PT98740B - Sistema teleinformatico de comutacao de pacotes - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
DA
PATENTE DE INVENÇÃO
N.° 98.740
REQUERENTE: TELEFÓNICA DE ESPANA, S.A., espanhola, industrial, Gran Via 28 28013 Madrid, Espanha
EPÍGRAFE: SISTEMA TELEINFORMÃTICO DE COMUTAÇÃO DE PACOTES
INVENTORES: Francisco Golderos Sanchez, Pedro Lizcano Martin, Jua.n Dato Solis, Bernardo Escudero Allen e Juan Jose Perez Blanco
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883.
Espanha, 5 de Novembro 1 990, No.9002803
MEMÓRIA DESCRITIVA
Resumo
A partir de uma estrutura hardware e software, configura-se um sistema de geração avançada multiprocesso-multiprocessador, que pode ser ligado a várias redes, o que permite uma grande concentração de linhas a baixa velocidade, assim como de uma central de controlo que efectua funções de exploração, e um terminal, que permite a intercação com o sistema e que dispõe, para a alimentação eléctrica, de um convertor DC/DC em cada elemento unitário.
TELEFÓNICA DE ESPANA, S.A.
SISTEMA TELEINFORMÃTICO DE COMUTAÇÃO DE PACOTES
OBJECTO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um sistema teleinformático de comutação de pacotes, constituído por uma parte hardware e outra software, formando um sistema de geração avançada, multiprocesso-multiprocessador, cuja clara finalidade se fundamenta na dotação de uma estrutura hardware e software totalmente distribuída, toleran te aos erros, que dispõe de uma configuração flexível e de uma gestão remotizável através da própria rede, que consegue comutar e transmitir informação dividida previamente em pacotes, entre uma origem e um destino,seguindo os diferentes protocolos específicos.
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção tem aplicação dentro da industria dedicada às telecomunicações.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Actualmente, conhece-se a existência de diversos sistemas de comutação de pacotes, todos eles destinados a realizar a comutação de dados, em forma de pacotes, entre uma origem e um destino.
No entanto, observou-se em todos os sistemas conhecidos para efectuar a comutação de pacotes, que estes não incorporam no próprio sistema os diferentes tipos existentes no mercado de modems de maior difusão, isto é, modems integrados.
-3Também se constatou que estes sistemas electrónicos de comutação deveriam contar com uma maior capacidade de pacotes e, simultaneamente, de conexão de linhas de dados, assim como incorporar uma melhor qualidade de serviços.
Como resultado do anteriormente exposto, a exploração das redes constituídas com a aplicação de um sistema adequado seria muito melhor, e o custo da configuração por linha seria mais baixo.
permitiria, igualmente, a admissão de interfaces de dados a uma velocidade maior, oferecendo uma capacidade idónea para suportar uma grande variedade de interfaces de nivel fisico.
Em último lugar, seria considerado idóneo que este sistema tivesse uma definição e um suporte dos niveis fisicos dos interfaces de dados para a conexão às redes de transmissão digital.
Não obstante, não se tem actualmente conhecimento de que os sistemas electrónicos de comuta ção de pacotes, existentes até este momento no mercado, estejam dotados das características indicadas como idóneas.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
O sistema teleinformático de comutação de pacotes proposto pela invenção, constitui uma solução eficaz para melhorar os serviços de outros sistemas teleinformáticos de comutação de pacotes actualemente existentes, referidos à capacidade de comutação de pacotes e de conexão de linhas, assim como à qualidade do serviço, do custo, à exploração das redes de dados, à velocidade e definição dos interfaces de dados, à flexibilidade de adaptação a redes de dados diferentes, à incorporação de novos serviços e facilidades variadas.
sistema teleinformático de comutação de pacotes que se descreve a seguir, está constituído , fundamentalmente, por uma parte hardware e outra software; é, em sintese, um sistema de geração avançada, multiprocesso-multiprocessador, com estrutura hardware e software completamente distribuída, tolerante aos erros com uma configuração flexível e uma gestão remotizável através da própria rede.
hardware está constituído:
- Pela central de rede.
- Pela central de controlo.
- Pelos terminais de exploração.
A central de rede realiza a função de comutação de pacotes, permitindo uma grande concentração de linhas de baixa velocidade e a conexão aos seguintes tipos de rede:
1, - À rede telefónica comutada, quer seja directamente, quer através de modem.
2, - À rede IBERMIC, directamente, por meio de linhas de alta e muito alta velocidade.
3, - A outras redes de comutação de pacotes, através de linhas dedicadas.
4, - Permite, também, a conexão directa de assinantes, por meio de linhas dedicadas, assim como a incorporação dos elementos necessários para a conexão a futuros tipos de redes, à medida que estes comecem a aparecer.
Na central de rede, podemos divisar três partes perfeitamente diferençadas:
A. - A rede de conexão.
B. - As unidades de processo.
C.— A via de interconexão local.
A via de interconexão local consiste num bus-série, formado por três partes:
Cl.- Uma para a distribuição do sinal de relógio.
C2.- Outra para a transmissão de dados, desde os elementos da unidade de processo até à de conexão.
C3. - Outra para a transmissão de dados, desde a rede de conexão até aos elementos da unidade de processo.
As unidades de processo estão constituidas, fisicamente, por um conjunto de elementos interligados entre si e a um elemento da rede de conexão através da via de interconexão local.
A comunicação entre os vários elementos de uma unidade de processo, e entre estes e os de outras unidades de processo, realiza-se através da mencionada via de interconexão local.
sistema incorpora três tipos de unidades de processo, que se distinguem entre si pela função que realizam:
-Unidades de comutação de pacotes, que realizam a função de comutação de pacotes e atendem as linhas externas de dados.
- Unidades de controlo e supervisão, que realizam funções de controlo central do sistema, tais como a armazenagem massiva em disco, a comunicação com a central de controlo para funções de exploração e outras.
- Unidades de comutação e controlo que realizam as funções de comutação de pacotes e de controlo central do sistema este tipo de unidades de processo é útil para atender um número reduzido de linhas.
A rede de conexão, que está constituída por um número variável de elementos de rede, todos interligados directamente entre si e através dos demais, e que forma uma grella plana, a qual, ao mesmo tempo que permite um crescimento uniforme, proporciona caminhos alternativos entre dois elementos quaisquer da rede.
A central de controlo está constituída por uma ou várias computadoras, segundo a capacidade requerida, assim como pelos periféricos necessários tais como, consola ou dispositivos de descarga, que asseguram a facilidade de transporte do software desenhado para aquela central de controlo.
Na central de controlo encontram-se as funções de exploração; nela realiza-se o controlo e processamento da informação, relacionada com a gestão e conservação do sistema.
Os terminais de exploração estão formados por computadores com capacidade de processo, com ecran que permite a representação gráfica a cores, rato e jsriféricos que tornam a operação do sistema mais eficaz.
Os terminais de exploração podem ser locais ou remotos, via rede de conexão à central de controlo.
O software do sistema implementa as funções deste, que está constituído:
- Pelo software básico.
- pelo software de aplicação.
- Pelo software de exploração.
software básico proporciona ao software de aplicação um ambiente de máquina virtual, isolando-o ao máximo do hardware, isto é, faz com que, do ponto de vista do software de aplicação, o sistema seja um processador único sem erros, sem limitações de memórias, com capacidade de processo ilimitado, etc, etc.
software de aplicação tem como missão especifica a implementação das funções do sistema isto é:
- Comutação de pacotes.
- Implementação dos protocolos de comunicações.
- Funções de exploração.
- Etc, etc.
software de exploração permite a supervisão e administração do sistema e da rede a ele associada, através da realização das funções seguintes:
- Comunicação entre aplicações, independentemente da sua localização fisica.
- Realização das medidas de tráfego e de qualidade do serviço .
- Gestão de dados da rede de exploração.
- Estabelecimento e libertação de circuitos virtuais.
- Estabelecimento e libertação de serviços para a comunicação entre aplicações existentes em diferentes equipamentos do sistema.
- Transformação de dados para lograr independência entre funções existentes em diferentes equipamentos.
software do sistema está organizado por meio de técnicas de abstracção de recursos e agrupamento por sobreposição, em que a capacidade de operação dos componentes de cada camada está definida pelo seu interface com a camada superior, através do qual acede aos recursos abstractos que a camada inferior elabora e apresenta.
Existem duas camadas no softwa re do sistema:
- Uma de baixo nivel
- Outra de alto nivel.
-ΙΟ-
Ο software de baixo nivel tem, como finalidade, a elaboração dos recursos abstractos utilizadoâ pelo software de alto nivel, utilizando, para esse fim, os recursos fisicos que oferece o hardware.
hardware oferece ao software de alto nivel os recursos seguintes:
- Comunicação entre os componentes de alto nivel.
- Acesso aos processadores para execução dos programas de alto nivel.
- Acesso aos dispositivos periféricos.
software de alto nivel está implantado como um único tipo de componente denominado processo, que é a unidade elemental de implementação.
A criação dos processos é dinâmica, isto é, estes criam-se quando se necessita e destroem -se quando já não são necessários.
A comunicação entre processos realiza-se por meio de mensagens, que permitem o intercâmbio de dados com independência do processador em que isto se execute.
software de ecploração está desenhado segundo o conceito de unidades funcionais, entendidas como aquelas entidades software que, no seu conjunto proporcionam toda a funcionalidade do sistema.
Cada entidade funcional tem uma missão especifica que, algumas vezes, coincide com uma função do sistema, e, outras vezes, agrupa mais que uma.
Esta decomposição funcional em unidades funcionais permite tornar independentes funções que têm pouca ligação entre elas, com vista tanto à sua implementação quanto, ao seu funcionamento, oferecendo vantagens de manejo, uniformidade e realização do software.
Cada unidade funcional compõede um módulo de serviços básicos, que engloba um conjunto de facilidades e serviços comuns a todas elas, assim como os pormenores completos das suas intercações e de um núcleo de unidade funcional que será diferente para cada caso, e que se encarrega de proporcionar todas as funções especificas .
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Para completar a descrição que ss está realizando, e com o fim de ajudar a uma melhor compreensão das características do invento, incluem-sena presente memória descritiva, como parte integrante da mesma, sete folhas com planos, nas quais, com caracter ilustrativo e não restrictivo representou-se o seguinte:
A figura número 1 . - Mostra um diagrama em que aparece uma vista geral das possibilidades de conexão do sistema aos diferentes tipos de redes existentes.
A figura número 2. - Mostra um diagrama de blocos, no qual aparecem as três partes principais do sistema.
A figura número 3. - Mostra, de novo, um diagrama em que aparecem as partes integrantes da central de rede.
A figura número 4. - Mostra um diagrama, no qual aparece a composição das unidades de processo.
As figuras números 5, 6 e 8 mostram diferentes diagramas da rede de conexão.
A figura número 7. - Mostra, de novo, um diagrama da composição das unidades de processo.
A figura número 9. - Mostra um diagrama de blocos da relação existente entre o hardware e o software.
A figura número 10. - Mostra um diagrama das relações existen tes entre diferentes processos do software de alto nivel.
A figura número 11. - Mostra a estrutura do software de exploração .
REALIZAÇAO IREFERIDA DA INVENÇÃO
À vista destas figuras, e concretamente na figura número 9, pode observar-se como o sistema teleinformático de comutação de pacotes, proposto pela invenção, está constituído essencialmente por uma parte hardware (15) e outra parte software (16) e (17).
O sistema teleinformático de comutação de pacotes é um sistema de geração avançada, multiprocesso-multiprocessador, com estrutura hardware e software completamente distribuída, tolerante aos erros, dotado de uma configuração flexível e gestão remotizável, isto é, com comando remoto, através da própria rede.
hardware (15) está constituidc tal como se pode deduzir da figura número 2, pelas partes seguintes:
Uma central de rede (7) uma central de controlo (8) e terminais de exploração (6).
A central de rede (7) realiza a função de comutação de pacotes e permite uma grande concentração de linhas de baixa velocidade e, conforme se pode apreciar na figura número 1, permite a conexão do sistema
(1) aos seguintes tipos de redes:
À rede telefónica comutada (4) quer seja directamente quer através de moderas (5).
A rede IBERMIC (3), directamente ou por meio de linhas de alta ou muito alta velocidade .
de pacotes (2 ) , através de
A outras redes de comutação linhas dedicadas e modems (5).
A central de rede permite, também, a conexão directa de assinantes (6), através de linhas dedicadas e modems (5), assim como a implementação dos elementos necessários para a conexão a futuros tipos de redes à medida que estes apareçam.
Na central de rede (7), representada na figura número 2, podem distinguir-se três partes, de acordo com a figura número 3, perfeitamente diferençadas:
- As unidades do processo (9) e (10).
- A rede de conexão (11).
- E a via de interconexão local (12).
-15A via de interconexão local (12) está formada por um bus-série, constituído em três partes:
- Uma para a distribuição do sinal de relógio.
- Uma para a transmissão de chdos, desde os elementos da unidade de processo (9) e (10) até à unidade de conexão (11).
- Uma para a transmissão de dados, desde a rede de conexão (11) até aos elementos das unidades de processo (9) e (10).
As unidades de processo (9) e (10 ) estão fisicamente constituídas por um conjunto de elementos (13) interligados entre si e a um elemento de rede (14) da rede de conexão (11) através da via de interconexão local (12) como se mostra nas figuras 4 e 7.
A comunicação entre os diferen tes elementos (13) de uma unidade de processo (9) ou (10) e entre estes e os elementos de outras unidades de processo (9) ou (10) realiza-se por meio da mencionada via de interconexão local (12).
O sistema incorpora os três tipos de processo (9) ou (10) seguintes, que se distinguem entre si pela função que realizam:
- Unidades de comutação de pacotes (10) , que realizam a função de pacotes e atendem linhas externas de dados.
- Unidades de controlo e supervisão (9), que realizam funções de controlo central do sistema, tal como podem ser a armazenagem massiva em disco e a comunicação com a central
de controlo (8) para funções de exploração e outras.
- Unidades de comutação e controlo que realizam as funções de comutações de pacotes e de controlo central do sistema.
Este tipo de unidades de processo são úteis para atender um número reduzido de linhas.
A rede de conexão (11) que está constituída conforme se mostra nas figuras 5, 6 e 8 por um número variável de elementos de rede (14), que estão todos interligados por meio de vias de interconexão local (12), quer seja directamente entre si, quer através dos demais elementos, constituindo uma grelha plana que, ao mesmo tempo que permite um crescimento uniforme, proporciona caminhos alternativos entre os elementos de rede (14) e outros quaisquer da rede (11).
A central de controlo (8) está constituída por um ou vários computadores, segundo a capacidade requerida, assim como pelos periféricos necessários, tais como consola ou os dispositivos de descarga, que asseguram a facilidade de transporte do software desenhado para aquela central de controlo (8).
Na central de controlo (8) encontram-se as funções de exploração; nela realiza-se o controlo e processamento da informação relacionada com a gestão e conservação do sistema (1).
Os terminais de exploração (6) estão formados por computadores com capacidade de processo, com ecran que permite a representação gráfica a cores rato e periféricos que tornam a operação do sistema mais
eficaz.
Os terminais de ejçioração podem ser locais ou remotos, via rede de conexão (7) à central de controlo (8).
software do sistema implementa as funções deste, gue está constituído:
- pelo software básico (16).
- pelo software de aplicação (17).
- pelo software de exploração, representado na figura número 11.
software básico (16) proporciona o software de aplicação (17) num ambiente de máquina virtual, isolando-o ao máximo do hardware (15), isto é faz com que, do ponto de vista do software de aplicação (17) o sistema (1) seja um processador único sem erros, sem limitação de memórias, capacidade de processo ilimitado, etc, etc.
software de aplicação (17) tem como missão especifica a implementação das funções do sistema (1) isto é:
- Comutação de pacotes.
- Implementação dos protocolos de comunicações.
- Funções de exploração.
- Etc, etc.
software de exploração, apresentado na figura número 11, em forma gráfica, e num diagrama de blocos, permite a supervisão e adminidração do sistema (1) e da rede a ele associada, áravés da realização das funções seguintes:
- Comunicação entre aplicações, independentes da sua localização fisica.
- Realização de medidas de tráfego e de qualidade do serviço.
- Gestão de dados da rede de exploração.
- Estabelecimento e libertação de circuitos virtuais de transporte.
- Estabelecimento e liberação de sessões para a comunicação entre aplicações existentes em diferentes equipamentos do sistema.
- Transformação de dados para lograr independência entre funções e<istentes em diferentes equipamentos.
software do sistema está organizado por técnicas de abstracção de recursos e agrupamento por sobreposição, em que a capacidade de operação dos componentes de cada camada está definida pelo seu interface com a camada superior, através do qual acede aos recursos abstractos que a camada inferior elabora e apresenta .
Existem duas camadas no software do sistema, que são:
- Uma de baixo nivel.
- Outra de alto nivel.
software de baixo nivel tem, como finalidade, a elaboração dos recursos abstractos utilizados pelo software de alto nivel, utilizando para esse fim os rearsos fisicos que oferece o hardware (15).
software de alto nivel
Simultaneamente, os recursos seguintes:
oferece ao
- Comunicação entre componentes de alto nivel.
- Acesso aos processadores para execução dos programas de alto nivel.
- Acesso aos dispositivos periféricos.
Tal como se mostra na figura número (10) o software de alto nivel está implantado como um tipo único de componente, denominado processo, (18), (19), (20) e (21) que é a unidade elemental de implantação.
A criação dos processos (20) e (21) neste exemplo da figura número 10, é dinâmica, isto é, aqueles criam-se quando são necessários e destroem-se quando já não são.
Ά comunicação entre processos realiza-se por meio de mensagens, que permitem o intercâmbio de dados com independência do processador em que estes são executados.
Algumas destas mensagens são de criação de processos (22) e, outras, são mensagens de interacção entre processos (23).
O software de exploração está desenhado segundo o conceito de unidades funcionais, entendidas como aquelas entidades software que, no seu conjunto, proporcionam toda a funcionalidade do sistema, tal como se mostra na figura número 11.
Cada unidade funcional tem uma missão especifica, que, algumas v<$s, coincide com uma função do sistema, e, outras vezes, agrupa mais que uma.
Esta decomposição funcional em unidades funcionais, permite tornar independentes funções que têm pouca ligação entie elas, com vista tanto à sua implementação quanto ao seu funcionamento, oferecendo vantagens de manejo, uniformidade e realização do software.
Cada unidade funcional dispõe de um módulo de serviços básicos (25), que engloba um conjunto de facilidades e serviços (26) comuns a todas elas, assim como os pormenores concretos das suas intercações e de um núcleo de unidade funcional (24) que será diferente para cada caso e que se encarrega de proporcionar todas as funções especificas.
Claims (8)
- RE I V INDICAÇÕES:lâ. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, caracterizado por estar constituido por uma parte hardware e outra software, estando a estrutura do software e do hardware completamente distribuida.
- 2ã. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto do hardware estar consttiuido por uma central de rede, que realiza a comutação de pacotes, que se pode ligar aos diferentes tipos de redes e que permite uma grande concentração de linhas de baixa velocidade assim como de uma central de controlo que efectua funções de exploração e um terminal de exploração - que permite a interacção com o sistema.
- 3ã. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto do software estar consttiuido por um software básico, que proporciona o ambiente de máquina virtual, um software de aplicação que implanta as funções do sistema, e um software de exploração que permite a supervisão e administração do sistema e da rede a ele associada.
- 4ã. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto da estrutura do hardware se encontrar completamente distribuida, quer seja do ponto de vista do processo ao constituir um sistema multiprocessador, quer seja do ponto de vista da alimentação eléctrica, incorporando um convertor - DC/DC em cada elemento unitário.de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pela sua configuração num contexto modulador, de grande flexibilidade, no software e no hardware.
- 5ã. - Sistema teleinformático
- 6â. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de integrar diferentes tipos de modems de comunicação, podendo ligar-se a vários tipos diferentes de redes.
- 7ê. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto da central de rede estar dotada de um mecanismo de interconexão, distribuído entre as distintas partes que integram o sistema, o que permite, pela sua topologia, uma flexibilidade na configuração e uma redundância no encaminhamento existente entre as diferentes unidades.
- 8ê. - Sistema teleinformático de comutação de pacotes, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado pela sua tolerância acs erros, não existindo elementos críticos na rede de conexão e na de alimentação, através de uma estratégia de defesa e confi guração por software, utilizando facilidades do hardware
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