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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Vermitteln zeitmultiplexter
Digitalsignale, und genauer gesagt, zum Vermitteln zeitmultiplexter
(time-division-multiplexed) Digitalsignal bei unterschiedlichen
Bitraten.
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HINTERGRUND
UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Anforderungen
für digitale
Telekommunikationsdienste werden zunehmend unterschiedlich. Um diesen
unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, ist es wünschenswert,
bestehende Telekommunikationsübertragungen
und Vermittlungseinrichtungen anzupassen, von denen einige zuerst
für digitale
Kommunikation basierend auf 64 kb/s Kanälen ausgelegt waren, so dass
sie nun Übermittlungen von
Kanälen
bei unterschiedlichen Bitraten handhaben. Digitalisierte Sprachsignale
werden typischerweise bei der Basisrate (Normalrate) von 64 Kilo-Bit pro
Sekunde (kbps) übermittelt,
entsprechend einer Abtastrate von 8 kHz und einer Zuweisung von
8 Bits pro PCM-codierter Abtastung. Eine Anzahl von Normalratenkanälen werden
in einem Digitalsignal zeitmultiplext, wobei eine 8-Bit-Abtastung
eines Kanals einen Zeitschlitz in dem Rahmen des Signals besetzt. Das
bedeutet, dass Abtastungen bei einem Normalraten-"Kanal" 8000 Mal pro Sekunde
(8 × 8000
= 64000) vermittelt werden. Jedoch übermittelt nicht jede Telekommunikationsanwendung
eine digitale Information bei dieser Rate. Beispielsweise können Datenquellen
und -bestimmungen bzw. Ziele, ebenso wie Mobiltelephoniesprachkanäle niedrigere
Bitraten-Kanäle
verwenden, z. B. 16 kbps, die oft als "Unterraten"-Kanäle
bezeichnet werden. Somit besteht ein Bedarf für bestehende Telekommunikationseinrichtungen
normalratendigitalisierte Sprachkanäle (definiert zu Beschreibungszwecken
und keine Beschränkung
auf ein Kanal mit einer Bandbreite gleich 64 kbps) ebenso zu handhaben,
wie Unterratenkanäle
(definiert als ein Kanal mit einer Bandbreite gleich etwas weniger
als ein Normalraten-64-kbps-Kanal, z. B. 8 kbps, 16 kbps, 64 kbps...
etc.)
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Traditionelle
Herangehensweisen, um Normalraten- und Unterratenkanäle zu handhaben,
haben auf ein Entwickeln neuer und immer komplizierter Digitalvermittlungsausgestaltungen
vertraut. Zusätzlich
zu einer erhöhten
Komplexität
und Kosten verwenden diese Herangehensweisen auch nicht die bestehende
Vermittlungsinfrastruktur, die für
viele Normalratenübermittlungen
und Vermittlungsanwendungen akzeptabel ist. Der Artikel "Advanced Multimedia
Time Division Multiplexer" von
M. Tokunaga aus dem JAPAN TELECOMMUNICATIONS REVIEW, Vol. 30, No.
3, Juli 1998, Seiten 42–50,
offenbart einen Zeitmultiplexer, der Multimediasignale einschließlich Stimme,
Niedriggeschwindigkeitsdaten und Hochgeschwindigkeitsdaten multiplext.
Tokunaga offenbart keine Zeit-Raum-Vermittlung, die sowohl eine
Normalratenvermittlung als auch eine Unterraten-Vermittlung aufweist.
EP 0 155 025 beschreibt ein
digitales Vermittlungsnetzwerk zum Vermitteln durch Unterratenkanäle und schliest
einen zusätzlichen
Raumschritt zwischen der Vermittlungsmatrix und der Ausgabezeitstufe
ein, um eine Bit-Vermittlung
durchzuführen.
U.S. Patent 4,841,522 offenbart einen zeitgeteilten Kanalvermittlungsschaltkreis,
mit Zeitvermittlungen und Auswählern,
die einen Unterkanal auf der eingehenden Seite erlauben muss, der auf
einen Unterkanal auf der ausgehenden Seite vermittelt werden soll.
EP 0 483 516 offenbart eine
Unterraten-Zeit-Vermittlung.
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Eine
andere Herangehensweise zum Unterbringen von Unterrateninformation
ist es, einen "Superrahmen" zu konstruieren,
der mehrfache Unterrahmen enthält.
In U.S. Patent 4,547,877, beispielsweise enthält ein Superrahmen, der in
einem Vermittlungsmodul vorgesehen ist, Zeitschlitze aus 20 Rahmen
mit 23 Kanälen
pro Rahmen, um einen niedrigsten Bitraten-2,4kbps-Unterkanal unterzubringen.
In diesem Fall endet ein Superrahmen beim Bestehen aus 18400 Zeitschlitzen.
Zusätzlich
zu der zusätzlichen
Komplexität
eines Superrahmens ist ein anderer signifikanter Nachteil von Unterraten-Vermittlungstechniken,
die Unterratenkanäle
auf Superrahmen multiplexen, dass jeder Unterratenkanal in einem
oder mehreren 8-Bit-Zeitschlitzen des Superrahmens erfasst ist.
Als ein Ergebnis muss ein ganzes 8-Bit Byte von Information vermittelt
werden, anstatt nur die individuellen Bits (weniger als ein Byte)
zu vermitteln, die den Unterratenkanal ausmachen. Beträchtliche
Verzögerungen
werden durch Aufbauen müssen
eines Bytes aus den individuellen Unterratenkanal-Bits hinzugefügt. Das
Superrahmen-Unterraten-Vermittlungssystem in dem 4,547,877 Patent benötigt ein
Bearbeitungssynchronisierungssschema, ebenso wie spezielle Bits,
die innerhalb des Superrahmens als Unterraten-"Signaturen" zugewiesen sind,
um eine Unterraten-Vermittlung innerhalb des Superrahmens zu erleichtern.
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Was
benötigt
wird, ist eine Unterraten-Vermittlung, die implementiert werden
kann und mit einer bestehenden Vermittlungstechnologie zusammenarbeitend
funktioniert, die aber ebenso effiziente Unterraten-Vermittlung
individueller Subratenkanäle
erlaubt. Eine derartige Unterraten-Vermittlung, die bestehende Vermittlungsinfrastrukturen
verwendet, sollte keine Arbeitsprotokolle benötigen, die auf "Superrahmen" und spezialisierten
Unterraten-Vermittlungs-Bits
beruhen. Eine Unterraten-Vermittlung sollte effizient individuelle
Bits innerhalb eines Zeitschlitzes vermitteln, statt den ganzen
Zeitschlitz selbst vermitteln zu müssen. Mit anderen Worten, sollten
in einen Zeitschlitz multiplexte Unterratenkanäle fertig auf separate Ziele
vermittelt werden, statt dann derartige Unterratenkanäle alle
zu dem gleichen Ziel zu routen. Jedoch sollte eine derartige Unterraten-Vermittlung nicht
auch die Vermittlung von Normalratenkanälen handhaben müssen. Anstelle
dessen ist es wünschenswert,
dass sowohl eine Normalratenvermittlung, als auch eine Unterraten-Vermittlung zum Bereitstellen
einer effizienten Vermittlung von sowohl Normal- als auch Unterratenkanälen verwendet
werden kann.
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Daher
ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein effizientes und ökonomisches
Unterraten-Vermittlungssystem bereitzustellen, das zum Verwenden
mit bestehender Telekommunikationsinfrastruktur ebenso angepasst
werden kann, wie mit neuentwickelnder Telekommunikationstechnologie.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine modulare "Add-on"-Unterraten-Vermittlung
bereitzustellen, die modular zu einer Normalraten-Telekommunikationsvermittlung
hinzugefügt
werden kann, um eine Unterraten-Vermittlung von Unterratenkanälen zu handhaben,
die auf Normalratenkanäle
multiplext sind.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine modulare, Add-on-Unterraten-Vermittlung bereitzustellen,
bei der verschiedene Unterratenkanäle einen Normalratenkanalpfad
durch eine Normalratendigitalvermittlung teilen können, die
jedoch unabhängig
von einander auf verschiedene Ziele über die Add-on-Unterraten-Vermittlung
vermittelt werden können.
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Es
ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Unterraten-Vermittlungsarchitektur
bereitzustellen, die die obigen Probleme unter Verwendung einer
verhältnismäßig einfachen
und effektiven Unterraten-Vermittlungsarchitektur löst. Genauer
gesagt, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Unterraten-Vermittlungsarchitektur bereitzustellen,
die sowohl eine Vermittlung in Zeit als auch Raum unter Verwenden
eines Bereiches von Vermittlungsspeichern einschließt, in denen
ein einzelnes Byte und ein einzelnes Bit innerhalb des Bytes aus
den Vermittlungsspeichern ausgewählt
werden kann unter Verwenden einer einzelnen Steuerungsadresse, um
eine Unterraten-Vermittlung
auf einer Bit-Ebene zu erreichen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effiziente und
effektive Unterraten-Vermittlung bereitzustellen, ohne "Superrahmen", spezielle Unterraten-Bit-Bereiche oder
die mit einem Multiplexen von Unterratenkanälen auf einen Superrahmen einhergehenden
Verzögerungen,
bearbeiten zu müssen.
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Diese
Aufgaben und andere Aufgaben werden durch ein digitales Telekommunikationsvermittlungssystem
der vorliegenden Erfindung erreicht. Eine Haupt-Normalratenvermittlung
weist mehrfache bidirektionale Ports zum ausgewählten Vermitteln von Normalratenkanälen auf,
die auf eingehende und ausgehende zeitgeschlitzten Digitalleitungen
multiplext werden. Ein Zeitschlitz schließt eine vorbestimmte Anzahl
von Bits ein, z. B. 8 Bits. Die Haupt-Normalratenvermittlung vermittelt
Zeitschlitze zu irgendeinem anderen Vermittlungsport, die von irgendeinem der
Vermittlungsports empfangen wurden. Eine mit der Normalratenvermittlung
verbundene "Add-on"-Unterraten-Vermittlung vermittelt
ausgewählt
ein oder mehrere Bits (entsprechend einem oder mehreren Unterratenkanälen) innerhalb
eines Zeitschlitzes bei einer Datenübermittlungsrate, die geringer
ist als die Normalrate.
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Mehrfache
langsamere Datenraten werden innerhalb des Digitalsignals, d. h.
Unterratenkanäle, zeitmultiplext.
Die Abtastungen eines Unterratenkanals können durch Verwenden von Bits
0, 1, 2, ... 7 durchgeführt
werden und Abtastungen einiger Unterratenkanäle können den gleichen Zeitschlitz
(in verschiedenen Bit-Positionen) des Rahmens teilen. Die Normalratenvermittlung
routet diese Unterrateninformation aufweisenden Zeitschlitze, die
zu den Unterraten-Vermittlungen
zu vermitteln sind, und die Unterraten-Vermittlung verbindet jeden individuellen Unterratenkanal
geeignet mit seinem geeigneten Ziel. Die Zeitschlitze, die an Ausgangsports
der Unterraten-Vermittlung erzeugte Unterrateninformation aufweisen,
werden zu der Normalratenvermittlung für eine weitere Übermittlung
zurückgegeben.
In einer Ausführungsform
ist die Normalübermittlungsrate
64 kbps und die Unterratenübermittlungen
können
8, 16, 32, 40, 48 und 56 kbps einschließen.
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Die
Unterraten-Vermittlung ist für
eine optimale Vermittlung von Unterratenkanälen ausgelegt und vermittelt
in einer beispielhaften Ausführungsform
ausgewählt
Unterratenkanäle
in Zeit und in Raum. Wegen ihrer modularen Struktur kann die Unterraten-Vermittlung
zu bestehenden Normalratenvermittlungen verschiedener Architekturen
hinzugefügt
werden. Zum Beispiel kann die Unterraten-Vermittlung modular zu einer Zeit-Raum-Zeit
(TST) Normalratenvermittlung hinzugefügt werden, die eine Mehrzahl
von Zeitvermittlungsmodulen und Raumvermittlungsmodulen ebenso wie
nicht-blockierende Zeit-Raum (TS) konfigurierte Vermittlungen einschließt.
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Die
Unterraten-Vermittlung schließt
vorzugsweise eine Matrix von Datenspeichern zum Speichern von Zeitschlitzdaten
ein. Abtastungen, die von einem Eingangsvermittlungsport kommen,
werden in Datenspeicher einer Reihe der Matrix geschrieben. Daher
enthalten alle Datenspeicher in einer Reihe die gleichen Daten.
Multiplexer wählen
einen Zeitschlitz in einem der Datenspeicher in einer Spalte der
Matrix ebenso aus, wie ein oder mehrere individuelle Bits in dem
ausgewählten
Zeitschlitz. Auf diese Weise können
ein oder mehrere individuelle Bits in jedem Zeitschlitz durch die
variable Ratenvermittlung ausgewählt
vermittelt werden. Eine Mehrzahl von Steuerungsspeichern werden
jedem Steuerungsspeicher entsprechend einer der Spalten von Datenspeichern in
der Matrix bereitgestellt. Jeder Steuerungsspeicher wählt adressierbar
ein Bit aus einem Zeitschlitz aus einem der Datenspeicher in der
Spalte aus, um ein einzelnes Ausgangs- Bit zu erzeugen, derart, dass m von
Steuerspeichern adressierte Ausgangs-Bits (wobei m die Anzahl der
Bits in dem Zeitschlitz ist), in einem Ausgangszeitschlitz kombiniert werden
und zu der Normalratenvermittlung zurückgegeben werden. Vorausgesetzt,
dass alle Datenspeicher in einer Zeile die gleichen Daten enthalten, kann
eine Gruppe von Datenspeichern in anderen Ausführungsformen durch einen Datenspeicher
ersetzt werden, der einmal geschrieben wird und n mal in einem Zeitschlitzzyklus
gelesen wird. Der Wert n hängt
von der Zugriffszeit auf eine Stelle in dem Datenspeicher ab. In
diesem Fall können
Steuerungsspeicher für
adressierbares Auswählen
und Auslesen von n individuellen Bits aus der Spalte von Datenspeichern
durch einen einzelnen Steuerungsspeicher mit einer Anzahl von Stellen
ersetzt werden, die n mal die in einem Steuerungsspeicher ist, die
ein einzelnes Bit steuert und n mal in einem Zeitschlitzzyklus gelesen
wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein vorteilhaftes Verfahren
zum Vermitteln unterschiedlicher Raten digitaler Telephoniekanäle bereit.
Die durch eine Normalratentelekommunikationsvermittlung zwischen
irgendeinem von einer Vielzahl eingehender und ausgehender digitaler
Verbindungen durch bidirektionale Vermittlungsports empfangenen Normalratenanforderungen
werden bei einer ersten Vermittlungsrate vermittelt. Jedoch routet
die Normalraten-Vermittlung
einen Zeitschlitz, der Unterrateninformation zu einer gewidmeten
modularen Unterraten-Telekommunikationsvermittlung
oder einer Vermittlungserweiterung aufweist. Unterratenkanäle werden
in der Unterraten-Vermittlung bei Vermittlungsraten vermittelt,
die langsamer sind als die erste Vermittlungsrate, und werden dann
zu der Normalratenvermittlung zurückgegeben.
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Jede
Anfrage für
eine Vermittlungsverbindung zwischen zwei Kanälen berichtet, ob die Kanäle die erste
oder zweite Rate unterstützen.
Für einen ersten
(Normal)-Ratenkanal wird der Vermittlungspfad durch die Normalratenvermittlung
unabhängig von
der Unterraten-Vermittlung eingerichtet. Für einen zweiten (Unter)-Ratenkanal
wird ein Vermittlungspfad durch sowohl die Normalraten-, als auch die
Unterraten-Vermittlung eingerichtet. Somit werden drei Grundverbindungen
eingerichtet, um einen Unterratenkanal zu vermitteln. Zuerst wird
eine eingehende Normalratenkanalverbindung in der Normalratenverbindung
eingerichtet, um den den eingehenden Unterratenkanal enthaltenden
Zeitschlitz, mit der Unterraten-Vermittlung
zu verbinden. Als zweites wird eine ausgehende Normalratenkanalverbindung in
der Normalratenvermittlung eingerichtet, um den Unterratenkanal
enthaltenden Zeitschlitz, der von der Unterraten-Vermittlung ausgeht,
mit dem ausgehenden Kanal zu verbinden. Als drittes wird eine zweite Ratenkanalverbindung
in der Unterraten-Vermittlung eingerichtet. Danach wird die zweite
Ratenkanalverbindung mit der eingehenden und ausgehenden ersten
Ratenkanalverbindung verbunden. Alternativ können halbdauerhafte Verbindungen
zwischen den Normalratenvermittlungs- und den Unterraten-Vermittlungszeitschlitzen
zum Tragen von Unterratenkanälen
eingerichtet werden. Auf diese Weise muss nur eine Verbindung auf
Anfrage eingerichtet werden, weil die zwei halbdauerhaften Verbindungen
zwischen der Unterraten-Vermittlung
der Normalratenvermittlung schon eingerichtet sind.
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Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
vollständiger
beschrieben und besser verstanden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung, im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm eines 8-Bit-Zeitschlitzes, das darstellt, wie vier
16 kbps Unterkanäle in
den Zeitschlitz gepackt sind;
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2 ist
ein High-Level-Diagramm, das ein Telekommunikationsvermittlungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, das eine modulare Unterratentelekommunikationsvermittlung
mit einer Normalratentelekommunikationsvermittlung verkörpert;
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3 ist
ein Pfadmodell, das Grundverbindungen darstellt, die zwischen der
Normalraten- und Unterraten-Vermittlung hergestellt wurden, die
in 2 gezeigt ist;
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4 ist
ein Diagramm, das darstellt, wie eine Unterratenverbindung zwischen
eingehenden und ausgehenden Trägern über die
Normalraten- und Unterraten-Vermittlungen implementiert werden;
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5 ist
ein detaillierterer Überblick
der Schnittstelle zwischen der Normalraten- und Unterraten-Vermittlung;
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6 zeigt
ein Beispiel-Routen eines Normalratenkanals durch die Normalratenvermittlung;
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7 zeigt
ein Beispiel-Routen eines Unterratenkanals durch die Normalraten-
und Unterraten-Vermittlung;
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8 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das die logische Struktur der Unterraten-Vermittlungsarchitektur
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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9 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das die logische Struktur der Unterraten-Vermittlungsarchitektur
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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10 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das eine logische Struktur der Unterraten-Vermittlungsarchitektur
gemäß noch einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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11 stellt
das Format einer Steuerungsspeicheradresse dar;
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12 stellt
das Datenformat für
jeden Steuerspeicherungsspeicherplatz dar;
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13 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das die Hinzufügung eines Unterraten-Vermittlungsmoduls
zu einer bestehenden Zeit-Raum-Zeit-Telekommunikationsvermittlung darstellt,
die als die Gruppe eines Vermittlungsuntersystems bezeichnet wird;
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14 stellt
detaillierter bevorzugte Unterraten-Vermittlungsverbindungen zwischen Zeitvermittlungsmodulen
(TSMs) in dem Gruppen-Vermittlungsuntersystem
dar.
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15 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das die Anwendung der modularen Unterraten-Vermittlung
auf ein laufend entwickeltes Uniswitch-Zeit-Raumkonfiguriertes Telekommunikationsvermittlungssystem
darstellt;
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16 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Unterraten-Vermittlung, die als eine Unterratenerweiterungseinheit
der Uniswitch-Vermittlungsarchitektur
konfiguriert ist;
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17 ist
ein Funktionsblockdiagramm der Unterraten-Vermittlungsmatrixstruktur gemäß der Uniswitch-Anwendung; und
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18 ist
ein Funktionsblockdiagramm, das eine bevorzugte Implementationsstruktur
der Unterraten-Vermittlungsmatrix
darstellt, die in 17 dargestellt ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden Beschreibung werden zum Erklärungszweck und nicht einschränkend spezifische
Details ausgeführt,
wie besondere Schaltkreise, Schnittstellen, Techniken etc., um ein
eingehendes Verständnis
der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Jedoch wird dem Fachmann
klar sein, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen
abweichend von diesen spezifischen Details ausgeführt werden
kann. In anderen Beispielen werden detaillierte Beschreibungen von
wohlbekannten Verfahren, Vorrichtungen und Schaltkreisen ausgelassen,
um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht mit unnötigen Details
zu verschleiern.
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Bezuggenommen
wird auf 1, die zeigt, wie Unterratenkanäle in Zeitschlitze "gepackt" sind. Insbesondere
sind einzelne Normalratenkanäle
(z. B. bei einer Rate von 64 kbps) in 8-Bits (0 bis 7) Zeitschlitze
in den Rahmen gepackt. Vier Unterkanäle (0 bis 3) sind in einen
Zeitschlitz gepackt, die bei einem Viertel der Normalrate übermittelt
werden, in diesem Beispiel 16 kbps). Einige Telefonausrüstungen
verwenden sowohl Normalraten-, als auch Unterratenkanäle. In einem
europäischen
GSM-Netzwert für mobile
Telephoniesysteme beispielsweise ist ein Basisstation-Transceiver
mit dem Basisstationscontroller mit 2 Mbps PCM-Verbindungen verbunden,
wobei jede Verbindung sechs 64 kbps Signalisierungskanäle und achtundvierzig
16 kbps Verkehrskanäle
enthält.
Der Fachmann wird natürlich
würdigen,
dass andere Beispiele von Unterratenkanälen und Normalratenkanälen verwendet
werden können.
In derartig "gemischten"-Raten-Anwendungen
ist es typisch, dass nur ein Bruchteil des gesamten Verkehrs auf
einer Unterratenebene vermittelt wird. In der Tat wird die Mehrzahl
des Verkehrs bei der Normalrate vermittelt. Wie schon beschrieben,
sind bestehende Normalratenvermittlungen nicht ausgelegt, um effizient und
effektiv Unterratenkanäle
zu vermitteln. Durch Verwenden einer besonders ausgelegten modularen Unterraten-Vermittlung, um Unterratenkanäle zu vermitteln,
führt die
vorliegende Erfindung effizient und effektiv die durch eine besondere
Telekommunikationsanwendung angeforderten Unterraten-Vermittlungsfunktionen
aus, ohne die Normalratenvermittlung neu auslegen zu müssen.
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2 stellt
eine Basisebene auf der "Add-On" Unterraten-Vermittlungsarchitektur
dar. Insbesondere schließt
ein Telekommunikationsvermittlungssystem 10 eine Normalratenvermittlung
(in dem für
diese Beschreibung durchweg verwendeten Beispiel wird 64 kbps als
normal definiert) und eine Unterraten-Vermittlung 12 zum Vermitteln
von Unterratenkanälen
ein, die bei weniger als 64 kbps übermittelt werden. Somit wird
Verkehr von/zu äußerer Telekommunikationsausrüstung 16a...16n bei
einer Normalrate durch eine Normalratenvermittlung 14 vermittelt.
Unterraten-Vermittlungsverkehr
von/zu äußerer Telekommunikationsausrüstung wird über Verbindungen
durch die Normalratenvermittlung 14 zu der Unterraten-Vermittlung 12 geroutet
speziell zugewiesen, um Unterratenkanalvermittlung zu handhaben.
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Die
Unterraten-Vermittlung 12 ist mit der Normalratenvermittlung 14 mittels
einer oder mehrerer Verbindungen 18a... 18n verbunden,
wobei jede Verbindung eine Anzahl von Zeitschlitzen enthält. Die Unterraten-Vermittlung 12 verbindet
jedes Bit in jedem Zeitschlitz, kommend von der Normalratenvermittlung 14,
mit jedem Bit in jedem Zeitschlitz, das zu der Normalratenvermittlung 14 zurückkehrt.
Um einen Unterratenkanal C von einer externen Telekommunikationsausrüstung A
mit einem Unterratenkanal D auf einer externen Telekommunikationsausrüstung B
zu verbinden, werden die folgenden Prozeduren ausgeführt. Als
erstes wird eine Normalratenverbindung in der Normalratenvermittlung 14 von
dem Zeitschlitz auf einer externen Telekommunikationsausrüstung A
eingerichtet, die einen Unterkanal C zu jedem freien Zeitschlitz
auf der Unterraten-Vermittlung 12 enthält. Zweitens wird eine Verbindung
durch die Normalratenvermittlung von jedem anderen freien Zeitschlitz
auf der Unterraten-Vermittlung 12 zu dem Zeitschlitz auf
einer externen Telekommunikationsausrüstung B eingerichtet, die einen
Unterkanal D enthält.
Drittens wird eine Verbindung in der Unterraten-Vermittlung 12 zwischen
dem geeigneten Bit oder Bits (entsprechend den gewünschten
Unterkanälen)
innerhalb des Zeitschlitzes in der ersten und zweiten Prozedur ausgewählt. Während die
Verbindungen durch die Normalratenvermittlung 14 zu der Unterraten-Vermittlung 12 "auf Anforderung" hergestellt werden
kann, können
solche Verbindungen, wenn gewünscht,
auch als halbpermanente Verbindungen eingerichtet werden.
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Somit
wird bei der Normalrate zu vermittelnder Verkehr, der durch die
Normalratenvermittlung 14, wie gewöhnlich vermittelt. Unterraten-Verkehr wird
durch die Normalratenvermittlung 14 zu Unterraten-Vermittlung 12 vermittelt,
die besonders ausgelegt ist, um eine optimale Unterraten-Vermittlung
zu handhaben. Diese Architektur ist insbesondere vorteilhaft, weil
sie flexibel zu der bestehenden Normalraten-Vermittlungsarchitektur
hinzugefügt
werden kann, die ursprünglich
für einen
optimalen Betrieb bei Normalrate mit einer minimalen Auswirkung
zu dieser bestehenden Vermittlungsarchitektur ausgelegt ist. Auf
diese Weise kann Unterraten-Vermittlungsverkehr optimal durch das
Unterraten-Vermittlungsmodul mit minimaler Auswirkung auf die Hardware
des bestehenden Vermittlungssystems gehandhabt werden.
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3 zeigt
ein Pfadmodell, das nützlich
zum Erklären
ist, wie eine Unterratenverbindung eingerichtet wird. Um das Pfadmodell
zu vereinfachen und verallgemeinern, werden MUltiple Positionsknoten (MUP)
definiert. Jeder MUP entspricht einer Position, mit der eine generische
Vorrichtung mit der Vermittlung verbunden ist. Ein MUP spezifiziert
einen Normalratenkanal (einen Zeitschlitz), der an einem Vermittlungsport
endet. Da ein Vermittlungsport mehrere Zeitschlitze beendet, entspricht
der Port selbst mehreren MUPs. Eine Vermittlungsverbindung oder
ein Vermittlungspfad kann zwischen MUPs hergestellt werden.
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Wie
in 3 dargestellt, verwendet eine Unterraten-Vermittlung drei
physikalische Pfade, um zwei Unterkanäle zu verbinden oder zu vermitteln. Unterkanäle C und
D werden (entlang anderer Unterkanäle) an MUPs A bzw. B bereitgestellt.
MUPs X und Y werden in dem Bereich platziert, in dem die Unterraten-Vermittlung
verbunden ist. Entsprechend wird eine Übertragungsverbindung zwischen
eingehendem MUP A und MUP X eingerichtet. Dies ist eine Normalratenverbindung,
die in der Normalratenvermittlung 14 eingerichtet wird,
um einen eingehenden Zeitschlitz mit der Unterraten-Vermittlung 12 zu verbinden.
Dann wird eine Übertragungsverbindung eingerichtet,
die MUP Y mit einem ausgehenden MUP B verbindet. Dies wiederum ist
eine Normalratenverbindung, die in der Normalratenvermittlung 14 eingerichtet
wird, um die Unterraten-Vermittlung mit einem ausgehenden Zeitschlitz
zu verbinden. Dann wird eine Unterratenverbindung eingerichtet,
um Unterkanal C mit Unterkanal D zu verbinden. Für Darstellungszwecke kann diese
Unterratenverbindung eine N × 8
kbps Verbindung sein (wobei N eine ganze Zahl von 1 bis 7 ist),
die in der Unterraten-Vermittlung 12 eingerichtet wird,
d. h., 8, 16, 32, 40, 48 und 56 kbps.
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Mittels
der zwei Normalratenverbindungen endet der Unterkanal C bei MUP
X in der gleichen Unterkanalposition, die er bei MUP A aufweist,
und der Unterkanal D endet bei MUP Y in der gleichen Unterkanalposition
von MUP B. Diese zwei Normalratenverbindungen werden als "Übertragungs"- oder "Träger"-Verbindungen betrachtet.
Dann wird eine Unterratenverbindung eingerichtet, um Unterkanäle C und
D zu verbinden. Diese "Träger"-Verbindungen können halbpermanent
sein. Wenn sie "auf
Anfrage"-Verbindungen
sind, könnten
ein oder zwei Träger schon
für andere
Verbindungen eingerichtet sein; in diesem Fall müssen dann nur zwei oder eine
Verbindung eingerichtet werden.
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Somit
identifiziert eine Rufanfrage eingehende und ausgehende MUPs und
Unterkanalinformation, die die geeigneten Unter-MUPs ebenso wie
die angefragte Rate für
die Verbindung, d. h., den Wert von N, anzeigt, um eine Unterratenverbindung
zu erstellen. Diese Information wird dann durch Steuerungscomputer/Prozessoren
verwendet, die das Vermittlungssystem 10 steuern, um die
Zeitschlitze und Unterkanäle
zu bestimmen, um in der Verbindung verwendet zu werden. Die Unterkanalverbindung wird
in der Unterraten-Vermittlung 12 zwischen
dem Unterkanal C bei MUP X und dem Unterkanal D bei MUP Y eingerichtet.
Bei der logischen Ebene der in 3 gezeigten
Rufanfrage schließt
die notwendige Rufeinstellinformation MUP A, einen Unterkanal in MUP
A (d. h., Unterkanal C), MUP B, und einen Unterkanal in MUP B (d.
h., Unterkanal D) ein. Aus dieser Information wählt der Prozessor die drei
physikalischen Pfade, die für
diese Verbindung gebraucht werden.
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4 zeigt,
wie Bits eines Unterkanals vermittelt werden. Die drei verbundenen
physikalischen Pfade entsprechend einem Träger von dem eingehenden MUP
A zu der Unterraten-Vermittlung 12 bei MUP
X, einem Pfad durch die Unterraten-Vermittlung 12 und einem Träger von
der Unterraten-Vermittlung von
MUP Y zu dem ausgehenden MUP B. Die Unterraten-Vermittlung 12 vermittelt
den Unterkanal C bei Bit-Positionen 7 und 6 in dem eingehenden Zeitschlitz
zu dem angefragten Unterkanal D bei Bit-Positionen 3 und 2 in dem
ausgehenden Zeitschlitz.
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5 ist
ein allgemeiner Überblick,
wie die Normalraten- und
Unterraten-Vermittlungen mit Schnittstellen verbunden sind. Nur
für Zwecke
der Darstellung zeigt 5 Verkehr, der in eine Richtung fließt (von
links nach rechts).
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Natürlich wird
der Fachmann würdigen,
dass Verkehr typischerweise in beide Richtungen fließt. Eine
erste Gruppe von Verkehrsschnittstellenports (#1 bis n) der Normalratenvermittlung 14 ist
traditionellem Normalratenverkehr zugewiesen. Ein zweiter Satz von
Verkehrsschnittstellenports der Normalratenvermittlung 14 (#n
+ 1) bis (#n + m) ist für
ein Routen von Unterraten-Verkehr zwischen der Normalratenvermittlung 14 und
der Unterraten-Vermittlung 12 zugewiesen.
Die Unterraten-Vermittlung schließt eine Mehrzahl von eingehenden
und ausgehenden Schnittstellenports (#1 – m) ein. Dementsprechend ist
die Unterraten-Vermittlung 12 nur mit der Normalratenvermittlung
verbunden, und nicht mittels Schnittstellen mit äußerer Telekommunikationsausrüstung verbunden,
was weiterhin ihre Modularität
ermöglicht
und ihre Auswirkung auf bestehender Ausrüstung vermindert.
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Bezugnehmend
auf 6 werden Normalratenkanäle durch die Normalratenvermittlung 14 von einem
Ein-MUP A, getragen durch den an Port #1 endenden Rahmen, zu einem
Aus-MUP B, getragen durch den an Port #n endenden Rahmen, vermittelt. Die
dargestellten Rahmen sind SONET oder synchrone Übertragungsmode-(STM)-n-Typ-Rahmen.
In dem Beispiel von 6 ist ein Ein-MUP A mit einem Aus-MUP
B verbunden. In dieser Normalratenverbindung ist ein 8-Bit-Zeitschlitz
entsprechend einem einzelnen Normalratenkanal von einem 1-MUP A
zu einem Aus-MUP B verbunden.
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7 zeigt
eine beispielhafte Verbindung eines Unterratenkanals C zu einem
Unterratenkanal D bei einer Rate entsprechend einem Achtel der Normalrate.
Mit anderen Worten entspricht Unterratenkanal C einem Bit an einer
Bit-Stelle 6 in dem Zeitschlitz, der letztlich zu Bit-Position 2
in dem Zeitschlitz Aus-MUP B vermittelt wird. Somit wird der den Unterratenkanal
C enthaltende Normalratenzeitschlitz, empfangen an einem Ein-MUP
A (an Port #1) durch eine Normalratenvermittlung 14, an
einen Aus-MUP X (an Port #n + 1) geroutet. Man bemerke, dass Unterkanal
C an Bit-Stelle 6 verbleibt. Der Zeitschlitz, der Unterkanal C einschließt, wird
dann zu Port #1 von Unterraten-Vermittlung 12 geroutet,
die die Unterraten-Vermittlung durchführt, d. h., Vermitteln von
Unterkanal C an Bit-Stelle 6 in dem eingehenden Zeitschlitz zu Unterkanal
D bei Bit-Position 2 in einem abweichenden ausgehenden Zeitschlitz. Der
ausgehende Zeitschlitz, der Unterkanal D einschließt, wird
von Unterraten-Vermittlungsport M zu einem eingehenden MUP Y (an
Port #n + m) der Normalratenvermittlung geroutet, und wird dann
durch die Normalratenvermittlung zu einem ausgehenden MUP B (an
Port #n) geroutet.
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Wie
oben beschrieben, ist einer der Vorteile der Add-On-Unterraten-Vermittlung,
dass sie optimal ausgelegt ist, um Unterraten-Verkehr zu vermitteln. Ein
Funktionsblockdiagramm der logischen Struktur von einer beispielhaften
Unterraten-Vermittlung 12 ist in 8 gezeigt.
Es bestehen 8 TDM-Eingangsbusse
0 bis 7, die jeweils beispielsweise aufeinanderfolgende 512 Zeitschlitzrahmen
einschließen
können, um
eine Datenrate von 4096 Mbps zu produzieren. Es bestehen acht Spalten
Vermittlungsspeichern (SS), wobei jede Spalte einem Bit des 8-Bit-Ausgangszeitschlitzes
entspricht. Jeder Vermittlungsspeicher kann zum Beispiel ein Zufallszugriffsspeicher
(RAM) sein, der eine Wortbreite von 9-Bits und eine Länge von
512 Worten aufweist. Acht der Bits entsprechend einem Zeitschlitz
einer zu vermittelnden Information und das neunte Bit entspricht
einem Paritäts-Bit
für eine
Fehlerprüfung.
Entsprechend ist jeder Vermittlungsspeicherspeicher in der Lage,
einen Rahmen von Zeitschlitzinformation gleichzeitig zu speichern.
Zusätzlich
ist die gleiche Rahmeninformation von jedem Eingangsbus simultan
in jedem der acht Vermittlungsspeicherspeicher in dieser Reihe gespeichert.
Somit sind in einer Spalte so viele Vermittlungsspeicherspeicher,
wie die Anzahl von Eingangsports. Jeder Vermittlungsspeicherspeicher speichert
einen Rahmen von Daten, die an dem entsprechenden Eingangsport eingehen,
und auf diese Weise sind alle eingehenden Daten in einer Spalte zum
Vermitteln verfügbar.
Da eine Spalte einer spezifischen Bit-Position in einem Ausgangsport
entspricht, wird sie verwendet, um an dieser spezifizierten Bit-Position
jedes von jedem Eingangsport kommende Eingangs-Bit zu vermitteln. 8 stellt
acht Spalten in der Vermittlungsmatrix dar, um ein Beispiel einer
Unterraten-Vermittlung von acht Eingangsports zu einem Ausgangsport
zu zeigen. Diese Struktur würde
daher achtmal nachgebildet, um eine Unterraten-Vermittlung von acht
Eingangsports zu acht Ausgangsports zu bewirken. Ein Steuerungsspeicher-(CS)-Speicher
wird für
jede der acht Spalten bereitgestellt. Wie der Vermittlungsspeicher
SS, kann der Steuerungsspeicher CS ein RAM-Speicher zum Speichern
von 512* m Bitbreiten Steuerungsworten sein. Die Breite von jedem
Wort in einem Steuerungsspeicher ist die Summe der Bits, die für das Folgende
verwendet werden; Eine Vermittlungsspeicheradresse, eine Adresse
für einen
ersten Satz von Zeitschlitzauswählern 20a...20h,
eine Adresse für
einen zweiten Satz von Bit-Auswählern 22a...22h,
und Parität.
Die Vermittlungsspeicheradresse schließt in diesem Beispiel 9 Bits
ein, um eins von den 512 in jedem Geschwindigkeitsspeicher gespeichert
Zeitschlitzworten auszuwählen.
Die Adresse für
die Zweitschlitzauswähler 20a...20h schließt 3 Bits
ein, um einen aus den acht Vermittlungsspeichern in der Spalte auszuwählen. Die
Adresse des Bit-Auswählers
würde 3
Bits einschließen,
um einen aus den acht Bits der 8-Bit-Zeitschlitze auszuwählen, die durch
den Zeitschlitzauswähler
für diese
Spalte ausgewählt
werden. Eine Parität
schließt
typischerweise ein Bit ein.
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Entsprechend
kann die Breite des Steuerungsspeicherwortes in der Beispielmatrix
16-Bits sein, die in 8 gezeigt ist. Ein zusätzliches
Bit kann jedoch zu jeder Steuerspeicherstelle hinzugefügt werden,
um halbpermanente Verbindungen zu markieren im Gegensatz zu Sub-Anfrage-Verbindungen. Die
Paritätsprüfer (PC)
führen
Paritätsprüfungsfunktionen
der Zeitschlitzdaten durch. Jeder Steuerungsspeicher ist adressiert,
um einen Ausgang von einem Zeitschlitzzähler (nicht gezeigt) zu verwenden.
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In
der logischen Struktur der Unterraten-Vermittlung von 8 stellt
jede der acht Spalten ein Bit des 8-Bit-Ausgangs her. Die acht Vermittlungsspeicher
in jeder Spalte und folgende Zeitschlitzauswähler (die ein Multiplexer sein
können – aber ein
Bus könnte
anstelle eines Multiplexers verwendet werden) versorgen einen vollständigen Zeitschlitz
mit einem der Eingangsports. Der zweite Auswähler (der ebenso ein Multiplexer
sein kann) wählt
einen von diesen ausgewählten
Zeitschlitzen aus. Für
jedes Bit von jedem ausgehenden Zeitschlitz weist die Unterraten-Vermittlung
daher eine Stelle in dem Steuerspeicher auf. Der Inhalt der Steuerspeicherstelle
definiert ein spezifisches Bit in einem besonderen Vermittlungsspeicher,
das gelesen werden sollte. Auf diese Weise ist die Unterraten-Vermittlung
in der Lage, sowohl in Zeit (die Vermittlung speichert) und Raum
(die Auswähler 20 und 22)
individuelle Bits von einem auf einen Normalratenzeitschlitz multiplexten Unterkanal
auf einen anderen Unterratenkanal in einem vollständig unterschiedlichen
Normalratenzeitschlitz zu vermitteln. Somit verwendet die Unterraten-Vermittlung
eine Zeit-Raum-(TS)-Vermittlungsarchitektur.
Die TS-Vermittlung ist streng nicht blockierend.
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Man
betrachte das folgende einfache Beispiel. Angenommen, dass der zu
vermittelnde Unterratenkanal ein 16 kbps Unterratenkanal ist, d.
h., er belegt zwei 8 kbps Unterratenkanäle. Um den 16 kbps Kanal von
Bit-Positionen 0 und 1 in einem Zeitschlitz an Stelle 220 in
dem Rahmen an einen Eingangsport 5 an Bit-Positionen 2 und 3 an
einer Zeitschlitzstelle 300 an einen Ausgangsport 3 zu
vermitteln, muss der Steuerungsspeicher, der Bit-Position 2 an einem
Ausgangsport 3 steuert, entsprechend einer Ausgangsstelle 300,
die Bit-Position 0 an der Speicherstelle 220 an einen Eingangsport
5 adressieren. Der Steuerungsspeicher, der Bit-Position 3 an Ausgangsport 3 steuert,
muss entsprechend einer Ausgangsstelle 300 die Bit-Position
1 an eine Speicherstelle 220 an Eingangsport 5 adressieren.
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9 zeigt
eine alternative Ausführungsform
für die
logische Struktur der Unterraten-Vermittlung. Diese alternative
Ausführungsform
verwendet die Tatsache, dass alle Vermittlungsspeicher in einer Zeile
der Speichermatrix, die in 8 gezeigt
ist, die gleichen Zeitschlitzdaten enthält. Entsprechend werden die
acht Vermittlungsspeicher in jeder Zeile mit einem einzelnen 512
Wort durch 9-Bit RAM ersetzt, in die jeder Zeitschlitz nur einmal
geschrieben wird, aber dann acht mal ausgelesen wird. Um acht Leseoperationen
in einem Zeitschlitz zu erreichen, muss die Speicherzugriffsrate
36,864 MHz (4,096 Mbps × 9)
sein. Obwohl nicht dargestellt, könnten die acht Spalten, die
in 8 gezeigt sind, auch auf zwei Spalten reduziert
werden, die nur vier Speicherleseoperationen erfordern würden. Obwohl
nicht notwendig, können
alle der acht Steuerungsspeicher, die in 8 gezeigt
sind, auch in einem einzelnen Steuerungsspeicher kombiniert werden,
der 4 K Worte durch M Bits aufweist, wobei M 17 für eine 4
K große Unterraten-Vermittlung ist (d.
h., die beispielhaft gezeigte Größenvermittlung
in 8 und 9). Der Steuerungsspeicher CS
würde auch
dann acht mal gelesen werden pro Zeitschlitz mit einem Zyklus pro Zeitschlitz,
der für
ein Steuerungsspeicherlesen oder ein Steuerungsspeicherschreiben
durch einen Steuerungsprozessor verfügbar ist. Ein 9-Bit, eins aus acht
Multiplexer 20 wählt
parallel Daten aus einem der Vermittlungsspeicher. Der Multiplexer 20 Ausgang
ist durch einen Paritätsprüfer PC paritätsgeprüft, und
ein eins aus acht Multiplexer 22 wählt dann ein Bit der Daten
aus. Beide Multiplexer 20 und 22 werden acht mal
pro Zeitschlitz durch den Steuerungsspeicher CS vermittelt. Ein
Demultiplexer kombiniert die acht einzelnen ausgegebenen Bits, die durch
Multiplexer 22 in einem 8-Bit-Zeitschlitzausgang erzeugt
werden.
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10 zeigt
noch eine andere beispielhafte Ausführungsform einer Unterraten-Vermittlungsarchitektur,
die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Da die
Anzahl der Logikgatter pro Bit, und die pro Bit verteilte Leistung
sich beide vermindern, wenn die Größe eines RAM sich erhöht, könnte die
Unterraten-Vermittlungsauslegung auch weiter durch Verwenden größerer Speicherblöcke verbessert
werden. Durch ein Verwenden von zwei Schreiboperationen und acht
Leseoperationen pro Zeitschlitz, können Paare von 512*9 Vermittlungsspeichern
in 1024*9 Vermittlungsspeicher kombiniert werden, wie in 10 angezeigt
ist. Die 4 K*17 Steuerungsspeicher führen acht Leseoperationen in
dem Zeitschlitz aus. Das Betreiben dieser Ausführungsform der Unterraten-Vermittlung
ist ähnlich
zu dem der früheren,
in 9 gezeigten Ausführungsform, mit der Ausnahme,
dass vier eins aus zwei Multiplexer 26a...26d zwischen
Eingangspaaren alternieren und eine Schreiboperation hinzugefügt wird,
um insgesamt zwei "Schreibungen" pro Zeitschlitz
zu erreichen. Durch Verwenden von vier größeren RAM-Blocks für die Vermittlungsspeicher
anstelle der acht RAM-Blocks, die in 9 gezeigt
sind, oder der 64 RAM-Blocks, die in 8 gezeigt
sind, wird die Anzahl von Logikgattern pro Bit und die Leistungsverteilung
pro Bit vermindert. Angenommen, dass weitere Erhöhungen der Speicherzugriffsraten
erhalten werden können,
könnten
auch größere Blöcke Vermittlungsspeicher
verwendet werden. Wenn zum Beispiel vier Schreiboperationen und
acht Leseoperationen pro Zeitschlitz durchgeführt werden, könnten 2048
mal 9 Vermittlungsspeicher verwendet werden und dadurch die Anzahl
von Speicherblocks auf zwei weiter vermindert werden.
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Für Unterraten-Vermittlungen,
die die Architektur der 9 und 10 verwenden,
wird ein einzelner Steuerungsspeicher mit 4096 Worten aus 17 Bits
verwendet. Die Steuerungsspeicheradresse ist 12 Bits, von denen
9 Bits die ausgehende Zeitschlitznummer, und 3 Bits die ausgehende
Bitanzahl darstellen, wie in 11 gezeigt
ist. Die Steuerungsspeicherstelle verwendet das Format, das in 12 dargestellt
ist. Man bemerke, dass in 12 kein
Beschäftigt-/Leerlauf-Flag
ist. Ein leerlaufender Zeitschlitz wird durch Nullen in allen Bit-Positionen
0-14 angezeigt. Wenn diese Bits alle Null sind, werden die ausgehenden
Daten auf einen Leerlauf-Bit-Musterwert gesetzt. Dieses Format ist
daher vorteilhaft, da es die Breite des Steuerungs-Bits um ein Bit
reduziert. Das S-Flag an einer Bit-Stelle 15 markiert eine halbpermanente
Verbindung und wird während
eines Neustarts verwendet. Das Paritäts-Bit P wird innerhalb der
Unterraten-Vermittlung erzeugt und geprüft.
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Bei
Betrachten der Unterraten-Vermittlungsarchitektur auf einer höheren Ebene,
wird eine Zeitvermittlung in Vermittlungsspeichern erreicht, unter der
Richtung von Steuerungsspeichern. Jede Vermittlungsspeicherstelle
der Matrix wird in aufeinanderfolgender Reihenfolge einmal pro Rahmen
gemäß einem
Zeitschlitzzähler
geschrieben, der zu dem Eingangsrahmen gehört. Die Vermittlungsspeicher
in einer einzelnen Spalte der Matrix werden in zufälliger Reihenfolge
gemäß dem Inhalt
des Steuerungsspeichers gelesen, der zu einer ausgehenden Verbindung
gehört.
Zur gleichen Zeit wird jeder Steuerungsspeicher in aufeinanderfolgender
Reihenfolge einmal pro Zeitrahmen gemäß dem Zeitschlitzzählerausgang
gelesen. Raumvermittlung wird durchgeführt durch Auswählen von
Zeitschlitzen aus einem der Vermittlungsspeicher einer Spalte mit
einem Multiplexer 20 durch einen Steuerungsspeicher, der
zu der ausgehenden Verbindung (d. h., die Zeitschlitze werden im
Raum vermittelt) gehört.
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Die
Unterraten-Vermittlungsmoduleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nun als eine modulare Add-On-Vermittlung zu einer bestehenden Telekommunikationsvermittlung
beschrieben, nämlich
das Gruppenvermittlungsuntersystem (GSS) basierend auf einer GS64K
auf dem wohlbekannten Ericsson AXE-10 Telekommunikationsvermittlungssystem
(13). Das Gruppenvermittlungsuntersystem 30 verwendet
eine Zeit-Raum-Zeit-(TST)-Vermittlungsarchitektur.
Eingehende und ausgehende Rufe werden mit Schnittstellen mit dem
Gruppenvermittlungsuntersystem durch Vermittlungsnetzwerkendgeräte (SNTs)
verbunden. Eingangsvermittlungsnetzwerkendgeräte 32 werden mit einem
eingehenden Zeitvermittlungsmodul (TSM) 34 verbunden. Die
Zeitvermittlungsmodule 34 werden mit einem Raumvermittlungsmodul
(SPS) 36 verbunden. Das Unterraten-Vermittlungsmodul 38 ist auch
mit Schnittstellen mit dem Raumvermittlungsmodul 36 über Zeitvermittlungsmodule 34' verbunden.
Ein Teilmodul 40 synchronisiert das Timing von allen Modulen
in dem Gruppenvermittlungsuntersystem 30. Ein zentraler
Prozessor (nicht gezeigt) und örtliche
Prozessoren 40 halten eine Datenbasiskarte von Systemkonfigurationen
für die
verschiedenen Typen einer Ausrüstung
aufrecht, die mit der Vermittlung und den verschiedenen Typen von
Kanälen
an den Vermittlungsschnittstellen verbunden ist. Durch Verwenden
dieser Datenbasisinformation steuern die Prozessoren den Betrieb
und das Routen von Vermittlungspfaden durch das Gruppenvermittlungsuntersystem 30.
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Insbesondere
ist das Unterraten-Vermittlungsmodul 38 mit der Normalratengruppenvermittlung
durch acht (0-7) TSMs 34' verbunden.
Jede TSM 34' Schnittstelle
schließt
512 Zeitschlitze ein. Wie oben beschrieben, jedes Bit von jedem
ausgehenden Zeitschlitz in dem Unterraten-Vermittlungsmodul mit
einer Stelle in einem Unterraten-Vermittlungsmodulsteuerungsspeicher.
Somit definiert der Inhalt von jeder Steuerungsspeicherstelle ein
spezifisches Bit in einem zu lesenden Vermittlungsspeicher (SS).
Um einen Kanal von mehr als 8 kbps zu verbinden, müssen die örtlichen
Prozessoren Adressen in mehr als eine Steuerungsspeicherstelle schreiben. Zum
Beispiel erfordert zum Einstellen einer 24 kbps-Verbindung (3 Bits
eines Normalraten-8-Bit-Zeitschlitzes), das drei Adressen in Steuerungsspeicher
(d. h., eine Steuerungsspeicherstelle pro Bit) geschrieben werden
müssen.
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Die
tatsächliche
detaillierte Architektur und ein Betrieb des Gruppenvermittlungsuntersystems
ist bekannt und hier nicht wiederholt. In Kürze, die Zeitvermittlungsmodule
(TSMs) implementieren Zeitvermittlungen und die Raumvermittlungsmodule
(SPM) implementieren Raumvermittlungen. Die TSMs handhaben die Übermittlung
und den Empfang von Sprachabtastungen (Speech Samples) durch Verwenden
verschiedener Vermittlungsspeicher. Sprachabtastungen werden in
einen eingehenden Sprachspeicher in einer festen Reihenfolge geschrieben,
aber wenn diese Abtastungen ausgelesen werden, wird die Reihenfolge
durch Adressen in einem Steuerungsspeicher bestimmt. Die Zeitvermittlungsmodule
weisen auch einen zusätzlichen
Steuerungsspeicher auf, der verwendet wird, um den Betrieb von elektronischen
Gattern in den Raumvermittlungsmodulen (SPM) zu steuern, um entweder
Sprache oder Daten durch die Gruppenvermittlung zu übertragen. Zusammenfassend
wird dieser Raumvermittlungssteuerungsspeicher verwendet, um eingehende
und ausgehende TSMs zu verbinden.
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14 zeigt
eine besondere Implementierungsarchitektur in dieser Gruppenvermittlungsausführungsform.
Um eine geeignete Implementierungs und Wartung der Unterraten-Vermittlungsmodule 12 in
dem Gruppenvermittlungsuntersystem bereitzustellen, kann das Unterraten-Vermittlungsmodul 12 in Einheiten
entsprechend der Größe eines
Zeitvermittlungsmoduls (TSM) partitioniert sein. Eine partitionierte
Einheit entspricht zum Beispiel dem, was in 8, 9 oder 10 dargestellt
ist. Mit dieser Partitionierung wird die Unterraten-Vermittlungsspeichermatrix
in Unterraten-Vermittlungseinheiten 42 geteilt.
Jede Unterraten-Vermittlungseinheit 42 schließt einen
Auslass ein, der zu nur einem einzelnen Zeitvermittlungsmodul (TSM)
geht. Weiterhin schließt
jede Unterraten-Vermittlungseinheit 42 Einlässe von
TSMs ein, die mit dem Unterraten-Vermittlungsmodul (SRSM) 34' verbunden sind.
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Die
Prozeduren zum Einstellen und Freigeben einer Zwei-Wege-Unterraten-Vermittlung
auf Anforderung in dieser Gruppenvermittlungsuntersystem-(GSS)-Ausführungsform
wird nun beschrieben. Eine "auf
Anforderung"-Unterraten-Vermittlung
wird durch das Erzeugen eines Unterratenpfadsignals von dem GSS-Nutzers
initiiert. Das Signal enthält
Daten, die sich auf den eingehenden GSS-MUP, die eingehende Unterkanalposition,
die ausgehende Unterkanalposition, den ausgehenden GSS-MUP beziehen. Auf
eine Unterkanalposition bezogene Daten identifizieren auch die besondere
erforderliche Rate der Unterraten-Vermittlung.
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Bis
zum Empfangen des Unterratenverbindungsbefehls richten die zentralen/örtlichen
Prozessoren die drei Pfade ein, die eine Unterratenverbindung darstellen,
wie oben im Zusammenhang mit 3 beschrieben
ist: den eingehenden Träger,
ausgehenden Träger
und Unterraten-Vermittlungspfad. Natürlich können die eingehenden und ausgehenden Träger als
Auf-Anfrage-Verbindungen oder als halbpermanente Verbindungen eingerichtet
werden. Die Freigabe der Unterraten-Zwei-Wege-Verbindung wird durch den GSS-Nutzer
geordert; das Freigabesignal enthält den Ein-MUP und die Unterkanalposition
in dem Ein-MUP. Einmal empfangen, wird die Unterratenverbindung
in der Unterraten-Vermittlung freigegeben. Die zwei Trägerverbindungen
werden freigegeben, wenn andere Unterratenverbindungen auf ihnen
bestehen.
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Eine
andere beispielhafte Anwendung von einer Add-On-Unterraten-Vermittlung gemäß der vorliegenden
Erfindung bezieht sich auf laufende, Haupttelekommunikation vermittelnde
Vermittlungstechnologien (im Gegensatz zu gut etablierten bestehenden
Vermittlungsauslegungen, wie das Gruppenvermittlungsuntersystem,
basierend auf der GS64K). Ein Beispiel einer derartig neu entwickelten
Technologie ist das Ericsson Gruppenvermittlungsuntersystem, basierend
auf Uniswitch, wie in 15 gezeigt. Die Uniswitch ist
eine synchrone Übertragungsmode-(STM)-Vermittlung,
basierend auf 125 Mikrosekunden Rahmen mit 64 kbps Zeitschlitzen.
Die Uniswitch ist im Grunde genommen eine nicht-blockierende Zeit-Raum-Vermittlung,
die keine interne Pfadauswahl erfordert und daher minimale Zeitverzögerungen
durch die Vermittlung bereitstellt. Die Uniswitch 100 schließt einen
Uniswitch-Kern 102, eine Endgeräteverbindungseinheit (TCU) 104 und die
auf Endgeräteeinheiten
(TU) 106 platzierten Vermittlungsendgeräteeinheiten ein. Alles, was
mit der Uniswitch verbunden ist, ist eine Endgeräteeinheit (TU) 106.
Die Endgeräteeinheiten
verbinden mit Schnittstellen Nutzer und die Uniswitch. Eine STU
ist ein Vermittlungsport, der auf der TU platziert ist, die die
zwischen zwei Einheiten innerhalb der Uniswitch verwendete USI-Schnittstelle,
erzeugt/beendet. Zwei Schnittstellen mit unterschiedlichen Bitraten
werden bereitgestellt, d. h., USI2 und USI4. Die TU kann mit den
Uniswitch-Kern direkt oder über
TCU verbunden sein. Die TCUs 104 sind Multiplexer, in denen
Daten zwischen verbundenen Endgeräteeinheiten 106 und den
Uniswitch-Kern 102 erfasst werden; findet keine Vermittlung
in den Multiplexern statt, so wird die Zeitschlitzreihenfolge beibehalten.
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So
wie das Gruppenvermittlungsuntersystem, basierend auf GS64K, ist
die detaillierte Architektur und ein Betrieb der Uniswitch nicht
der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
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Jedoch
wird eine detailliertere Beschreibung der Uniswitch in dem Artikel "Uniswitch – A New
Flexible STM-Switch Fabric Concept", Peter Lundh und Sture Roos aus dem
Ericsson Review Nr. 3, 1995, Seiten 2 bis 12, bereitgestellt.
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15 schließt ebenso
eine Unterraten-Vermittlungseinheit (SRU) 108 ein, die
zu der Normalraten-Uniswitch-Vermittlung 100 hinzugefügt ist.
Somit werden aus dem Blickwinkel des Uniswitch-Kerns 102 die
Unterrateneinheit 108 als eine TCU betrachtet. Alternativ
könnte
das Unterraten-Vermittlungsmodul
als eine Erweiterungseinheit verkörpert sein, die als ein spezielles
Bord implementiert ist, das in dem gleichen Magazin eingefügt werden
kann, das die Normalratenbords des Uniswitch-Kerns 102 beinhaltet,
wie in 16 gezeigt.
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Ein
spezifisches Beispiel der Unterraten-Vermittlung, das in der Uniswitch
verwendet wird, ist in 17 gezeigt. Die Unterraten-Vermittlungsmatrix ist ähnlich in
Struktur und Betrieb wie die Unterraten-Vermittlung, die in 8 gezeigt
ist. Ein eingehender USI4-Teil eines Rahmens ist in acht logischen Vermittlungsspeichern
(SSs) gespeichert, wobei sich 2560*8-Bits in jedem Vermittlungsspeicher
befinden. Ein Steuerungsspeicher (CS) steuert das Auslesen jedes
Bits von jedem Zeitschlitzwort pro Ausgangs-Bit. Somit ist in diesem
Beispiel der Steuerungsspeicher 2560*18-Bits, wobei ein Bit zum Adressieren
eines der zwei Uniswitch-Interface-(USI4)-Verbindungen verwendet wird, 12 Bits werden
zum Adressieren von 2560 Stellen verwendet, 3 Bits zum Adressieren
eines Bits von dem 8-Bit-Zeitschlitz an der adressierten Stelle,
und 2 Bits zum Definieren, ob der ausgehende Unterkanal leerlaufend/beschäftigt ist
und einen Offset-Vermittlungsmechanismus
zu handhaben, der in dem oben bezeichneten Artikel beschrieben ist.
Der Steuerungsspeicher adressiert eine einzelne Vermittlungsspeicherstelle,
liest einen Zeitschlitz aus und treibt dann einen 8 : 1-Multiplexer,
um das in die geeignete Bit-Position einzufügende Adress-Bit des Zeitschlitzes
(Unterkanalvermittlung) des ausgehenden Zeitschlitzes zu adressieren.
Der Steuerungsspeicher steuert auch den 2 : 1-Multiplexer, um den
adressierten USI-Eingang auszuwählen.
Im Gegensatz zu dem aus den Vermittlungsspeichern ausgelesenen Zeitschlitz,
der für 8 bis 10 beschrieben
ist, ist die Architektur, die in 17 gezeigt
ist, derart, dass ein individuelles Bit zuerst aus einem aus dem Speicher
ausgelesenen Zeitschlitz ausgewählt
wird und danach der Datenspeicher selbst ausgewählt wird. Funktionell sind
die beiden Ausführungsformen ähnlich,
wobei Unterschiede die einer Implementierung sind.
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Eine
andere Ausführungsform
zum Implementieren der Struktur der Unterraten-Vermittlung im Vergleich
zu der in 17 gezeigten, ist in 18 für einen
einzelnen USI4-Port dargestellt. Der USI4-Port ist der Port des
Uniswitch-Kerns, wobei die USI4-Schnittstelle begrenzt ist. Das
an diesem Port empfangene zeitmultiplexte Signal schließt 2560 Zeitschlitze
ein. Eine Annahme in der Implementierung in 18 ist
die, dass fünf
Zyklen zum Schreiben und/oder Lesen in einem Zeitschlitzzyklus verfügbar sind.
Um einen Speicher in einer kleineren Anzahl von Speicherblöcken zu
konsolidieren, sind vier logische Spalten von Vermittlungsspeicherspeichern, gesteuert
durch vier Steuerungsspeicher, implementiert durch Verwenden einer
physikalischen Spalte von Datenspeichern, die durch vier Steuerungsspeicher
gesteuert werden. Da alle der Spalten die gleichen Daten enthalten,
kann jeder Zeitschlitz einmal in einen Speicher geschrieben werden
und viermal gelesen werden.
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18 repräsentiert
die Implementierung von einer Zeile von acht SSs und 8 : 1-Auswählern, die
in 17 repräsentiert
sind. Angenommen, dass jeder Fünf-Port-Speicherblock
(SS-A und SS-B) konfiguriert ist, um 2560*8-Bits zu speichern, wird
auf jeden Speicherblock fünfmal
während
eines Zeitschlitzzyklus zugegriffen durch Verwenden der fünf unabhängigen Ports
zum Lesen oder Schreiben. Zum Speichern eines eingehenden USI4-Rahmens ist
ein physikalischer Vermittlungsspeicher auf einen Speicherblock
gebaut. Weil ein Zugriffsport zum Schreiben eines eingehenden Zeitschlitzes
verwendet wird, sind vier Leseoperationen in einem Zeitschlitzzyklus
verfügbar.
Um eine Zeitvermittlung auf einzelnen Bits in dem Zeitschlitz des
Ausgangs USI4-Rahmens durchzuführen,
werden acht Lesezugriffe durchgeführt, d. h., ein Zugriff pro
Bit-Position in dem ausgehenden Zeitschlitz. Um acht Lesevorgänge in einem
Zeitschlitz zu erreichen, wird der Vermittlungsspeicher, der zum
Speichern des eingehenden Rahmens verwendet wird, verdoppelt, weil
nur vier Lesezugriffe nach dem einen Schreibzugriff verfügbar sind.
Als ein Ergebnis werden in die zwei Vermittlungsspeicher, bezeichnet
als SS-A und SS-B, jeweils entsprechend eines Speicherblocks, verwendet,
um einen USI-Rahmen von dem Eingangsport zu speichern. Die ersten
vier Bits des Zeitschlitzes des ausgehenden USI4 werden aus dem
SS-A-Speicher gelesen,
und die zweiten vier Bits werden aus dem SS-B-Speicher gelesen.
Für jedes
Bit des ausgehenden USI4-Zeitschlitzes,
ist ein 8-Bit-Bus vorhanden, um die aus jedem Speicherblock in einem
Lesezyklus ausgelesenen acht Bits zu beherbergen. Ein 8 : 1-Multiplexer
führt eine
Auswahl durch, aus dem Bus des in diese Bit-Position einzufügenden Bits.
Für eine Vermittlungsmatrix,
wie in 17 gezeigt, die zwei USI4-Schnittstellen
begrenzen, wird die Konfiguration von 18 in
einer 2 × 2-Matrix
wiederholt. Ein 2 : 1-Multiplexer wählt dann das geeignete Bit
aus einem der zwei SS's
in der Spalte.
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Somit
wird in der vorliegenden Erfindung eine Unterratenkanalvermittlung
effizient durch Verwenden einer modularen Add-On-Unterraten-Vermittlung
durchgeführt,
die zum optimalen Vermitteln von Unterratenkanälen ausgelegt ist. Diesen Weg kann
eine Normalratenvermittlung, die ausgelegt ist, um Normalratenzeitschlitze
zu vermitteln, weiter ausführen
und kann die Unterraten-Vermittlung widmen. Die Add-On-Modularität der Unterraten-Vermittlungsarchitektur
ist besonders vorteilhaft wegen ihrer minimalen Auswirkung auf Normalratenvermittlungsarchitekturen.
Weiterhin erlaubt die Architektur effizientes Vermitteln für Kommunikationsanwendungen,
bei denen sowohl Normal-, als auch Unterraten-Vermittlung erforderlich
ist. Während
die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen verschiedene Implementierungen
der Unterraten-Vermittlungen in besonderen Normalratenvermittlungsarchitekturen zeigen,
wird der Fachmann würdigen,
dass die vorliegende Erfindung ebenso gut in andere Vermittlungsarchitekturen
angepasst werden kann.
-
Während die
Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was derzeit
als am meisten praktische und bevorzugte Ausführungsformen betrachtet wird,
so wird verstanden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsformen beschränkt ist,
sondern im Gegenteil beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen zu beinhalten, die im Bereich der anhängigen Ansprüche eingeschlossen
sind.