten
Rücksetzzeitpunkt, bei dem TIMEREL gleich 256 für das obige
Beispiel sein wurde, ankommen sollte. Der Befehl "Paket
bereit" gibt an, dass ein Paket zur Übertragung an den
Paketschalter PSW bereit ist. Wenn der Bytealgorithmus
ausgeführt wurde, ohne dass der letztere Befehl ausführt
wurde, dann wird das neue Byte, für das der Bytealgorithmus
ausgeführt wurde, in dem Paketierer PM gespeichert.
Andernfalls wird dann, wenn der Befehl "Paket bereit"
ausgeführt wird, das letztere neue Byte in dem Paket zusammen
mit den bereits in dem Paketierer PM gesammelten Bytes
aufgenommen und an PSW über einen jeweiligen der Puffer BUF1
bis BUF4 übertragen, der IDS1 zugewiesen ist. Der Wert e
stelle eine ganzzahlige Variable dar, die bei dem
Bytealgorithmus verwendet wird. Die Werte dy und dx stellen
den Zahler bzw. die Steigung der obigen Näherungslinie dar.
Diese Werte dy und dx werden so gewählt, dass sie nur durch
eine Kleine Anzahl von Bits dargestellt werden können, und
dass der Wert dx/dy nahe dem Durchschnittswert der pro
Zeitintervall TSTPR zu übertragenen Pakete b/p liegt.
Beispielsweise wird für das obige Beispiel, bei dem die
Anzahl von Zwischenpaketen s gleich 7 ist, dy gleich 3 und dx
gleich 20 gewählt.
-
Somit wird für jedes bei PDPI1 ankommende neue Byte von IDS1
der Wert von TIMEREL berechnet. Für ein erstes neues Byte,
das nach dem Rücksetzzeitpunkt ankommt, liegt dieser Wert von
TIMEREL zwischen 0 und 256, und der Wert von RESPACK ist 1,
wodurch ein Rücksetzpaket an PSW gesendet der Wert von e auf
-dx gesetzt und RESPACK auf 0 zurückgesetzt wird. Für weitere
Bytes von IDS1, die bei PDPI1 bis zu einem nächsten
Rücksetzzeitpunkt ankommen, wird e um dy inkrementiert und
das Byte in dem Paketierer PM (in dem Bytealgorithmus nicht
angegeben) gespeichert, bis der Wert von e positiv wird,
wobei in diesem Fall ein Paket an den Paketschalter PSW
weitergeleitet und der Wert von e um dx dekrementiert wird.
Wenn außerdem TIMEREL groß genug ist, d. h. großer als 256
ist, wird RESPACK erneut auf 1 gesetzt.
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Dies fuhrt zu der folgenden Tabelle, bei der 'packnum' die
Nummer des seit dem letzten Rücksetzpaket übertragenen
Zwischenpakets angibt, das durch einen Wert von 'packnum'
gleich 0 in der Tabelle angegeben wird. 'trigbyte' gibt die
Nummer des Byte von IDS1 an, das seit dem letzten
Rücksetzpaket empfangen wurde und für das der obige Befehl
"Paket bereit" ausgeführt wird. Somit gibt "trigbyte" das
letzte Byte von IDS1 an, das in dem Paket mit der Nummer
'packnum' enthalten ist. "packbyte" gibt die Anzahl vor Bytes
an, die in
dem Paket mit der Nummer "packnum" enthalten sind.
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Hier ist die folgende Gleichung gültig:
-
und "packbyte" ist Differenz zwischen "trigbyte" und dem
vorhergehenden Wert von "trigbyte". Die letzte Zeile der
Tabelle, bei der "packnum" gleich 7 ist, gibt ein mögliches
zusätzliches Zwischenpaket an, das an den Paketschalter PSW
vor einem nächsten Rücksetzpaket, d. h. wenn die Anzahl von
Bytes von IDS1, die an den Paketschalter PSW innerhalb des
Zeitintervalls TSTPR zu übertragen sind, großer als 47 ist,
zu übertragen ist. In diesem Fall kann das nach diesem
zusätzlichen Zwischenpaket übertragene Rücksetzpaket abhängig
von der Gesamtzahl der an PSW wahrend des Zeltintervalls
TSTPR zu übertragenen Bytes nur ein oder zwei Bytes
enthalten. Es sei bemerkt, dass wenn beispielsweise nur 45
Bytes an PSW innerhalb dieses Zeitintervalls TSTPR gesendet
werden, das Rücksetzpaket dann nur 5 Bytes enthält. Dies ist
aus der veränderlichen Zahl von "packbyte" für "packnum"
gleich 0 in der Tabelle offensichtlich.
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Somit bildet die Sequenz der Zwischenzeitpunkte zwischen zwei
Rücksetzzeitpunkten eine näherungsweise synchrone Sequenz,
wobei ihre Synchronizität nur von den bereits erwähnten
Überhangbytes in dem STM-1-Rahmen, von den Zeigerdekrementen
und -inkrementen und durch die Tatsache, dass ein Paket nur
bei Ankunft eines darin aufzunehmenden letzten Bytes
übertragen wird, gestört werden.
-
Der Rücksetztaktalgorithmus zum Bestimmen der
Rücksetzzeitpunkte, auf die oben Bezug genommen wird, wird
nun ausführlich nachstehend beschrieben.
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Da jedes
Paket zwei Schlitze enthält, können die möglichen
Rücksetzzeitpunkte durch einen geraden Wert von TSTPVAL
angegeben werden. Für das obige Beispiel, bei dem das
Zeitintervall TSTPR 512 Schlitzen entspricht und die Anzahl
von Zwischenpaketen s gleich 7 in diesem Zeitintervall TSTPR
ist, wird ein Paket an PSW alle S = 73,143 Schlitze im Mittel
übertragen. Somit können innerhalb eines Zeitintervalls der
Länge S 36 mögliche Werte für TSTPVAL unterschieden werden,
d. h. die geraden Zahlen zwischen 0 und 73,143 mit Ausnahme
des Werts 72, da der Wert 73, 143 einem Wert 0 für ein
nächstes Intervall von 73,143 Schlitze entspricht, und da die
Differenz zwischen diesem Wert und 72 geringer als 12
Schlitze ist. Somit sind die möglichen Werte von TSTPVAL
innerhalb des Zeitintervalls der Länge S, das nachstehend als
ein verringerter Rücksetzzeitpunkt TSTPRED bezeichnet wird,
die geraden Werte zwischen 0 und T, wobei T gleich 70 bei dem
obigen Beispiel ist. Die Differenz S - T wird als TSTP-
Überschuß bezeichnet, der für das obige Beispiel gleich 3,143
ist.
-
Aus diesen möglichen Werten von PSTPRED wird ein Wert mit den
folgenden Anforderungen gewählt:
-
- bei jedem möglichen Wert von TSTPRED können höchstens drei
Pakete an PSW gesendet werden, so dass höchstens drei der
vier Leitungen, die die Paketiereranordnung mit dem
Packetschalter PSW verbinden, verwendet werden, wodurch ein
Ausfall einer dieser Leitungen keinerlei Probleme darstellt;
-
- die Anzahl der an PSW übertragenen Pakete sollte so
gleichmäßig wie möglich über alle möglichen Werte von TSTPRED
verteilt werden.
-
Um eine gleichmäßige Verteilung der Pakete über alle
möglichen Werte von TSTPRED zu erhalten, wird eine
Gewichtsfunktion w(ξ), wobei ξ der Abstand in Anzahl von
Schlitzen zu einem gewählten Kandidatenwert x von TSTPRED
ist, wie folgt gewählt:
-
Eine Phasenbeitragsfunktion c(f, x) wird dann berechnet, die
eine Funktion einer Phasenverteilungsfunktion f(x) ist.
Verschiedene derartige Phasenverteilungsfunktionen f(x)
können unterschieden werden, nämlich fo(x), die als einen
Wert die Anzahl von von der Ursprungspaketierervorrichtung
PDPI1 an PSW zurzeit x übertragenen Pakete, fd(x), die als
einen Wert die Anzahl von von PSW zurzeit x in der
Zielpaketierervorrichtung PDO2 an der gleichen Verknüpfung,
an der die Pakete von IDS1 empfangen werden, empfangener
Pakete, und fd'(x), fd" (x) und fd'''(x) als einen Wert die
Anzahl von von PSW zurzeit x in der Zielpaketierervorrichtung
PDPO2 empfangenen Pakete, jedoch an den jeweiligen anderen
Verknüpfungen als diejenige, an der die Pakete von IDS1
empfangen werden, umfasst. Die Phasenbeitragsfunktion c(f, x)
ist die Summe der Werte der Phasenverteilung f(ξ) gewichtet
um w(ξ) für Werte von ξ in einem Intervall mit der obigen
Länge S das sich symmetrisch um x erstreckt. Es sei bemerkt,
dass die Phasenverteilung f(ξ) mit einer Periode gleich
dieser Länge S periodisch ist. Wenn somit f(ξ) in einem
Bezugsintervall R mit ξ zwischen 0 und S bekannt ist, dann
c(f, x) = c0(f, x) + c1(f, x) + c2(f, x) + c3(f, x)
-
wobei:
-
C0(f, x) = 2f(x) den Beitrag der Phasenverteilung in x
darstellt;
-
den Beitrag der Phasenverteilung
einem ersten Erweiterungsintervall links von dem
Bezugsintervall R darstellt;
-
den Beitrag der Phasenverteilung in dem
Bezugsintervall R darstellt; und
-
den Beitrag der Phasenverteilung in
einem zweiten Erweiterungsintervall rechts von dem
Bezugsintervall R darstellt.
-
Hier sind mit r(ξ) = int(ξ) + 1 - int(1 - ξ + int(ξ)), wie es bereits
oben erwähnt ist, die Werte
von i1, i2, i3 und i4:
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wenn
-
dann
-
i2 = i4 = 0, und
-
wenn x ≥ S/2, dann i1 = i3 = T,
-
und
-
und
-
wenn
-
dann i1 = i3 = T, und i2 = i4 = 0.
-
TSTPRED wird nun wie folgt bestimmt. Für alle möglichen Werte
x von TSTPRED, für die der Wert f(x) kleiner als drei ist,
cdo(x) = c(9fd + fd' + fd" + fd''' + fo, x) berechnen, und
als mögliche Werte von TSTPRED nur diejenigen Werte x
behalten, für die cdo(x) einen minimalen Wert erreicht. Es
sei bemerkt, dass das Gewicht von 9, das fd(x) zugewiesen
ist, niedrige Werte der Phasenverteilungsfunktionen fd'(x),
fd"(x) und fd'''(x) vermeidet, um einen hohen Wert von fd(x)
auszugleichen. Da außerdem Pakete nur an den Paketschalter
PSW über die IDS1 zugeordnete Verknüpfung dreimal langsamer
weitergeleitet werden können, als wenn sie gleichmäßig über
die drei anderen Verknüpfungen verteilt sind, sollte dieses
Gewicht in der Tat dreimal großer als die summierten Gewichte
von fd'(x), fd"(x) und fd'''(x) sein. Es ist jedoch
offensichtlich, dass andere Werte des fd(x) zugewiesenen
Gewichts veranlassen können, dass das Rücksetztaktalgorithmus
gleichfalls gut, jedoch mit etwas modifizierten
Phasenverteilungseigenschaften, durchgeführt werden kann. Für
die verbleibenden möglichen Werte von x sind nur cd(x) =
c(fd, x) zu berechnen und als mögliche Werte für TSTPRED nur
diejenigen Werte x zu behalten, für die cd(x) einen minimalen
Wert md erreicht. Es sei bemerkt, dass dieser minimale Wert
kleiner als ein Schwellenwert sein sollte, um ein Überlaufen
der Pakete in der Ausgabepaketiereranordnung zu vermeiden.
Wenn md großer als dieser Schwellenwert ist, wird keine neue
Verbindung für IDS1 eingerichtet. Wenn nur ein möglicher Wert
von x übrig bleibt, wird dieser als TSTPRED gewählt. Wenn
mehr als ein möglicher Wert von x übrig bleibt, ist co(x) =
c(fo, x) zu berechnen und als Wert für TSTPRED ein Wert von x
zu wählen, für den co(x) einen minimalen Wert mo erreicht.
-
Aus dem somit berechneten Wert von TSTPRED wird TSTPVAL wie
folgt berechnet. Einen Gesamtphasenbeitragsfunktion C(f, x)
wird wie folgt berechnet:
-
Hier ist, wenn x < 256: I1 = x + 256 = I3 und I2 = 0 = I4,
und wenn x > 256: I1 = 511 = I3 und I2 = x - 256 = I4.
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Für jeden möglichen Wert x für TSTPVAL, d. h. für jeden Wert
TSTPRED + j x S. wobei j eine ganze Zahl von 0 bis s - 1 ist,
der gleich 6 ist, wobei s und 5 bereits oben erwähnt sind,
wird nun C(fo, x) berechnet. Der Wert von x, für den C(fo, x)
einen minimalen Wert erreicht, wird dann als Wert für TSTPVAL
gewählt.
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Es sei bemerkt, dass, wenn ein Byte von IDS1 bei PDPI1 zu dem
Rücksetzzeitpunkt ankommen wurde, das Rücksetzpaket und
nachfolgende Zwischenpakete nicht in den Puffern BUF1 bis
BUF4 gepuffert werden müssen. Auf Grund der Tatsache, dass
das Rücksetzpaket nicht an PSW zu dem Rücksetzzeitpunkt
sondern bei Ankunft des ersten Bytes von IDS1 bei oder nach
diesem Rücksetzzeitpunkt gesendet wird, kann jedoch noch eine
Pufferung in den Puffern BUF1 bis BUF4 notwendig sein. Wenn
außerdem bei dem obigen Rücksetztaktalgorithmus der Wert der
Phasenbeitragsfunktion cd(x) für alle verbleibenden
notwendigen Werte x von TSTPVAL zu groß ist, dann kann einer
dieser verbleibenden möglichen Werte x als Wert für TSTPVAL
zufällig gewählt werden. In diesem Fall müssen die Pakete für
diese Verbindung in den Puffern BUF1 bis BUF4 gepuffert
werden, bis sie an PSW gesendet werden können.
-
Obwohl die Prinzipien der Erfindung oben in Verbindung mit
einer spezifischen Vorrichtung beschrieben wurden, ist es
offensichtlich, dass diese Beschreibung nur beispielhaft und
nicht als eine Begrenzung auf den Schutzumfang der Erfindung
durchgeführt wird.