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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Zuweisung von Upstream-Zeitschlitzen
zu einer Vielzahl von Netzwerkendstellen, wie in der Präambel von
Anspruch 1 definiert, eine Anordnung zur Verwendung in einer Netzwerkendstelle
zur Durchführung
dieses Verfahrens, wie in der Präambel
von Anspruch 5 definiert, und eine Anordnung zur Verwendung in einer
zentralen Station zur Durchführung
dieses Verfahrens, wie in der Präambel
von Anspruch 10 definiert.
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Ein solches Verfahren ist in der
Technik bereits bekannt, z. B. aus dem Vorschlag an die Arbeitsgruppe
FSAN-OAN (Full Service Access Network – Optical Access Network) mit
dem Titel "Short
Slot Proposal".
Dieser Vorschlag stammt von den Autoren Mark Bridger, Dan Donovan,
Paul Welton und Mike Haynes und ist auf den 22.–23. April 1997 datiert. Darin
rundsendet die zentrale Station eines passiven optischen Netzwerks
(PON) mit Punktzu-Mehrpunkt-Architektur regelmäßig so genannte PLOAM-(Physical
Layer Operation Administration and Maintenance)-Zellen, die Kennungen
der Netzwerkendstellen enthalten, denen es erlaubt ist, einen Burst
in den Upstream-Zeitschlitzen eines Upstream-Rahmens zu senden.
Die zentrale Station in dem optischen Netzwerk des erwähnten Vorschlags
wird OLT (Optical Line Termination, optischer Leistungsabschluss)
genannt, während
die Netzwerkendstellen ONUs (Optical Network Units, optische Netzwerkeinheiten)
genannt werden. Der Inhalt einer solchen PLOAM-Zelle, wie sie von
Mark Bridger et al. vorgeschlagen wird, ist in einer Figur auf Seite
4 des gerade zitierten Vorschlags gezeigt. Die 30 Genehmigungs-Nachrichten
darin enthalten jede eine ONU-Kennung. Jede in der PLOAM-Zelle erkannte ONU
hat die Erlaubnis, einen Zeitschlitz zu belegen. Indem diese Nachrichten
in Downstream-Richtung rundgesendet werden, bekommen alle ONUs im Netzwerk
Kenntnis von der Reihenfolge, in welcher sie Upstream-Zeitschlitze
belegen dürfen,
um Daten-Bursts zum OLT zu senden. Die Upstream-Zeitschlitze können Standard-Zeitschlitze voller
Größe mit einer
Länge von
56 Bytes oder kurze Zeitschlitze mit einer Länge von 7 Bytes sein. Grafische
Darstellungen des Inhaltes eines solchen kurzen Zeitschlitzes und
eines solchen Standard-Zeitschlitzes voller Größe sind auf Seite 2 und 3 des
Vorschlags angegeben.
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Das Rundsenden für jeden Upstream-Zeitschlitz
einer Kennung der Netzwerkendstellen, die einen Upstream-Burst senden
dürfen,
bewirkt zwangsläufig,
dass eine hohe Downstream-Bandbreite durch Genehmigungs-Nachrichten
belegt ist. Insbesondere die Upstream-Übertragung kurzer Bursts in
kurzen Zeitschlitzen erfordert eine relativ hohe Downstream-Bandbreitenkapazität für die Übertragung
der Paketkopfinformation. In Netzwerken, wie dem passiven optischen
Netzwerk in dem zitierten Vorschlag, sind die Länge und die Übertragungsrate von
PLOAM-Zellen fest, und somit ist die für die Downstream-Übertragung
von Genehmigungs-Nachrichten zur Verfügung stehende Bandbreite fest
und begrenzt. Durch Anwendung des bekannten Verfahrens für die Zuweisung
von Zeitschlitzen zu den Netzwerkendstellen in solchen Netzwerken
wird die Anzahl von Zeitschlitzen innerhalb eines Upstream-Rahmens
unabhängig
von der Länge
dieser Zeitschlitze stark begrenzt.
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Die internationale Patentanmeldung
WO 91/16775 beschreibt eine Möglichkeit
für die
Gewährung
von Übertragungszeit
an Endstellen, die dynamisch zwischen einem Protokoll mit Konkurrenzbetrieb
(einem Protokoll, bei dem einer Gruppe von Endstellen gleichzeitig
Zugriff auf einen einzigen Zeitschlitz gewährt wird) und einem Abfrage-Protokoll (einem
Protokoll, bei dem ein einziger Zeitschlitz einer einzelnen Endstelle
zugeordnet wird und bei dem die Endstellen für die Zuweisung nachfolgender
Zeitschlitze abgefragt werden) wechselt. Sowohl das Protokoll mit
Konkurrenzbetrieb, als auch das Abfrage-Protokoll haben den Nachteil,
dass eine Genehmigungs-Nachricht pro zugewiesenem Zeitschlitz rundgesendet
werden muss.
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Bevor Zeitschlitze Endstellen zugewiesen werden
können,
müssen
die Endstellen den Zugriff anfordern und initialisieren oder horchen.
Eine Möglichkeit
für Endstellen,
den Zugriff in einem Mehrpunkt-zu-Punkt-Netzwerk anzufordern und
zu initialisieren wird in der europäischen Patentanmeldung
EP 0 667 696 (siehe Spalte
1, Zeile 34) beschrieben. Der hierin beschriebene Zugriffsmechanismus
basiert auch auf Konkurrenzbetrieb und beginnt mit einer Zugriffsgruppe,
die alle Endstellen enthält,
die einen Zugriff anfordern, und reduziert anschließend die
Zugriffsgruppe, indem den Zugriff anfordernde Endstellen auf der
Grundlage des Leistungspegels ihres Zugriffs-Anforderungs-Signals
ausgeschlossen werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Verfahren bereitzustellen, um Upstream-Zeitschlitze
einer Vielzahl von Netzwerkendstellen zuzuweisen, sowie zugehörige Anordnungen
des obigen bekannten Typs, in denen aber die Belegung der Downstream-Bandbreite zur Zuweisung
einer bestimmten Menge von Upstream-Zeitschlitzen reduziert ist
oder anders ausgedrückt,
in denen die Menge der Zeitschlitze, die mit einer bestimmten Downstream-Bandbreitenkapazität zugewiesen
werden können,
erhöht
wird.
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Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren erreicht, sowie
durch die Anordnungen, die in den Ansprüchen 5, bzw. 10 definiert sind.
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In der Tat wird nicht mehr Bandbreite,
als in dem bekannten Verfahren zur Zuweisung eines Zeitschlitzes
an eine einzelne Endstelle verwendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung
benutzt, um eine Vielzahl von Zeitschlitzen zu einer Vielzahl von
Endstellen zuzuweisen. Präziser
werden so viele Zeitschlitze zugewiesen, wie Netzwerkendstellen
in einer Gruppe vorhanden sind. Die hierzu erforderliche Downstream-Bandbreite
ist die für
die Übertragung einer
Gruppen-Kennung und kann als gleich der Bandbreite betrachtet werden,
die für
die Übertragung
einer Endstellen-Kennung in dem bekannten Verfahren benötigt wird.
Als Folge davon wird die Belegung der Downstream-Bandbreite zur
Zuweisung einer gleichen Menge von Zeitschlitzen zu Endstellen um
einen Faktor reduziert, der gleich der Anzahl von Netzwerkendstellen
ist, die eine Gruppe bilden. Wenn andererseits die Downstream-Bandbreite
für die Übertragung
von Genehmigungs-Information fest ist, kann dieselbe Menge Bandbreite
gemäß der vorliegenden
Erfindung dazu benutzt werden, eine erhöhte Anzahl von Zeitschlitzen
zuzuweisen. Verglichen mit dem bekannten Verfahren wurde die Anzahl von
Zeitschlitzen, die zugewiesen werden können, um einen Faktor vergrößert, der
gleich der Anzahl von Netzwerkendstellen ist, die eine Gruppe bilden.
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Es muss darauf hingewiesen werden,
dass der in den Ansprüchen
benutzte Begriff "enthält" nicht so interpretiert
werden darf, als ob er auf die danach aufgelisteten Mittel begrenzt
wäre. Der
Umfang des Ausdrucks "eine
Vorrichtung, die Mittel A und Mittel B enthält" darf nicht auf Vorrichtungen begrenzt
werden, die nur aus den Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet
bezüglich
der vorliegenden Erfindung, dass nur die Komponenten A und B der
Vorrichtung relevant sind.
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Auf gleiche Weise muss darauf hingewiesen werden,
dass der Begriff "verbunden", der ebenfalls in
den Ansprüchen
verwendet wird, nicht so interpretiert werden darf, als ob er auf
direkte Verbindungen begrenzt wäre.
Der Umfang des Ausdrucks "eine Vorrichtung
A, die mit einer Vorrichtung B verbunden ist" darf nicht auf Vorrichtungen oder Systeme
begrenzt werden, bei denen ein Ausgang von Vorrichtung A direkt
an einen Eingang von Vorrichtung B angeschlossen ist. Er bedeutet,
dass ein Pfad zwischen einem Ausgang von A und einem Eingang von
B vorhanden ist, der ein Pfad sein kann, welcher andere Vorrichtungen
oder Mittel enthält.
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Eine zusätzliche Eigenschaft der vorliegenden
Erfindung wird in Anspruch 2 und Anspruch 11 definiert.
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Wenn die Zentralstation die Gruppen
von Endstellen selbst zusammenstellt, ist auf diese Weise die Zentralstation
in der Lage, die Zusammensetzung der Gruppen zu ändern, wann immer dies wünschenswert
ist. Wenn eine Endstelle zum Beispiel deaktiviert ist, ist es zu
bevorzugen, diese Endstelle aus allen Gruppen, zu denen sie gehört, zu entfernen,
so dass sie keine weiteren Genehmigungen zur Belegung von Upstream-Zeitschlitzen
mehr erhält. Es
ist auch zu bevorzugen, eine Gruppe aus den am meisten aktiven Endstellen
zusammenzustellen, so dass einer weniger aktiven Engstelle kein
Zeitschlitz zuzuweisen ist, wenn der am meisten aktiven Endstelle
ein Zeitschlitz zugewiesen wird. Offensichtlich ändert sich die Zusammensetzung
dieser Gruppe mit der Zeit.
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Eine weitere zusätzliche Eigenschaft der vorliegenden
Erfindung wird in Anspruch 3 definiert.
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Verglichen mit der Implementation
der vorliegenden Erfindung, die in Anspruch 2 definiert ist, hat die
implizite Zusammenstellung der Gruppen über eine Mitgliedschafts-Beziehung den Vorteil,
dass keine zusätzliche
Komplexität
in der Zentralstation erforderlich ist, um die Gruppen zusammenzustellen
und die Zusammensetzung der Gruppen an die Netzwerkendstellen zu übertragen.
Andererseits hat die Zusammenstellung der Gruppen über eine
Mitgliedschafts-Beziehung den Nachteil, dass die Gruppen nicht änderbar
sind.
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Eine weitere Eigenschaft der Implementation des
vorliegenden Verfahrens, das in Anspruch 3 definiert wird, wird
in Anspruch 4 beschrieben.
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Wird zum Beispiel eine Gruppe mit
einer Gruppen-Kennung 1 aus den Endstellen mit der Kennung 1 und
2, eine Gruppe mit der Gruppen-Kennung 2 aus den Endstellen mit
der Kennung 2 und 3, eine Gruppe mit der Gruppen-Kennung k aus den
Endstellen mit der Kennung k und k + 1 zusammengestellt, kann jede
Endstelle, wenn sie die Kennung dieser Gruppe empfängt, aus
ihrer eigenen Endstellen-Kennung bestimmen, ob sie zu einer Gruppe
gehört
oder nicht. Somit muss die Endstelle keine Tabelle von Gruppen,
zu denen sie gehört,
speichern. Sie muss nur die Mitgliedschafts-Beziehung zwischen ihrer Endstellen-Kennung
und den Gruppen-Kennungen von Gruppen, zu denen sie gehört, kennen.
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Eine weitere Eigenschaft der vorliegenden Erfindung
wird in Anspruch 6 definiert.
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Auf diese Weise ist eine Netzwerkendstelle in
der Lage, die Gruppen, von denen sie ein Teil ist, zu speichern,
und die Tabelle kann angepasst werden, wann immer die Zusammensetzung
der Gruppen sich geändert
hat. Die Verwendung einer solchen Tabelle, wie bereits im vorigen
Abschnitt angegeben, wird in Implementationen der vorliegenden Erfindung vermieden,
in denen jede Endstelle aus einer einfachen Mitgliedschafts-Beziehung
die Gruppen bestimmen kann, von denen sie einen Teil bildet.
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Noch eine weitere Eigenschaft der
vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 7 definiert.
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Auf diese Weise kennt eine Netzwerkendstelle
die vordefinierte Reihenfolge, die von den Endstellen eingehalten
werden muss, die eine einzelne Gruppe bilden, für den Fall, dass diese Reihenfolge nicht
aus der Mitgliedschafts-Beziehung oder aus einer anderen, der Endstelle
bekannten Regel abgeleitet werden kann. Aus dem Index kann die Netzwerkendstelle
bestimmen, in welchem Zeitschlitz sie die Erlaubnis hat, einen Burst
zu senden und von welcher Startzeit sie die Erlaubnis hat, diesen
Burst zu senden, wenn die Zeitschlitze feste Längen haben. Die Endstelle kann
darüber
hinaus alle Änderungen der
Reihenfolge zwischen den Endstellen in einer Gruppe verfolgen, wenn
aus einem unspezifizierten Grund dies zu bevorzugen wäre.
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Noch eine weitere Eigenschaft der
vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 8 und in Anspruch 13 definiert.
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Auf diese Weise ist eine Netzwerkendstelle auch
in der Lage, die Startzeit zu bestimmen, von der sie die Erlaubnis
hat, einen Burst zu senden, wenn die Zeitschlitze variable Längen haben.
Dies ist zum Beispiel so in der ebenfalls eingereichten europäischen Patentanmeldung
mit dem Titel "Verfahren
zur Zeitschlitzverwaltung und Hauptstation und Unterstation, die
ein solches Verfahren realisieren und Zeitmultiplexnetz mit Vielfachzugriff,
das eine solche Hauptstation und eine solche Unterstation enthält", die vom gleichen
Patentanmelder am gleichen Datum eingereicht wurde. Die Zeitreferenz-Information kann zum
Beispiel der Versatz von der Startzeit eines Upstream-Zeitschlitzes
zur Startzeit eines Upstream-Rahmens sein, oder der Versatz von
der Startzeit eines kurzen Zeitschlitzes zur Startzeit eines Standard-Zeitschlitzes,
von dem ein kurzer Zeitschlitz einen Teil bildet, wenn nur die kurzen
Zeitschlitze in der Länge änderbar
gemacht sind.
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Noch eine weitere Eigenschaft der
vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 9 und in Anspruch 14 definiert.
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Auf diese Weise kann die Zentralstation
die Länge
eines Zeitschlitzes anpassen, der einer speziellen Endstelle zugeordnet
ist, wann immer es gewünscht
wird, und die Netzwerkendstelle ist in der Lage, die Länge des
Zeitschlitzes zu bestimmen, in dem sie die Erlaubnis hat, einen
Upstream-Burst zu senden.
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Die obigen und weitere Aufgaben und
Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher und die Erfindung
selbst wird am besten verstanden, wenn auf die folgende Beschreibung
einer Aufführung
zusammen mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in
denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzwerkes darstellt,
in dem die vorliegende Erfindung angewendet wird;
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2 ein
Blockschaltbild einer Netzwerkendstelle T2 darstellt, die mit einer
Ausführung
der Anordnung ausgestattet ist, die in einer Netzwerkendstelle gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verwenden ist; und
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3 ein
Blockschaltbild einer Zentralstation CS darstellt, die mit einer
Ausführung
der Anordnung ausgestattet ist, die in einer Zentralstation gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verwenden ist.
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Das in 1 gezeigte
Kommunikationsnetzwerk besteht aus einer Zentralstation CS und Netzwerkendstellen
T1, T2, T3 und T4. Die Zentralstation ist mit den Netzwerkendstellen
T1, T2, T3 und T4 über
die Reihenschaltung einer gemeinsamen optischen Faserverbindung
L mit jeweiligen einzelnen optischen Faserverbindungen L1, L2, L3
und L4 verbunden. Das Netzwerk hat folglich eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Architektur
in Downstream-Richtung, wobei es sich um die Richtung von der Zentralstation
CS zu den Netzwerkendstellen T1, T2, T3 und T4 handelt, und eine
Mehrpunkt-zu-Punkt-Architektur in Upstream-Richtung, d. h. in Richtung
von den Netzwerkendstellen T1, T2, T3 und T4 zur Zentralstation
CS.
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In Downstream-Richtung rundsendet
die Zentralstation CS Informationen an alle Netzwerkendstellen T1,
T2, T3 und T4. Die Information wird in so genannte Downstream-Rahmen eingepackt.
In Gegenrichtung nutzen die Netzwerkendstellen T1, T2, T3 und T4
die Verbindung L gemeinsam im Zeitmultiplex. Das bedeutet, dass
verschiedene Netzwerkendstellen in unterschiedlichen Zeitschlitzen
Informationen zur Zentralstation CS senden. Jede Endstelle sendet
somit Upstream-Informationen in kurzen Bursts zur Zentralstation
CS. Die Upstream-Zeitschlitze bilden so genannte Upstream-Rahmen.
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Um die Erlaubnis zu haben, einen
Burst in einem Upstream-Zeitschlitz zu senden, muss eine Netzwerkendstelle,
zum Beispiel T2, eine Erlaubnis oder Genehmigung von der Zentralstation
CS empfangen. In regelmäßigen Zeitabständen werden
solche Genehmigungen in Downstream-Richtung für eine Vielzahl nachfolgender
Upstream-Zeitschlitze auf einmal rundgesendet. Die Zentralstation
CS rundsendet dann eine so genannte PLOAM-(Physical Layer Operation
Administration and Maintenance)-Zelle (Betriebs-, Verwaltungs- und
Wartungs-Zelle der physikalischen Ebene), worin die Inhalte der
Genehmigungs-Felder präzise
definieren, wer welchen Upstream-Zeitschlitz belegen darf. Kurz erklärt, stellt
die Zentralstation CS zuerst Gruppen von Endstellen zusammen und
ordnet jeder zusammengestellten Gruppe eine eindeutige Gruppen-Kennung
zu. Die Endstellen T1, T2, T3 und T4 sind über die Zusammenstellung der
Gruppen informiert. In den Genehmigungs-Feldern der PLOAM-Zellen, die regelmäßig rundgesendet
werden, kennzeichnet die Zentralstation dann die Gruppen von Endstellen,
welche die Erlaubnis haben, nachfolgende Zeitschlitze zu belegen,
und wenn die Endstellen innerhalb jeder Gruppe geordnet sind, kann jede
Endstelle bei Empfang einer PLOAM-Zelle erkennen, ob ihr ein Zeitschlitz
zugewiesen wurde. Ist dies der Fall, kann die Endstelle aus der
Reihenfolge der Gruppen-Kennungen in der PLOAM-Nachricht und der
Reihenfolge der Endstellen innerhalb der Gruppe, von der sie ein Teil
ist, genau bestimmen, welchen Zeitschlitz sie belegen darf.
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Ein Funktions-Blockdiagramm der Netzwerkendstelle
T2 aus 1 ist in 2 gezeigt. Die Endstelle
T2 enthält
einen Empfangsteil RP, einen Sendeteil TP, einen Speicher MEM, einen
Vergleicher CMP und eine Steuerung CTRL. Der Empfangsteil RP ist
zwischen einem ersten Dateneingang DI und einem ersten Datenausgang
DO der Endstelle T2 angeschlossen, ein Ausgang ist an den Speicher MEM
angeschlossen, und ein anderer Ausgang ist an einen der Eingänge des
Vergleichers CMP angeschlossen. Ein Ausgang des Speichers MEM ist
an einen anderen Eingang des Vergleichers CMP angeschlossen. Die
Steuerung CTRL ist zwischen einem Ausgang des Vergleichers CMP und
einem Steuereingang des Sendeteils TP angeschlossen, und der letztgenannte
Sendeteil TP ist zwischen einem zweiten Dateneingang DI' und einem zweiten
Datenausgang DO' der
Netzwerkendstelle T2 angeschlossen. Aus der Funktionsbeschreibung
der verschiedenen Blöcke,
die in einem späteren
Abschnitt angegeben wird, kann ein Fachmann für die Entwicklung elektronischer
Komponenten schließen,
wie diese Blöcke aus
Standard-Elektronik-Bauelementen
aufgebaut werden können.
Zuerst wird im folgenden Abschnitt der Aufbau der Zentralstation
CS aus 1 in Form von
Funktionsblöcken
beschrieben.
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Ein Funktions-Blockdiagramm der Zentralstation
CS aus 1 ist in 3 gezeigt. Die Zentralstation
CS verfügt über einen
Empfangsteil RP', einen
Sendeteil TP', eine
Gruppierungs-Vorrichtung GRM, einen Gruppen-Speicher GM, einen Gruppen-Selektor
SEL, einen Nachrichten-Generator MGM und eine Kommunikationseinrichtung
COM. Der Empfangsteil RP' ist
zwischen einem ersten Dateneingang I und einem ersten Datenausgang
O angeschlossen, und auf ähnliche
Weise ist der Sendeteil TP' zwischen
einem zweiten Dateneingang I' und einem
zweiten Datenausgang O' angeschlossen.
Ein zusätzlicher
Ausgang des Empfangsteils RP' ist
an einen Eingang der Gruppierungs-Vorrichtung GRM angeschlossen,
deren erster Ausgang an den Gruppen-Speicher GM und deren zweiter
Ausgang an die Kommunikationseinrichtung COM angeschlossen ist. Die
letztgenannte Kommunikationseinrichtung COM ist weiterhin über einen
Ausgang an den Eingang I1 des Sendeteils TP' angeschlossen. Zwischen einem Ausgang
des Gruppen-Speichers GM und einem zweiten Eingang I2 des Sendeteils
TP' sind der Selektor
SEL und der Nachrichten-Generator
MGM in Reihe angeschlossen.
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Über
ihren Empfangsteil RP' empfängt die Zentralstation
CS Statusinformationen von den verschiedenen Netzwerkendstellen
T1, T2, T3 und T4. Diese Statusinformationen beschreiben zum Beispiel den
Füllstand
von Warteschlangen oder Puffern in den Netzwerkendstellen T1, T2,
T3 und T4. Auf der Grundlage dieser Statusinformationen, der Aktivität der Netzwerkendstellen
T1, T2, T3 und T4 und einiger anderer Parameter stellt die Gruppierungs-Vorrichtung
GRM in der Zentralstation CS Gruppen von Endstellen zusammen: G1,
G2, G3, G4, .... Die Gruppierungs-Vorrichtung GRM ordnet jeder Gruppe
G1, G2, G3, G4, ..., die sie zusammenstellt, eine Gruppen-Kennung
GI1, GI2, GI3, GI4, ... zu. Die Gruppen-Kennungen GI1, GI2, GI3,
GI4, ... und Informationen bezüglich
der Zusammenstellung jeder Gruppe werden dann an den Gruppen-Speicher
GM angelegt, um in ihm gespeichert zu werden, und an die Kommunikationseinrichtung
COM, um an die Netzwerkendstellen T1, T2, T3 und T4 übertragen
zu werden. Für
jede neue Gruppen-Kennung
speichert der Gruppen-Speicher GM einen neuen Eintrag. Wenn die
von der Gruppierungs-Vorrichtung GRM empfangene Gruppen-Kennung
bereits existiert, wird der damit verbundene Eintrag im Gruppen-Speicher
GM überschrieben.
Dies ist so, wenn sich die Zusammensetzung einer vorhandenen Gruppe
geändert
hat. Die Kommunikationseinrichtung COM bettet die Information bezüglich der
Gruppen in Nachrichten ein und legt diese Nachrichten an den Sendeteil
TP' über deren
Eingang I1. Der Sendeteil TP' rundsendet dann die
Nachrichten in Richtung der Endstellen T1, T2, T3 und T4, so dass
alle über
die Zusammensetzung der Gruppen unterrichtet werden.
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Der Empfangsteil RP von Endstelle
T2 filtert alle Nachrichten des gerade beschriebenen Typs aus, die
Informationen einer Gruppe enthalten, in der Endstelle T2 enthalten
ist, und legt die Information an den Speicher MEM, um sie dort zu
speichern. In diesem Speicher MEM wird für jede Gruppe, von der Endstelle
T2 einen Teil bildet, ein Eintrag gespeichert. Nehmen wir zum Beispiel
an, dass die in 3 gezeigte
Zentralstation CS 4 Gruppen G1, G2, G3 und G4 mit den Kennungen
GI1, GI2, GI3 und GI4 zusammengestellt hat, und entsprechende Zusammenstellungen
T1 und T2 für
G1, T2 und T3 für
G2, T3 und T4 für
G3 und T4 und T1 für
G4 vorliegen. Dann speichert Endstelle T2 im MEM, dass es Teil der
Gruppe G1 ist, indem sie in einem ersten Eintrag die Gruppen-Kennung GI1 speichert,
und dass es Teil der Gruppe G2 ist, indem sie in einem zweiten Eintrag
die Gruppen-Kennung GI2 speichert. Zusätzlich dazu speichert die Endstelle
T2 ihren Index in den Gruppen, zu denen sie gehört. Für Gruppe G1 mit der Kennung
GI1 speichert Endstelle T2 somit, dass sie die zweite Endstelle
der Gruppe ist, und für Gruppe
G2 mit der Kennung GI2 speichert Endstelle T2, dass sie die erste
Endstelle in der Gruppe ist. Die Indizes 2 und 1 werden somit in
der zweiten Spalte des Speichers MEM in 2 abgelegt. Auf dieser Stufe kennt die
Zentralstation CS die Zusammensetzung aller Gruppen von Endstellen
und jede Netzwerkendstelle T1, T2, T3 und T4 ist über die
Gruppen unterrichtet, in denen sie Mitglied ist und kennt ihren
Index in der Gruppe. Die Phase der vorherigen Zusammenstellung der
Gruppen von Endstellen und der Definition einer Reihenfolge innerhalb
jeder Gruppe von Endstellen ist hiermit beschrieben.
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Wie bereits oben erklärt, muss
die Zentralstation CS jedes Mal, wenn sie eine PLOAM-(Physical Layer
Operation Administration and Maintenance)-Zelle in Downstream-Richtung rundsendet, Genehmigungs-Informationen
für die
Endstellen hierin einbetten. Hierzu wählt der Selektor SEL Gruppen aus
dem Gruppen-Speicher GM. Die Auswahl kann zufällig erfolgen, man kann jedoch
auch an leistungsfähigere
Wege zur Auswahl von Gruppen denken. Gruppen können zyklisch ausgewählt werden,
Gruppen mit kürzlich
mehr aktiven Endstellen können
eine höhere
Priorität
bekommen als Gruppen, die kürzlich weniger
aktive Endstellen enthalten, Gruppen können auf der Grundlage von
Anforderungs-Informationen von Endstellen ausgewählt werden oder auf der Grundlage
der Status- und der Dienstqualitäts-Informationen,
mit der der Füllstand
von Warteschlangen in den verschiedenen Netzwerkendstellen beschrieben
wird, usw. Wie dem auch sei, der Selektor SEL endet mit einer Auswahl
von Gruppen von Endstellen, denen es erlaubt wird, Upstream-Bursts in hierfür zugewiesenen
Zeitschlitzen zu senden. Die Gruppen-Kennungen der gewählten Gruppen
werden an den Nachrichten-Generator MGM übertragen, der die Gruppen-Kennungen
in Genehmigungs-Nachrichten einbettet. Die Genehmigungs-Nachrichten werden schließlich vom
Sendeteil TP' in
die Genehmigungs-Felder der PLOAM-Zelle eingefügt, und die PLOAM-Zelle wird
in Downstream-Richtung rundgesendet, um im Empfangsteil jeder Netzwerkendstelle empfangen
zu werden.
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Nehmen wir zum Beispiel an, dass
der Selektor SEL Gruppe G2 ausgewählt hat, so dass die Gruppen-Kennung
GI2 in eines der Genehmigungs-Felder einer in Downstream-Richtung rundgesendeten
PLOAM-Zelle eingebettet ist. Wenn diese PLOAM-Zelle vom Empfangsteil
RP von Endstelle T2 aus 2 empfangen
wird, wird die Gruppen-Kennung GI2 an den ersten Eingang des Vergleichers CMP
angelegt. Der Vergleicher vergleicht diese Gruppen-Kennung GI2 mit
den Gruppen-Kennungen GI1 und GI2, die in den verschiedenen Einträgen des Speichers
MEM gespeichert sind und erkennt, dass einer der Einträge mit der
Gruppen-Kennung GI2 übereinstimmt,
die aus der PLOAM-Zelle entnommen wurde. Dies wird der Steuerung
CTRL angezeigt, der weiterhin über
den Index der Genehmigungs-Nachricht
informiert wird, welche die Gruppen-Kennung GI2 in der PLOAM-Zelle
enthält,
sowie über
den Index von Endstelle T2 in der Gruppe G2, die im Speicher MEM
gespeichert ist. Mit dieser Information kann die Steuerung CTRL
exakt bestimmen, welcher Upstream-Zeitschlitz vom Sendeteil TP der Endstelle
T2 belegt werden kann, um einen Upstream-Burst zu senden. Die Steuerung
aktiviert den Sendeteil TP, um im richtigen Zeitschlitz einen Upstream-Burst
zu senden.
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Betrachten wie zum Beispiel die Situation,
in der eine PLOAM-Zelle pro Upstream-Rahmen in Downstream-Richtung gesendet
wird. Ein solcher Upstream-Rahmen hat eine feste Länge und
eine feste Anzahl von Zeitschlitzen. Jede PLOAM-Zelle hat somit
exakt die feste Anzahl von Zeitschlitzen zu Netzwerkendstellen zuzuweisen.
Wenn die Gruppen, die von der Zentralstation CS zusammengestellt
wurden, jede 2 Netzwerkendstellen enthalten, wie in dem oben angegebenen
Beispiel, und wenn die fünfte
Genehmigungs-Nachricht in einer PLOAM-Zelle, die von Endstelle T2
empfangen wurde, die Gruppe-Kennung GI2 enthält, dann weiß diese
Endstelle T2, dass sie die Erlaubnis hat, Zeitschlitz 9 (4 x 2 +
1) des nächsten
Upstream-Rahmens zu belegen. Hierin stellt die 4 die Anzahl vorheriger
Genehmigungs-Nachrichten in derselben PLOAM-Zelle dar (die der Index
der aktuellen Genehmigungs-Nachricht in der PLOAM-Zelle minus 1
ist), die 2 stellt die Anzahl von Netzwerkendstellen in einer Gruppe
dar, und die 1 stellt den Index von Endstelle T2 in Gruppe G2 dar.
Angenommen, alle Zeitschlitze haben eine feste Länge oder jeder Upstream-Rahmen wird aus der
selben Sequenz von Zeitschlitzen mit unterschiedlichen Längen gebildet – wie die Upstream-Rahmen,
die in dem Vorschlag an die FSAN-OAN-Gruppe, der in der Einleitung
dieser Patentanmeldung erwähnt
wird, beschrieben wird, und der aus einer ersten Sequenz von Standard-Zeitschlitzen
und einer zweiten Sequenz von kurzen Zeitschlitzen gebildet wird – dann kann
die Endstelle T2 die Startzeit für
die Übertragung
des Upstream-Burst bestimmen.
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Es muss angemerkt werden, dass die
Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht ausschließt, dass
die Zeitschlitze variable Längen
haben, wie z. B. in der ebenfalls eingereichten Patentanmeldung
mit dem gleichen Anmelde-Datum und dem gleichen Anmeldet mit dem
Titel "Verfahren
zur Zeitschlitzverwaltung und Hauptstation und Unterstation, die
ein solches Verfahren realisieren und Zeitmultiplexnetz mit Vielfachzugriff,
das eine solche Hauptstation und eine solche Unterstation enthält". In diesem Fall
benötigt
eine Netzwerkendstelle zusätzliche
Informationen, um in der Lage zu sein, die Startzeit für die Übertragung
eines Upstream-Bursts zu bestimmen. Diese zusätzliche Information kann die Länge der
einzelnen Zeitschlitze sein, die anderen Endstellen zugewiesen wurden,
so dass sie daraus die Startzeit des Zeitschlitzes berechnen kann,
der ihr selbst zugewiesen ist, oder sie kann ein Offset zu einem
Zeit-Referenzpunkt sein. Dieser Zeit-Referenzpunkt kann zum Beispiel
die Startzeit eines Upstream-Rahmens sein oder die Startzeit eines Standard-Zeitschlitzes, von
dem ein kurzer Zeitschlitz einen Teil bildet, wenn nur die Länge der
kurzen Zeitschlitze änderbar
gemacht wird. Solche Informationen und die Informationen, welche
die Länge des
Zeitschlitzes, welcher der Endstelle selbst zugewiesen ist, anzeigen,
können
auch in dem in 2 gezeigten
Speicher MEM gespeichert werden. In 2 ist
zum Beispiel eine zusätzliche
Spalte vorgesehen, um die Länge
des Zeitschlitzes zu speichern, welcher der Endstelle T2 selbst
innerhalb der speziellen Gruppe G1 und G2 zugeordnet ist. Für beide Gruppen
G1 und G2 ist diese Länge
gleich 7 Byte.
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Eine weitere Anmerkung ist, dass
die Menge der Downstream-Bandbreite, die im Vergleich zum bekannten
Verfahren der Zuweisung einer bestimmten Anzahl von Zeitschlitzen
zu Endstellen gewonnen wird, proportional zur Größe der Gruppen ist, ausgedrückt als
Anzahl von Netzwerkendstellen, aus denen sie zusammengesetzt ist.
Dies ist gleichbedeutend mit der Angabe, dass die Anzahl der Zeitschlitze,
die zu Netzwerkendstellen zugewiesen werden können, wenn eine bestimmte verfügbare Downstream-Bandbreite
gegeben ist, proportional zur Größe der Gruppen
ist. Da sich jedoch die Flexibilität der Zuweisung von Zeitschlitzen
zu Netzwerkendstellen mit der Größe der Gruppen
verringert, gibt es einen Kompromiss zwischen der Benutzung der
Bandbreite und der Netzwerk- Flexibilität, der es Netzwerk-Designern
erlaubt, eine geeignete Auswahl der Größe der Gruppe zu treffen.
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Weiterhin wird angemerkt, dass die
Verwendung des Speichers MEM, wie oben beschrieben, überflüssig ist,
wenn die Netzwerkendstelle T2 in der Lage ist, aus einer vordefinierten
Mitgliedschafts-Beziehung zu bestimmen, zu welcher Gruppe sie gehört. In dem
oben angegebenen Beispiel wird zum Beispiel jede Gruppe aus einer
Endstelle gebildet, deren Endstellen-Kennung gleich der Gruppen-Kennung
ist, und aus einer zusätzlichen
Endstelle, deren Kennung auf die Kennung der ersten Endstelle folgt. So
besteht Gruppe G3 mit der Kennung GI3 aus einer Endstelle T3 mit
der Kennung TI3 und einer Endstelle T4 mit der Kennung TI4. Wenn
diese Regel immer eingehalten wird, kann jede Netzwerkendstelle aus
ihrer eigenen Kennung die Gruppen-Kennungen der Gruppen, zu denen
sie gehört,
bestimmen, und als Folge davon muss hierzu keine Speicherkapazität bereitgestellt
werden.
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Eine weitere Anmerkung ist, dass
obwohl die Verbindungen L, L1, L2, L3 und L4 in der oben beschriebenen
Ausführung
Verbindungen mit optischen Fasern sind, die Anwendung der vorliegenden
Erfindung nicht durch das Übertragungsmedium, über das Daten übertragen
werden, beschränkt
ist. In jedem Netzwerk mit einer Mehrpunkt-zu-Punkt-Architektur, in
dem Endstellen Verbindungen im Zeitmultiplex gemeinsam nutzen, unabhängig von
der Tatsache, ob diese Verbindungen verdrillte Fernsprech-Doppelleitungen,
Koaxialkabel-Verbindungen, Satelliten-Verbindungen oder Funkverbindungen über die
Luft sind, kann die Verwendung von Downstream-Bandbreite zum Rundsenden
der Upstream-Zeitschlitz-Genehmigungs-Information gemäß der vorliegenden Erfindung
optimiert werden.
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Obwohl die Prinzipien der Erfindung
oben in Zusammenhang mit einer speziellen Vorrichtung beschrieben
wurden, muss deutlich verstanden werden, dass diese Beschreibung
nur als Beispiel dient und keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung
darstellt, wie er in den angefügten
Ansprüchen definiert
ist.