SE501373C2 - Anordning vid kommunikationsnät - Google Patents

Description

5 0 1 3 7 3 Det hänvisas bland annat till den amerikanska patentsskriften 4866704 som beskriver ett asynkront fiberoptiskt lokalt nätverk. Nätverket uppehåller datapakettrafik samtidigt med synkron rösttrafik över en gemensam Token Ring-kanal.

Genom den amerikanska patentskriften US 4843606 är det förut känt att utnyttja ett kommunikationssystem i lokalt sammanhang med Token Ring-principen.

Man utnyttjar synkron bandbreddshantering för avgivande av prioriterade funktioner för kvasi-synkrona ramar med regelbundna intervall. "Ríngama" är inbördes förbundna genom en tidsmultiplexenhet via sina synkrona bandbreddshanterare. Buffertar är anordnade i varje synkron bandbreddshanterare för synkrona informationsblock överförda från och till respektive ring. En utnyttjad TDM-styrenhet kan oberoende nå nämnda buffertar för TDM-omkoppling via individuella bytes i inforrnationsblocken, vilka kan utgöras av röstinforrnation. Buffertarrangemanget kan innefatta FIFO- buffertar. Ringama är även inbördes förbundna inom en "backbone"-buss eller ring för överföring av asynkrona data mellan ringama. Antalet ringar kan vara en eller flera.

Det hänvisas även till den amerikanska patentskriften 4785448 som avser telefonsystem för lokal area för samtidig överföring av digitala data och analoga röstsignaler på samma transmissionmedium. Stationsenheter är fysiskt förbundna i en stjärnkonfiguration. Vidare utnyttjas en Token Ring-överföring.

Dessutom utnyttjas Manchesterkodning.

Det hänvisas även till det amerikanska patentet 4553234 som hänför sig till ett bredbandigt lokalt nätverk med Token Ring-överföring och tidsmultiplex på både kretskopplad och paketkopplad trafik. I anslutning till den kända anordningen överföres bland annat data-, bild- och taltrafik.

Genom den amerikanska patentskriften 4459558 utnyttjas Token Ring -protokoll för lokala nätverk. En ring sammanbinder ett flertal för bildandet av ett lokalt nätverk. Respektive station är tilldelad en eller flera av tre prioritetsnivåer motsvarande servicetyper. Den högsta nivån garanterar bandbredd t ex för digitala röstdata. Den andra nivån avser interaktiv datakommunikation utan absolut bandbreddsgaranti. Nivå 3 avser lågprioriterad överföring. 501 373 TEKNISKT PRQBLEM Användning av persondatorer i nätverk fortsätter framträdande att öka. Det föreligger behov av att i anslutning härtill kunna utnyttja allmänt tillgängliga system av typ Ethernet eller Token Ring som klarar av att överföra tal och bild i realtid. Den integrerade kommunikationen kan ses som en förutsättning för ökad användning av persondatorbaserade tal- och videotjänster inom företagen.

I praktiken är det emellertid ett avancerat tekniskt problem att kunna implementera protokoll av nämnt slag så att effektivt och ändamålsenligt arbetande nätverk erhålles. Föreliggande uppfinning avser att lösa bland annat detta problem.

Tal och video skall kunna överföras med god kvalitet på speciellt överföringen.

Viktiga parametrar i anslutning till tjänster som innehåller bild eller ljud är fördröjningen och den variation som kan finnas i fördröjningen. En känslig parameter är därvid variationen på fördröjningar, så kallad jitter, vilket innebär att fördröjningen är olika vid olika tidpunkter. Dylika variationer upplevs vid video som ryckiga. Ljud är ännu mer känsligt. Förekommande nät kan delas in i två typer utgående från nämnda fördröjningshypotes. Den första typen är av asynkront slag och kännetecknas av Ospecificerad fördröjning, vilket leder till ospecificerat jitter. Den asynkrona principen är normalt förknippad med icke realtidsapplikationer och är därmed mindre lämplig för video och ljud. Den andra typen är av synkront slag och kännetecknas av specificerad fördröjning och specificerat jitter och kan därvid utnyttjas som lämpligt överföringsmedium för video och ljud. Föreliggande uppfinning utgår från denna insikt.

Föreliggande uppfinning utgår även från att varierande behov av bandbredd skall föreligga. För att detta skall kunna tillgodoses behövs en accessmetod som medger dynamisk tilldelning av bandbredd. Om man bortser från D-kanalen vid basaccess i ISDN, vilken har en hastighet på 16 kbit/ s är den minsta hastigheten 64 kbit/ s för B-kanal. Bildkodningsstandarden H.261 föreskriver kommunikationskanaler som är multipler av 64 kbit/s, vilket torde vara den minsta enheten vid tilldelning av bandbredd. Föreliggande uppfinning tar fasta även på detta förhållande.

Utnyttjat protokoll skall i enlighet med uppfinningen ge minimal fördröjning och minimala variationer i fördröjningen vid tal- och bildöverföring. I en utföringsform skall även ett "äkta" LAN-accessprotokoll kunna utnyttjas. Med H 5 Û 1 3 7 3 ett dylikt protokoll avses att kommunikationsmediet skall delas av de tillhörande nodema och att växelfunktionen skall vara distribuerad (ej centraliserad växel). Principen för protokollet skall även vara sådan att den kan användas både vid hastigheter motsvarande den som används i dag för Ethernet och Token Ring och högre hastigheter för framtida utveckling. För den asynkrona del, som i en utföringsform skall kunna användas på samma sätt som LAN -datakommunikation i dag, skall någon kombination av förekommande protokoll för länkskikt och fysiska skikt kunna användas för att undvika nykonstruktion. Uppfinningen skall även medge att man skall kunna använda nätverksprogramvara som redan är framtagen. Uppfinningen skall även kunna tillmötesgå användandet av avancerade kommunikationskretsar för LAN- datakommunikation i så stor utsträckning som möjligt. Protokollet skall kunna möjliggöra dynamisk tilldelning av bandbredd för de olika kommunikations- kanalerna. Bandbredd som inte används för tal- och bildkommunikation skall vara tillgänglig för den gemensamma asynkrona LAN-datakommunikationen.

En gemensam asynkron kanal för LAN-datakommunikationen skall kunna utnyttjas. Kanalens bandbredd skall kunna varieras dynamiskt. Vid användning av flera asynkrona kanaler reduceras bandbredden för varje kanal i motsvarande grad. Uppfinningen tar fasta på nämnda förhållanden och löser även detta problemkomplex.

LQ sNlNgeN Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för anordningen enligt uppfinningen är att de asynkront översända och inledningsvis Omnämnda andra informationerna är överlagringsbara på de synkront överföringsbara första informationema, att vid översändning tillgänglig bandbredd är varierbart fördelningsbar mellan närnnda första och andra informationer och att vid önskad varierad fördelning sändande och mottagande enheter blir synkroni- serade medelst synkroniseringsinformation överförbar via en t ex för den synkrona överföringen upprättad kanal mellan de sändande och mottagande enheterna.

I en utföringsforrn arbetar anordningen med ett synkront första protokoll av typ DTM och ett överlagrat asynkront andra protokoll av Token Ring-typ som arbetar med stor accessrättvisa, vilka första och andra protokoll bildar ett hybridaccessprotokoll. I en utföringsform är det synkrona protokollet anordnat för dynamisk bandbreddstilldelning och den medelst det andra protokollet 5 5 Û 1 3 7 3 effektuerade överlagringen är anordnad att ske i åtminstone en tidslucka med variabelt antal bitar.

Upp- och nedkopplingar av synkrona förbindelser sker via en datakommunika- tionskanal, företrädesvis en asynkron datakommunikationskanal. Anordningen innefattar eller bildar i en utföringsform en ISDN-kompatibel företagsväxel med förbindelseorienterad tal-, video- och/ eller datakommunikation och förbindelselös datakommunikation. Med förbindelselös avses här en icke på förhand bestämd förbindelse. I en ytterligare utföringsforrn innefattar anordningen flerfunktionsterminaler, varmed menas terminaler för hantering av data och tal, video, musik, etc. Nämnda terminaler kan därvid utgöras av persondatorer. Anordningen arbetar med bildkommunikation företrädesvis i området 64 kbits/ s - 2 Mbits/ s. Anordningen utnyttjar i en utföringsform kombinationen av DTM- och Token Ring- principerna. Egenskaper, t ex topologi, överföringshastighet och/ eller kodning, etc ur Token Ring-konceptet ingår som komplement till DTM-konceptet. Anordningen kan anses utgöra eller innefatta ett accessprotokoll för integrering av tal, video och data i lokala nätverk för hastigheter upp till 20 Mbits/s. I en föredragen utföringsform utgöres anordningen av ett lokalt nätverk med persondatorer som är användbara för alla typer av kommunikation, i första hand tal och data. I en föredragen utföringsform bildar anordningen ett lokalt nätverk som onödiggör i förhållande till nätverket separat företagsväxel eller företagsväxlar som i det lokala nätverket är representerbar respektive representerbara med programvara eller programvaror. Nämnda nätverk kan därvid vara kommunicerbart med extern ISDN -kommunikation via en eller flera bryggor från eller i en eller flera kommunikationsservers. Respektive terminal i det lokala nätverket och respektive server kan därvid vara anordnad med en anpassning mot det lokala nätverket. Nämnda lokala nätverk är transparent för normalt i nätverket förekommande datakommunikation. I en utföringsform skapas ett universellt nätverk med universalterminaler. Anordningen fungerar för såväl smalbandsteknik som bredbandsteknik.

FQRDELAR Genom det i ovan föreslagna erhålles ett protokoll med flera goda egenskaper.

Det blir således möjligt att utnyttja en teknik som bygger på befintliga kända kretsar i Token Ring-sammanhang. Genom uppfinningen kan erbjudas lokala nätverk som klarar olika typer av kommunikation i ett enda nät.

Företagsväxeltjänster i det lokala nätverket kan ersätta en liten företagsväxel. é. 5 0 1 3 7 3 Telefoni med möjlighet till datorstöd i persondatorn och tillgång till stort antal ISDN-tjänster kan förväntas ge ökat utbud av befintligt kommunikations- sortiment. En leverantör av lokala nätverk kan erbjuda även telefonitjänster i anslutning till dessa. Universalterminaler i ett lokalt universalnâtverk överensstämmer med idéer som ligger till grund för publika ISDN-nätet och ligger i samklang med vad som förväntas på utvecklingen inom tele- kommunikationsområdet. Produkter för lokala nätverk kan erbjudas och ISDN- produkter kan knytas ihop i lokala nätverk enligt uppfinningen. Genom uppfinningen blir det möjligt att utnyttja känt protokoll för synkron kommunikation för tal, video och data. Härvid kan hänvisas till DTM som arbetar med liten fördröjning och dynamisk bandbreddstilldelning. För den asynkrona kommunikationen utnyttjas Token Ring, vilket är ett väl beprövat och standardiserat protokoll. Token Ring ger rättvis access och torde kunna användas för högre hastigheter än de som används i dag. Token Ring i tidslucka eller tidsluckor kan utnyttja DTM som betyder dynamisk synkron överföringsmod. Behovet blir att lägga till och ändra synkron information.

Egenskaperna topologi, hastighet och kodning (differentiell Manchesterkodning) hos Token Ring-protokollet kan utnyttjas fördelaktigt.

Nämnda integration av tal och data i LAN ger användama av det lokala nätverket möjlighet till tillgång till datorstödd telefoni, datorstödda PLUS- tjänster, datorstödd röstbrevlåda, företagsväxeltjänster, ISDN-tjänster (bild), och/ eller distribuerade radioprogram och/ eller distribuerad musik, stereo (två kanaler finns). 1 " R KNIN En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas í nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1, i principschemaform visar uppbyggnaden av ett lokalt nätverk med integrerat tal och data och gränssnitt mot publikt ISDN-nät, figurer 2 - 2b, visar fördelningen av bandbredden mellan tal och data i ett hybridaccessprotokoll, figur 3, i blockschemaform visar en Token Ring-adapter som är baserad på Texas Instruments TMS380-kretsar, 9* 501 373 figur 4, i blockschemaform visar maskinvara för IVDLAN-adapter (Integrated Voice and Data Local Area Network), figur 5, i blockschemaform visar exempel på ringanpassning där en masterenhet tillhandahåller klocksignal för ringen och sänder startavgränsning i form av unik oktett, figur 6, i blockschemaform visar IVDLAN-adaptems asynkrona del, figur 7, i blockschemaform visar IVDLAN-adapterns synkrona del för tal med 64 kbit/ s, och figur 8, i principschemaform visar ett enkelt kretskopplat telefonsamtal där en kommunikationsnod förutsättes administrera upp- och nedkoppling.

DETALIERAD BEsKRIvNINg Av EN FQ" RI-:DRAQEN Lmïg" RINçsFQRM Figur 1 är ett lokalt nät IVDLAN som utgör ett lokalnät för integrerat tal och data.

Till nätet är anslutna persondatorer PC 1 och PC 2 av i och för sig känt slag.

Anslutningen av respektive persondator sker via en mediaanslutningsenhet MAU och en nätkommunikationsenhet NCU. En enhet (telefon, mikrofon etc) har betecknats med "Tal". Enheten arbetar med ISDN (Integrated Services Digital Network) eller på analog väg. Det lokala nätverket IVDLAN är anslutbart till ett publikt ISDN-nät som kan vara av i och för sig känt slag och anordnat för bas- eller prirnäraccess. Anslutningen sker via en kommunikationsserver CS, terminaladapter TA och nätverksterminal NT. I figuren är även två referenspunkter S och R angivna.

I figurerna 2, 2a och 2b visas de olika sändningsfallen där på mediet första och andra informationer om tal, video, etc respektive data kan dela tillgängligt utrymme/ bandbredd. I figur 2 visas översändning av enbart data (P-INFO). I figur 2a har bandbredden delats lika mellan tal och data och i figur 2b har talinformationen tagit en fjärdedel av bandbredden i anspråk, medan resten avdelats för data, o s v.

I figur 3 visas uppbyggnaden av en konventionell Token Ring-adapter. Genom att en särskild kommunikationsprocessor ingår belastar datakommunikationen i nätverket inte persondatorns ordinarie processor. En Bus Interface-enhet BIU är visad liksom en minnesexpansionsenhet MEU. Bussförbindelserna är angivna s' 501 373 med adapter bus. Dessutom ingår kommunikationsprocessor, protokollhanterare och systerninterface. Mot Token Ring-anslutningen finns ett ringinterface.

I figurema 4-8 visas blockscheman för IVDLAN-adapter enligt uppfinningen.

Befintliga kommunikationskretsar för Token-Ring ingår i den asynkrona delen.

Systemet arbetar i ett tidsmultiplexerat sammanhang. I enlighet med figur 4 delas maskinvaran upp i tre delar, närnligen ringanpassning, asynkron del och synkron del. Ringanpassningen ansluter adaptern till ringen och är gemensam för den asynkrona och synkrona delen.

Figur 5 visar hur mottagna asynkrona data buffras och repeteras dels normalt, dels när noden tjänstgör som Cycle Master-enhet. Då blockschemat enligt figur 5 är av i och för sig känt slag skall det inte beskrivas närmare här utan det hänvisas till texten i figurerna.

Figur 6 visar den asynkrona delen med kommunikationsprocessor för Token Ring. Räknare är kopplade till den mottagna klocksignalen och i Cycle Master- noden även till den lokala klockan. Programmerbara tidsluckegeneratorer bestämmer när den asynkrona delen skall aktiveras för mottagning och sändning. Startavgränsningsdetektorn känner av det bitmönster som anger att en ny synkron ram startar och sätter mottagarräknaren i ett bestämt tillstånd.

Token Ring-systemet använder centraliserad klockning från Cycle-Master- noden. Den nod som innehar CycleMaster-rollen genererar också startavgränsningen för den synkrona ramen.

Figur 7 visar den synkrona delen vid talöverföring. Programmerbara tidslucke- generatorer bestämmer när den synkrona mottagningen och sändningen skall ske. Den mottagna seriella bitströmmen måste först avkodas (den är differentiellt Manchesterkodad). Därefter sker serie/parallellomvandling till 8-bitarsord. Data klockas därefter till en utport när tidsluckegeneratoms utgång är aktiv. Data på utporten vidarebefordras till en avkodare. Vid sändning sker aktiviteterna i omvänd ordning. Om noden är en Cycle Master-enhet används den lokala klockan i stället för mottagarklockan och tidsluckegeneratorn är kopplad till en räknare ansluten till den lokala klockan. Även parallell/serie-omvandlaren vid sändning kan styras av olika räknare. När den synkrona delen är aktiv sker repetition när inte sändning pågår. f: 5 D 1 3 7 3 Anordningen innefattar programvarugränssnitt. Mot den övre delen av länkskiktet LLC (Logical Link Control) används anropen (serviceprimitiver) databegäran och dataindikation. Detta är de enda serviceprimitiver som används vid förbindelselös överföring. Databegärningsanropet ser ut på följande sätt: DL-UNITDATA request( source_address, destination_address, data, priority ) Source_address och destination_address specificerar serviceaccesspunkterna för sändare och mottagare. Data specificerar den dataenhet som skall överföras.

Priority specificerar önskad prioritet för överföringen. Analogt gäller för dataindikering: DL-UNITDATA indication( source_address, destination_address data, priority ) Programvara som behövs för upp- och nedkoppling av synkrona förbindelser utnyttjas. Den gemensamma asynkrona kanalen används för detta ändamål.

Figur 8 visar de signaler som behövs vid upp- och nedkoppling av ett telefonsamtal. Kodade meddelanden överförs till och från länkskiktet genom anropen databegäran och dataindikation. Eftersom kommunikationen i en utföringsforrn skall vara ISDN-anpassad sker samtalshanteringen med upp- och nedkoppling enligt CCITT-standard Q.931. Signaleringsprocedurerna motsvarar nätskiktet i OSI-modellen. Standarden är omfattande och detaljerad. Dessa procedurer är användbara för både interna och extema förbindelser i denna tillämpning. Vid interna förbindelser används den gemensamma P-kanalen för signaleringen, vid extern förbindelse används D-kanalen. I övrigt hänvisas till QSSI-standarden. Uppfinningen utnyttjar även ett applikationsprograms- interface. Tillämpningar har ett gränssnitt mot underliggande nätverks- programvara, benämnt applikationsprogramsinterface. Om tillämpningen behöver utnyttja nättjänster använder den id* 5 Û 1 3 7 3 applikationsprogrammeringsinterface mot nätverksprogramvaran.

Applikationsprogramsinterfacet anger inte de skikt programvaran omfattar.

Nättjänster för upp- och nedkoppling av synkrona förbindelser sker direkt av procedurerna i nätskiktet. Programvara för asynkron datakommunikation, för t ex fileserver, kan vara konventionell befintlig nätprogramvara. I samband med upp- och nedkopplingar av synkrona förbindelser måste tidsluckor genereras respektive tas bort för de inblandade nodema. Tidsluckegenereringen är programmerbar och kan ändras dynamiskt vid behov. Beträffande ändring av tidslucka för den gemensamma asynkronkanalen måste denna ske när inte kommunikation pågår. Vid överföringshastigheten 16 Mbit/ s skall det lokala nätverket i en utföringsform klara av följande: Normal datakommunikation inklusive signalering 4,48 Mbit/ s en förbindelse på 1,92 Mbit/s (endast för tillfällig användning, kan ersättas av fem förbindelser på 384 kbit/ s) fem förbindelser på 384 kbit/ s motsvarande 3,84 Mbit/ s. trettio förbindelser på 64 kbit/ s motsvarande 3,84 Mbit/ s.

I det nya protokollet för tal och data påverkas den vanliga LAN- datakommunikationen på så sätt att datameddelanden inte kan sändas i en följd, utan måste styckas i delar av bestämd längd såvida de inte är mycket korta.

Utrymmet mellan delama eller segmenten utnyttjas för tal- och bildinformation.

Detta är nödvändigt eftersom tal- och bildinformation måste återkomma med jämna tidsmellanrum (s k isokron information).

DTM (= Dynamic synchronous Transfer Mode) är en accessmetod för synkron multiplexering och dynamisk tilldelning av bandbredd. Det är känt att utnyttja denna metod för höga kommunikationshastigheter på optisk fiber. Det hänvisas även till teknik i anslutning till standard för integrering av tal och data, nämligen IEEE 802.9, som dock inte använder principen gemensamt medium och distribuerade växelfunktioner. DTM är förut väl känt och skall inte beskrivas närmare här, utan det skall endast konstateras att för kompatibilitet med den asynkrona datakommunikationen som normalt används på LAN kan ett antal tidsluckor användas för en asynkron kanal som är gemensam för samtliga datorer som är anslutna till det lokala nätverket. För asynkrona meddelanden som är längre än antalet tilldelade tidsluckor för den asynkrona l/ 5 01 3 7 3 kanalen måste uppdelning ske så att meddelandet överförs under flera synkrona ramar. På detta sätt överlagras den asynkrona kommunikationen på den synkrona. Accessprotokollet enligt uppfinningen kan betraktas som en hybrid av kretskoppling och paketförmedling (circuit switching och packet switching). I enlighet med uppfinningen skall de asynkrona ramamas början och slut anges på lämpligt sätt. En asynkron meddelanderam följs antingen av en ny från samma dator eller av token. Efter sändning av meddelanderam eller token sänds utfyllnad på i och för sig känt sätt.

I enlighet med uppfinningen utnyttjas den gemensamma asynkrona kanalen och för att detta skall ske så effektivt som möjligt måste start- och slutavgränsningen kunna lokaliseras var som helst i följden av tidsluckor. Det meddelande som begränsas av startavgränsning och slutavgränsning utgör en asynkron ram. Den asyrikrona ramen kan sträcka sig över flera synkrona ramar.

Längden på ett asynkront meddelande begränsas enbart av krav på rättvis tillgång till den gemensamma kanalen. I enlighet med uppfinningen måste flera datorer kunna lägga in information i en och samma synkrona ram.

Synkronisering sker således i de olika datorerna med deras olika klockoscillatorer. Stora hastigheter skall kunna utnyttjas, vilket kan underlättas vid övergång till optiska fiber. Token Ring-principen är användbar i sammanhanget. Ringen består av en serie punkt- till punktförbindelser och det är bara en nod som sänder asynkront åt gången. Inforrnationen repeteras normalt i varje nod, varvid det uppkommer en liten fördröjning. Att gå in och ändra eller lägga till i den mottagna informationen är en normal åtgärd. Varje nod får därför möjlighet till att ändra sin tal- eller videoinformation även när en annan nod sänder data i samma synkrona ram. Token Ring-protokollets styrka ligger i den rättvisa accessen som kan erhållas med den stafettpinne som skickas runt så snart någon har sänt färdigt data. Det sända meddelandet kodas med differentiell Manchesterkodning. Koden innehåller såväl data som synkroniseringsinformation (klocka). Koden innehåller digitala ettor och nollor och dessutom finns två icke-data-symboler. Eftersom tecken (tidsluckor) innehållande icke-data-symboler inte kan förekomma i datainformationen kan sådana användas som specialtecken för att avgränsa ramar. Token Ring- protokollet använder normalt två sådana tecken, ett för startavgränsning och ett för slutavgränsning. I det sammansatta hybridacessprotokollet finns ett behov av åtminstone ytterligare ett sådant specialtecken för att beteckna startavgränsningen för synkron ram. Efter en meddelanderam sänds utfyllnad tills token sänds. Denna utfyllnad kan ske på i och för sig känt sätt. I enlighet med ovan kodas även den synkrona delen av hybridaccessprotokollet som A2 5 0 1 3 7 3 används för tal och video med differentiell Manchesterkodning. Synkron information avser tal och video. Denna information överföres i kanaler som kopplas upp. Bärartjänster tillhandahålles med hastigheter som kan utgöras av multipler av 64 kbit/ s upp till 2,048 Mbit/ s. En av stationerna, lämpligen en aktiv monitor, kan tilldelas rollen som Cycle Master. Detta innebär att stationen skapar startavgränsning för synkron ram, som sänds i början av varje cykel med intervallet 125 mikrosekunder. Synkroniseringstecknet är en oktett långt. Något avslutningstecken behövs inte, eftersom ramen omfattar ett bestämt antal oktetter, nämligen 250 för överföringshastigheten 16 Mbit/s. Isokron information är kodad enligt någon standard. Den sänds i den tidslucka som erhållits vid uppkopplingen och tas emot av mottagaren i samma tidslucka. En tidslucka kan bestå av en eller flera oktetter. Tal kodas med åtta bitar var 125:e rnikrosekund för taltjänsten i ISDN. Talkodriingen kan utföras enligt CCITT, rekommendation G.711 för pulskodmodulerat tal. Vid sändning sker parallell/ serie-omvandling och vid mottagning serie/ parallell-omvandling.

Innan informationen sänds på ringen kodas den med differentiell Manchester- kodning och vid mottagning måste först avkodning ske. Två typer av ramar kan förekomma, dels de grundläggande synkrona ramarna, dels de styckade asynkrona ramarna, som överlagras på de synkrona. Figurerna 9 och 10 visar hur en asynkron ram kan uppdelas på flera synkrona ramar.

Figur 9 visar ett ramfonnat principiellt, Figur 10 visar principiellt hur en asynkron ram är uppdelningsbar i två på varandra följande synkrona ramar (specialfall).

C-INFO-delen i figur 9 innehåller kretskopplade kanaler D-kanal, B-kanal och C- kanal. P-INFO-delen innehåller en P-kanal. D-kanalen kan vara en signalerings- kanal för 64 kbit/ s. B-kanalen kan förekomma som två kanaler B1 och B2 motsvarande basaccess i ISDN och kan användas per nod för tal och/ eller data.

Här tillhandahålles endast själva bärartjänsten som en kanal för 64 kbit/ s. C- kanalen kan användas som bärartjänst för video eller snabb dataöverföring. P- kanalen användes för gemensam asynkron datakommunikation (paketförmedling). I detta sammanhang hänvisas även till OSI referensmodell.

Figur 11 visar hur referensmodellen för IVDLAN relateras till referensmodellen för OSI. LLC står för Logica] Link Control, MAC står för Medium Access Control, och LAPB, LAPD är = protokoll för datakommunikation. I enlighet med Token Ring-principen kan alla till ringen anslutna enheter lyssna och ta emot när en enhet sänder. I ringnätet är det bara en station, den efterföljande på ringen, som 501 373 kan uppfatta sändningen, ramen vandrar runt på ringen genom att stationerna kopierar bit för bit av ramen från ingången och ut på utgången. N är ramen kommer tillbaka efter ett varv runt ringen avlägsnas den av avsändaren. En ram med ett speciellt utseende, token vandrar alltid runt i ringen. En ram med data som sänds genom ringen mellan två stationer utgörs av token som är modifierat och påhängt med adressfält, informationsfålt och övriga delar som gör det till en dataram. Om ingen aktivitet förekommer på nätet vandrar token ensamt runt, denna gång med ett utseende som markerar att det är ledigt. När en station tar emot ett sådant token har den under viss förutbestämd tid rätt att sända. Alla stationer kontrollerar adressdelen i varje mottagen dataram för att se om den skall kopieras in till stationen. Den har då också möjlighet att lägga in viss information till avsändaren, bland annat för att bekräfta att den mottagit ramen innan den vidarebefordrar paketet till nästa station. När avsändaren får tillbaka ramen kan den avlägsnas och om tid återstår kan stationen sända en ny ram. Överföringshastigheten är 4 Mbit/ s eller 16 Mbit/ s. En av stationerna eller noderna tilldelas rollen som aktiv monitor. Denna sänder med en kristallstyrd klocksignal som referens. Övriga stationer använder en faslåst oscillator för att synkronisera mottagning och sändning med den mottagna signalen. När bitströmmen har gått runt ringen och tas emot av den aktiva monitorns mottagare som är faslåst till den mottagna signalen är inte längre den mottagna bitströmmen i fas med den kristallstyrda klockan. För att kompensera för olikheterna används en elastisk buffert som klockar mottagna data med den faslåsta klockan och sända data med den kristallstyrda. Token Ring-protokollet använder ett signaleríngsformat som kallas differentiell Manchesterkodning av i och för sig känt slag. Då det gäller ramformat hänvisas till vad som är förut känt.

Detta gäller även funktionerna för ramkontroll, destinationsadress, källadress, o s v. Även uppbyggnaden av de asynkrona ramarna anses vara förut kända.

Beträffande token finns det två möjligheter att sända detta, den ena är omedelbart efter sändandet av informationsramen (Early Token Release). Detta tillvägagångssätt medför ökad effektivitet. Abortfunktionen är även förut känd.

I figur 9 anges med CSD startavgränsníng för synkron ram. C-INFO anger kretskopplad information, med tal, video, data och signalering. P-INFO visar gemensam paketförmedlad information, enbart data. D1 utgör D-kanal för signalering nod 1, 64 kbit/ s, 1 oktett. B11 anger Bl-kanal för tal eller data nod 1, 64 kbit/ s, 1 oktett. B21 anger B2-kanal för tal eller data nod 1, 64 kbit/s, 1 oktett. C1 anger kretskopplad kanal för video nod 1, 128 kbit/ s, 2 oktetter. B12 anger B1- kanal för tal eller data nod 2, 64 kbit/s, 1 oktett, C2 utgör en kretskopplad kanal för video nod 2, 384 kbit/ s, 6 oktetter. SD utgör en startavgränsning för asynkron /lf 501 373 ram. AC utgör accesskontroll och FC Frame Control eller typ av ram. DA anger destinationsadress och SA källadress. LLC utgör protokoll på den övre länknivån och PCS är felkontroll bestående av 4 oktetter. Slutavgränsning, 1 oktett, indikeras med ED och rarnstatus med FS, 1 oktett. FILL utgör utfyllnad bestående av t ex endast nollor, till nästa SD.

Figur 10 visar hur en asynkron ram kan delas upp i två på varandra följande synkrona ramar och läggas in i sina P-fält. Den ospecificerade delen av de synkrona ramarna innehåller fält för synkronisering och tal- och bild- information. Antalet synkrona ramar som åtgår för uppdelningen bestäms av den asynkrona ramens längd och P-fältets längd. Beteckningarna i den asynkrona ramen anger fält med olika innebörd och längd. Den asynkrona ramen kan börja och sluta var som helst i P-fältet.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visade utförings- formen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (20)

501 373 PATENTKRAV

1. Anordning vid kommunikationsnät (IVDLAN) för överföring av syn- kront översändbara första inforrnationer, t ex tal, video och/ eller data och av asynkront översändbara andra informationer, t ex data, varvid de asyn- kront översändbara andra informationema är överlagringsbara på de syn- kront överföringsbara första informationema, och vid översändning är tillgänglig bandbredd varierbart fördelningsbar mellan nämnda första och andra informationer och vid önskad varierad fördelning blir sändande och mottagande enheter synkroniserade medelst synkroniseringsinformation överförbar via en i t ex den asynkrona överföringen upprättad kanal mellan de sändande och mottagande enheterna, k ä n n e t e c k n a d därav att den arbetar med ett synkront första protokoll av typ DTM (Dynamic synchro- nous Transfer Mode) och ett eller flera exemplar av ett överlagrat asynkront andra protokoll av Token Ring-typ (t ex Token Ring eller FDDI (Fiber Distributed Data Interface), som arbetar med stor accessrättvisa, och enligt DTM består en cykel av ett bestämt antal tidsluckor där varje tídslucka består av ett bestämt antal bitar och minsta enhet för tilldelning av bandbredd motsvarar en tidslucka, och det synkrona protokollet är anordnat för dynamisk bandbreddstilldelning, och den medelst det andra protokollet effektuerade överlagringen är anordnad att ske i åtminstone en tidslucka med variabelt antal bitar.

2. Anordning enligt patentl kront översändbara andra informationema är överlagringsbara på de syn- kront överföringsbara första informationema och att vid översändning tillgänglig bandbredd är varierbart fördelningsbar mellan nämnda första och andra informationer, varvid en liten del av bandbreddsutrymmet för den synkrona överföringen är i anspråktagen för synkroniseringsändamål och den synkrona överföringen sker i cykler vars tidslängd bestäms av en ön- skad samplingsfrekvens, och ett synkront första protokoll bildar tillsam- mans med ett asynkront andra protokoll ett hybridaccessprotokoll.

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav att det synkrona protokollet är anordnat för dynamisk bandbreddstilldelning. /d 5 0 1 3 7 3

4. Anordning enligt patentkrav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav att den i kombination av principer för synkront och asynkront protokoll ut- nyttjar en eller flera av egenskaperna topologi, överföringshastighet och kodning ur det asynkrona protokollets princip som komplement till det synkrona protokollets princip.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den arbetar med ett eller flera exemplar av ett överlagrat andra protokoll, som så nära som möjligt överensstämmer med Token Ring- standard / standardförslag enligt ISO 8802-5.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den arbetar med ett eller flera exemplar av ett överlagrat andra protokoll, som så nära som möjligt överensstämmer med FDDI-standard/ standardförslag enligt ISO 9314.

7. Anordning enligt patentkravet 1, 2 eller 3 k ä n n e t e c k n a d därav att upp- och nedkopplingen av synkrona förbindelser sker via en gemensam datakommunikationskanal, företrädesvis en asynkron datakommunika- tionskanal.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den innefattar eller bildar en ISDN-kompatibel företagsväxel med förbindelseorienterad tal-, video- och/ eller datakommunikation och förbin- delselös datakommunikation.

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den innefattar flerfunktionsterrninaler, varmed menas terminaler för hantering av såväl data som tal, video, musik, etc, vilka terminaler in- nefattar eller består av persondatorer.

10. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att av densamma bildar ett lokalt nätverk vilket onödiggör i förhål- lande till nätverket separat företagsväxel som i stället i det lokala nätverket representeras med programvara.

11. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den i kombination av DTM- och Token Ring-principer utnyttjar H1 501 373 egenskaper, t ex topologi, överföringshastigheter och/ eller kodning etc ur Token Ring-principerna, som komplement till DTM-principerna.

12. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den utnyttjar ett hybridaccessprotokoll för integrering av tal, video och data i lokala nätverk för hastigheter upp till 20 Mbits/ s.

13. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att ett och samma lokala nätverk med persondatorer är användbart för alla typer av kommunikation, i första hand tal och data.

14. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att densamma bildar ett lokalt nätverk vilket onödiggör i förhållande till nätverket separat företagsväxel som i stället i det lokala nätverket repre- senteras med programvara och/ eller distribuerad maskinvara i nätverk- sanpassning.

15. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att densamma bildar ett lokalt nätverk som är kommunicerbart med extern ISDN-kommunikation via en eller flera bryggor från eller i en eller flera kommunikationsservers.

16. Anordning enligt patentl tive terminal i det lokala nätverket och respektive server är anordnad med en anpassning mot det lokala nätverket.

17. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att av densamma bildat eller ingående lokalt nätverk är transparent för normalt i nätverket förekommande datakommunikation.

18. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den innefattar ett universalnätverk med universalterminaler.

19. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den är användbar för såväl smalbandsteknik som bredbandstek- nik. 501 373

20. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav att den innefattar eller bildar en ISDN-kompatibel företagsväxel med förbindelseorienterad tal-, video- och/ eller datakommunikation och för- bindelselös datakommunikation.