SE456789B - Kommunikationsanlaeggning av dubbelbusstyp - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 456 789 situationer systemet vandrar mot dataterminalen, kan det bli nödvändigt att omkonstruera den fysikaliska planeringen för ackommodering av de erforderliga gränssnittskretsarna.

En sådan omkonstruktion är dyrbar och ineffcktiv. Följakt- ligen föreligger behov av en busskonstruktion, som med lätthet kan ackommodera de olika överföringskraven i alla positioner.

Sammandrag av uppfinningen Dessa problem har ställts i ett kommunikationssystem, där varje gränssnittskrets har access till både en tiddel- ningsbuss och till en paketförmedlingsbuss helt enkelt genom proppanslutning av kretsen till ett förbindningsdon.

Med användande av detta arrangemang blir bussingàngspunkter tillgängliga för varje buss på samtliga förbindníngsdon, så att man helt enkelt genom proppanslutning av krets- kortet till förbindningsdonet får tillgång till både tid- delning- och paketförmedlingsaccess. _ På detta sätt blir det exempelvis för en accesskrets möjligt att kommunicera med en annan accesskrets under en tidslucka för utbyte av taldata och att kommunicera med en kringutrustning (en tallagringsskiva) via paketförmedlings- bussen antingen samtidigt eller mellan tidsluckpr.

Detta arrangemang gör det förutom lösning av det fysikaliska planeringsproblemet även möjligt för systemet att arbeta på ett tidigare ej kalkylerat sätt. Exempelvis är det i vissa situationer nödvändigt med en protokoll- utväxling mellan kommunicerande stationer. Detta skulle bli möjligt genom att använda en delad, gemensam protokoll- omvandlingskrets och tillåta varje gränssnittskrets att kommunicera med den gemensamma omvandlingskretsen vid varje tidpunkt via paketförmedlingsbussen. Således skulle från stationen inkommande signaler passera genom gränssnitts- kretsen och via paketförmedlíngsbussen vidare till den gemensamma omvandlingskretsen. De omvandlade signalerna skulle då àtersändas till gränssnittskretsen och skulle därefter passera till den andra stationen över tiddel- níngsbussen i den tilldelade tidsluckan. Ett sådant arrangemang skulle även fungera för många sådana tillämp- ningar, där en gemensam krets kan betjäna ett antal gräns- snittskretsar samtidigt.

'V 10 15 20 25 30 35 40 456 789 UI En annan fördel med ett sådant arrangemang är att kretskort, som ej kräver access till en viss buss, ej be- höver utrustas för sàdan access, varigenom kostnaderna för sådana kort reduceras i motsats till exempelvis US-patentskríften 4 251 880, där det krävs att samtliga kretskort skall ha samtidig access till båda bussarna.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen och dennas andra syften, egenskaper och fördelar skall beskrivas nedan i anslutning till en ut- föringsform under hänvisning till bifogade ritningar. Där visar §ig_l ett totalt systemblockschema för en parallell- löpande dubbelbusskonstruktíon, fig_2 detaljer av TDM-buss- gränssníttet, fig_§ detaljer av datapaketbussgränssnittet, fig 4 och 5 exempel på delad resursanvändning via de båda systembussarna och §ig_§ detaljer av ett dubbelgränsssnitt för både kontinuerliga och med avbrott förmedlade data.

Detaljerad beskrivning Pig 1 visar ett kommunikationssystem med både en tid- delnings(TDM)buss 101 och en paketbuss 102 samt en klock- buss 103. TDM-bussen 101 innehåller både förbindelseför- medlade tidsluckor och styrkanaler (för samtalsetablering etc). Vissa av kretspackningarna(t ex TDM-bussgränssnittet 29) har blott access till TDM-bussen. Andra (t ex paket- bussgränssnittet 30) nyttjar paketbussen för kommunikation och nyttjar TDM-bussen för styrinformation. Ytterligare andra kretspackníngar (t ex TDM- och paketgränssnittet 60) använder både TDM- och paketbussarna för kommunikations- ändamál. Uppbyggnaden hos var och en av dessa bussar skulle exempelvis kunna utgöras av en sats koaxialkablar med en kabel för varje bana i bussen. Varje kabelbana skulle då ha en avslutning på samma stíftposítion i varje proppför- bindning hos samtliga kortbärare. Således kan varje typ av kort inproppas i varje kortposition och kan ha access till endera bussen.

TDM-bussgränssnitt Fig 2 visar mer i detalj TDM-bussgränssnittet 20.

Detta gränssnitt är likartat med det i den schweiziska patentskriften 636 488 beskrivna gränssnittet. Buss- bufferten 203 och busskonstruktionerna beskrivs i den amerikanska patentansökan 448 835. Kretsbchandlingselement- 10 15 20 25 30 35 40 456 789 et 202 ger såväl tidslucksväxlingsfunktionerna som för- stärkningsstyrning och konfcrering. De beskrivs i de schweiziska patentskriftcrna 636 488 och 636 487. Den stationsspecifika kretsen 201 innehåller de standard- kretsar, som erfordras för att betjäna olika typer av telefoner eller kommuníkationsanordningar.

Paketbussgränssnitt Fig 3 visar mera i detalj paketbussgränssnittet 30.

.Denna krets gör access till TDM-bussen 101 blott med avse- ende på styrinformation, varvid all datakommunikation sker via paketbussen 102. Styrgränssníttet 310 och mikroproces- son1309 behandlar styrinformationen på exakt samma sätt som på TDM-bussgränssnittet 20.

Paketbussen består av en parallelldataväg, en överbe- läggningsbuss och styrledare. Vilket som helst " överbe- läggningsprotokoll av standardutförande,sàsom A. S. Tanenbaum, Computer Networks, Prentice-Hall, 1981, kap. 7 och W.R. Franta och I. Chlamtac, Local Networks, Lexington Books, 1981, kap. 3, kan användas på denna buss.

Den speciella utrustningen skulle kunna vara en variant av en under benämningen Datakit känd paketförmedlingsbuss, såsom behandlas i A.G. Fraser, "Datakit - A Modular Network for Synchronous and Asynchronous Traffic", §rg§¿ lgg, 1979, juni 1979, Boston, Mass., pp. 20.1.1-20.1.3. I sänd- ningsriktningen arbetar kretsen enligt följande. Ett över- sättnings-RAM 302 tar datapaket fràn det applicerings-' beroende gränssnittet 301 och inför den ifrågavarande destinationsadressen. En CRC-generator 303 tillägger en felkontrollerande kontrollsumma till slutet av paketet, vilket därefter lagras i FIFO 304. När överbeläggnings- styrkretsen 305 anger att den har fått kontroll över data- bussen, utsänder FIFO 403 paketet. I en operation utsänds två 9-bits satser parallellt tills paketet helt utsänts.

I mottagningsriktningen övervakar adressídentifíe- ringskretsen 306 samtliga paket på databussen. När kretsen 306 detekterar sin egen adress, avges en signal till FIFO 307 om att lagra detinkommande paketet, vilket därefter vidarebefordras till appliceringsgränssnittet 301.

I detta exempel skulle appliceringsgränssníttet 301 10 15 20 25 30 35 40 5 456 789 kunna vara ett DMA-gränssnitt till processorn 70. I andra fall skulle appliceríngsgränssnittet 301 kunna bilda gräns- snitt till en fibcroptik-datalänk, en terminalmultiplexor 'eller till ett godtyckligt antal andra anordningar.

Såsom visas i fíg 1 tillåter TDM- och paketgräns- snittet 60 exempelvis telefonen S1 att använda den för- bindelseförmedlande TDM-bussen 101 för kontinuerligt alstrade talprov, medan terminalen T1 använder paketbussen 102 för dataöverföringar med avbrott.

Pig 6 visar mera i detalj en kombination av TDM- och paketgränssnittet 60.

Kretsen är likartad med en kombination av TDM-buss- gränssnittet 20 och paketbussgränssnittet 30 med undantag av att blott en enda sats av bussbuffertarna 611 och blott ett enda styrkomplex, bestående av mikroprocessorn 609 och styrgränssnittet 610, erfordras för förbindelser på bade TDM- och paketbussarna.

TDM-delen av gränssnittet är likartad med TDM-buss- gränssníttet 20. Den innehåller NPE 608 för styrning av själva förbindelseförmedlingen. Telefongränssnittet 607 är en särskild utrustning i den statíonsspecifika kretsen 201.

Paketgränssnittsdelen av kretsen är nästan identiskt lika paketbussgränssnittet 30 med undantag av att applice- ringsgränssníttet 301 har ersatts av dataterminalgräns- snittet 601. Dataterminalgränssnittet 601 utför de paket- -assemblering/disassemblering(PAD)funktioner, som erfordras för att göra access till ett datapaketförmedlingssystem.

Omvandlingsresurser .Många exempel pa omvandlíngsresurser kan tänkas. Två exempel visas i fig 4 och5 för att belysa fördelarna med samtidig access till både TDM- och paketbussarna.

I fig 4 består omvandlingsresursen 40 av en tallag- ringsprocessor (VSP). En telefon É2 alstrar i kombination med TDM¿bussgränssnittet 20 ett PCM-bitflöde om 64 Kb/s, som överförs i en särskilt tilldelad, förbindelseförmed- lande tídslucka på TDM-bussen 101. VSP 401 mottar detta PCM-bitflöde från bussen 101 och kodar det med användande av en mer effektiv algoritm, såsom linjär förutsägelsekod- ning eller delbandskodning (såsom behandlas i L.R. Rabiner och R.W. Schafter, Digital Brocessor gi Speech Signals, 10 15 20 25 30 35 40 6 456 789 Prentíce-Hall, 1978), för att reducera bitraten. Detta kodade tal kan temporärt lagras eller assembleras, var- efter paket av komprimerat tal kan sändas över paketbussen 102 till skivstyrningen 402 för lagring i skivan 403.

För avspelning av ett registrerat meddelande sänder VSP 401 ett meddelande över paketbussen 102 till skiv- styrningen 402 för att hämta kodade talpaket över paket~ bussen från skivan 403. VSP 401 âteromvandlar de kodade talpaketen till PCM och lägger dem pa TDM-bussen 101 i en tidslucka, som är tilldelad TDM-bussgränssníttet 20, som då mottar-PSM-signalen och förmedlar den till telefonen S2.

Det kan synas som om skivstyrningen 402 skulle kunna kommunicera direkt med TDM-bussgränssnittet 20 via TDM- -bussen. Detta är emellertid ej praktiskt, eftersom det är önskvärt - dvs av ekonomiska lagringsskäl etc - att koppla PCM-signalerna till en mer kompakt form. Med användande av det visade systemet kan en gemensam omvandlingsresurs delas av många stationer. Likaså kan det synas som om över- föríngen av information mellan omvandlingsresursen 40 och' skivstyrningen 402 skulle kunna ske över TDM-bussen. Flera skäl föreligger varför detta, ehuru möjligt, icke är praktiskt. Ett sådant skäl är att de kodade talpaketen på grund av elimineringen av tysta intervaller ej alstras med konstant hastighet. Således skulle det innebära ett slöseri med bandbredden att förbindelseförmedla dessa paket över TDM-bussen. Ett annat skäl är att överföringen mellan resursen 40 och skivstyrningen 402 kan fördröjas varierande tidsintervaller och härvid återigen förbruka erfordrad bandbredd, om en tidslucka måste förbli reserve- rad för en sådan med avbrott försiggående dataöverföring.

Vidare kan andra anordningar, såsom applicerings- processorn 70 (fig 1) göra access till skivan 402 via paketbussen i och för filöverföringar med hög hastighet, medan tallagríngsoperationen fortskrider.

Ett andra exempel på en omvandlingsresurs är den i fig 5 visade terminalkoncentratorn 501. Terminal- koncentratorn 501 mottar förbindelseförmedlade data över TDM-bussen från ett antal terminaler (t ex terminalen T2, terminalen S1. Terminalkoncentratorn 501 utför PAD-funktío- ner på förbindelseförmedlade data och utsänder datapaketen 10 15 20 25 30 _ 456 789 över paketbussen till paketbussgränssnittet 30, som över- för informationen till appliceringsprocessorn 70.

Terminalkoncentratorn 501 åstadkommer således en multiplexe- rad frontfunktion för appliceringsprocessorn 70. Detta möjliggör större prestation hos appliceringsprocessorn 70 liksom elimineríng av behovet av en datamodul, såsom data- modulen S1, vid appliceringsprocessoränden av varje för- bindning, om kommunikationen skulle gå över TDM-bussen. Om vidare kommunikationen till och från processorn 70 skulle ske över TDM-bussen, mäste en eller flera tídsluckor permanent-vara tilldelade processorn.

Slutsats Det ovanstående resonemanget beträffande användningen av tíddelningsbussar för vissa typer av ínformationer och paketförmedlingsbussar för andra typer av informationer är blott avsett att vara belysande. De särskilda trafikför- hállandena vid varje tidpunkt bestämmer vilken buss som är den bästa för en viss dataöverföring. Det beskrivna systemet, där bada bussarna är förbundna med alla kort- positioner och enkelt tillgängliga genom proppanslutning av kortet i bäraren ger systemkonstruktören stor flexibili- tet vid konstruktionen av systemet bäde beträffande den från början avsedda användningen och beträffande framtida utvecklingar, där olika trafikförhàllanden kan förväntas.

Dessutom skulle systemprocessorn på en transaktion- -för-transaktíonsbasis kunna avgöra vilken buss, som vid den rådande tidpunkten är bäst lämpad, och "skräddarsy" systemet på en dynamisk basis för erhållande av optimal utnyttjning av resurserna. Detta kan blott åstadkommas om samtliga kort har kontinuerlig access till båda bussarna.

Det bör observeras att för det här beskrivna ändamålet en paketförmedlíngsbuss är en buss, vars bandbredd bestäms av behovet i motsats till en förbindelseförmedlingsbuss, vars bandbredd bestäms av förbíndelsens varaktighet.

Claims (7)

456 789 Patentkrav

1. Kommunikationsanläggning, k ä n n e t e c k n a d av en tiddelningsbuss (101), anordnad att inbördes förbinda ett flertal kommunikationskretsar (60,20,402,30,50,40) för kommunicering mellan nämnda kretsar i fastställda tids- luckor på tíddelningsbussen¿ en datapaketförmedlingsbuss (102), anordnad för att med avbrott ombesörja kommunicering mellan nämnda flertal kommunikationskretsar, och en anordning (308,203) för att låta vissa av nämnda kretsar'göra direkt access till tiddelníngsbussen, vissa av nämnda kretsar göra direkt access till paketförmedlings- bussen, och vissa av kretsarna göra direkt access samtidigt till båda bussarna.

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kommunikationskretsar (60,Z0) är inrymda i bärare, varvid varje bärare har multipla positioner för placeringen av kommunikationskretsarna, och varvid vilken som helst av kommunikationskretsarna kan placeras i vilken som helst av positionerna och fortfarande ha nämnda direkta access till endera eller båda av bussarna, samt att vardera av bussarna innefattar en multivägskabel med en.avs1utning för varje väg vid varje position i varje bärare.

3. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att vissa av nämnda kretsar (60,20,402,30,50,4D) är gränssnittskopplade till kommunikationsutrustning (S1,T1), och varvid vissa av nämnda kretsar är gränssnittskopplade till en gemensam resursanordning (403,70), en anordning (601,607,610,611) för förmedling av in- formation mellan kommunikationsutrustningens gränssnítts- kretsar och de gemensamma resurskretsarna över tiddel- ningsbussen, och en_anordning (301,310,308) för förmedling av in- formation mellan de gemensamma resurskretsarna över paket- förmedlingsbussen.

4. Kommunikationsanläggning, k ä n n e t e c k n a d av ett flertal kommunikationskretsar (60,20,402,30,50,40), anordnade för gränssnittskoppling mellan anläggningen och kommunikationsutrustning (S1,Tl,SZ,TZ), för överföring av information däremellan, 456 789 ' ett flertal delade resurskretsar (403,70), tillgäng- liga för användning av vilken som helst av gränssnitts- kretsarna, en första buss (101) med pà denna anordnade tids- luckor, vilka kan tilldelas överföringen av information mellan vilken som helst av gränssnittskretsarna och andra gränssnittskretsar och för överföríngen av information mel- lan vilken som helst av gränssníttskretsarna och resurs- kretsarna, och en'andra buss (102) med paketförmedlingsförmåga för överföring av information mellan en godtycklig resurskrets och en vald andra resurskrets över nämnda andra buss, medan information samtidigt överförs mellan en av resurs- kretsarna och en gränssnittskrets över den första bussen.

5. Anläggning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att kommunikationskretsarna är inrymda i bärare, varvid i varje bärare multipla positioner förekommer för placering- en av kommunikationskretsarna, och varvid vilken som helst av kommunikationskretsarna kan placeras i vilken som helst av positionerna och fortfarande ha access till endera eller båda av bussarna.

6. Kommuníkationsanläggning, k ä n n e t e c k n a d av en kretskortsbärare med ett flertal positioner för in- förande av kretskort, varvid varje position har ett antal individuella banor, ett flertal kommunikationskretsar, anordnade för gränssnittskoppling mellan anläggningen och kommunikations- utrustning för överföring av information däremellan, var- vid kommunikationskretsarnaär anordnade på vissa av krets- korten och insättbara i bäraren i vilken som helst av dennas positioner, ett flertal delade resurskretsar, som är anordnade på andra av kretskorten och insättbara i bäraren i vilken som helst av dennas positioner, en första buss, som sammanbinder lika banor för var och en av positionerna, vilken buss uppvisar tidsluckor, vilka kan tilldelas överföringen av information mellan vilken som helst av bärarpositíonerna med där införda gränssníttskretsar och andra bärarpositíonor med där in- 456 789 H) förda gränssnittskretsar och för överföring av information mellan vilken som helst av bärarpositioncrna med vid dessa e införda gränssnittskretsar och bärarpositioner med vid dessa införda resurskretsar, och _ en andra buss för sammanbindning av lika banor för var och en av positionerna, vilken buss har paketförmedlings- förmåga för överföringen av information mellan valda bärar- positioner, medan information samtidigt överförs till eller från de valda bärarpositionerna över den första bussen.

7. Anläggning enligt krav 6, k ä n n e t e c k- n a d 'av att den information, som över den första bussen överförs mellan den första resurskretsen och en gränssnitts- krets, innehåller talsignaler, och en första av resurskretsarna innehåller en anordning för modifiering av talsignaler, som överförs till resurs- kretsen över den första bussen, och för placering av de modifierade talsignalerna pá nämnda andra buss, och en andra av resurskretsarna innehåller en anordning för styrning av lagringen av de över nämnda andra buss mot- tagna modifierade talsignalerna. 3, Anläggning enligt krav 7, k ä n n e t e c k- n a d av att en första av resurskretsarna innehåller en anordning för paketering av information, som från en gräns- snittskrets överförs över den första bussen för återgivning över nämnda andra buss, till en processor i paketform, och varvid en andra av resurskretsarna innehåller en an- ordning för styrning av flödet av informationspaket mellan en processor och nämnda andra buss.