SE508794C2 - Slavnoder - Google Patents

Description

15 20 25 30 508 794 information till huvudet i varje meddelande före sändning.

Vidare kan inte fördröjningar i ett paket-förmedlat nätverk förutsägas med tillräcklig noggrannhet och paket kan till och med försvinna under överföringen pà grund av buffertspärrar eller förstörd information i paketets huvud. De tva sista faktorerna gör det svart att stödja realtids-tjänster i ett paket-förmedlat nätverk.

För att adressera ovan nämnda problem fokuserar kommunikationsindustrin ATM CCITT utvecklingen pà (èsynchronous ïransfer gode). (international ïelegraph and Eelephone gunsultative Qommittee) har också tagit ATM som standard i B- ISDN (§roadband- Integrated §ervices Digital Network). ATM är förbindningsorienterat och etablerar en kanal precis som krets- kopplade nätverk, men använder smà packet med fix storlek, vilka kallas celler, för informationsöverföring. ATMs orienterade natur kräver att nätverket mäste ha mekanismer som paket- till exempel buffertresurser och länkhanterare för att kunna garantera realtidskrav för en förbindelse.

En annan lösning för att uppfylla krav pà realtids-egenskaper fokuserar pä kretskopplade nätverk och mäste därför adressera de typiska problem med kretskopplade nätverk som beskrivits ovan.

Ett nytt protokoll för styrning av ett delat mediunx används ocksa vilket medför att problem med kontrol av delade medium (Dynamic L Ramfelt ocksa mäste beaktas. Denna konstruktion, kallad DTM Synchronous Eransfer gode), (Se C Bhom, P Lindgren, och P Sjödin, The DTM Gigabit Network, Journal of High Speed Networks, 3(2):l09-126, 1994 och L Gauffin, L Håkansson och B Pehrson, kmlti-gigabit networking based on DTM, Computer Networks and ISDN Systems, 24(2):l19-139, April 1992), använder kanaler som kommunikationsabstraktion_ Dessa kanaler skiljer sig från telefonikretsar pà olika sätt. För det första är uppkopplingsfördröjningen sà kort att kan resurser allokeras/deallokeras dynamiskt efter användarens behov. För det andra är kanalerna av simplextyp och minimerar därför extra 10 15 20 25 30 508 794 omkostnader. För det tredje, erbjuder de multipla bithastigheter, vilket ger möjlighet att stödja stora variationer i användarens kapacitetskrav. Slutligen är kanalerna multi-cast vilket medger fler än en slutdestination.

.Accesspunkter och terminaler i det publika nätet är de mest priskänsliga produkterna i tele- och datakommunikations infrastrukturen och är därför nyckelkomponenter för att lyckas fà en stor anslutningsfrekvens även i hemmen. tva sätt att erhàlla làgkostnads Man kan erbjuda alternativ för anslutning, antingen kan man ha ett enkelt kommunikations protokoll vilket medger effektiv implementering av lágkostnads noder t.ex, i hemmen, eller sà kan nätverket förse slutanvändaren med en infrastruktur vilken medger hög dataöverföringskapacitet samtidigt som servernoder kan interagera med enkla terminaler.

Att bygga terminaler för en bred massa av användare vilket bade tillàter höga dataöverföringshastigheter och som är sà billiga att de attraherar en tillräckligt stor massa för att vara lönsamma att producera har visat sig svart. Att hantera avancerade protokoll i snabba överföringshastigheter kräver snabba processorer och avancerad mjukvara. Den stora delen av kostnaderna för en bredbandsnod ligger pä möjligheten att processa inkommen data tillräckligt fort samt någon form av nod- kontrol oftast implementerad i mjukvara. Nodkontrollens uppgift förhandla mn uppsättning och nedkoppling av kanaler samt förhandling om (GOS) kan vara att sortera ut data och kontrollinformation, olika typer av Grade Of Service med andra noder för att nämna nägra uppgifter. nEnoGönELsE rön UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning angriper ovan nämnda. problen\ med att reducera kostnaderna för en nod i ett DTM nätverk genom att dels introducera en. masternod 'vilken ansvarar för uppsättning och nedtagning av kanaler hos en eller flera slavnoder, att i slavnoden reducera nodkontrollern till en enkel logisk, enhet l0 15 20 25 30 508 794 erhàllen frän masternoden i speciella minnesomráden samt att eventuellt begära vilken endast ansvarar för att skriva data tjänster eller funktioner hos masternoden genom att till slavnoden reducera mjuk- och hàrdvara. skicka meddelanden masternoden. Detta ger möjlighet att i Ändamàlet med föreliggande uppfinning är sàledes att erhälla en kostnadseffektiv lösning för att kunna erbjuda bredbandstjänster.

Lösningen bestàr av att en nod i nätverket tilldelas uppgiften som masternod. Masternoden kontrollerar ett antal slavnoder vad beträffar vilka kanaler slavnoderna ska lyssna pá och därmed kan man ersätta dyr och komplicerad utrustning och programvara i slavnoden med en förenklad struktur och därmed erhälla en billigare lösning. Masternoden kan även hantera funktioner som t.ex. debitering.

När masternoden ska beordra en slavnod att lyssna pá en tidlucka skickar masternoden ett meddelande i en kontrolltidlucka. I slavnoden finns en funktion vilken bl.a. har som uppgift att lyssna pà kontrolltidluckan. I och med att funktionen är specialiserad kan den göras mycket enkel och därmed uppnàs en effektiv hantering även för mycket stora bithastigheter utan dyr och komplicerad mjuk- och härdvara. När denna funktion finner att kontrolltidluckan innehåller för noden relevant information tolkar funktionen de data som finns i kontrolltidluckan och sätter en flagga i kanaltabellen sä att den eller de tidluckor vilken masternoden bestämmer att slavnoden ska lyssna pà läses.

Vilken tidlucka som ska mellan användas för kommunikation masternoden och slavnoden kan vara pà förhand bestämt i nätverket och lagras i slavnoden i ett minne. Ett annat alternativ är att slavnoden lyssnar pá alla tidluckor efter ett speciellt bitmönster. Masternoden sänder med jämna mellanrum ut detta mönster i den tidlucka vilken ska agera som kontroltidlucka. När slavnoden känner igen mönstret vet 10 15 20 25 30 508 794 slavnoden att den tidlucka vilken innehàll mönstret ska vara kontroltidlucka.

Slavnoden kan även skicka ett meddelande till masternoden om att masternoden ska utföra en tjänst eller en funktion. Denna tjänst eller funktion kan innebära att masternoden kontaktar en annan nod i ett annat nätverk. Masternoden sköter dä onx nödvändig signaleringen för att etablera en koppling mellan slavnoden och den andra noden.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av föredragna utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning. ' FIGURBESKRIVNING Fig visar uppfinningen i en utföringsform.

Fig visar en nods mottagande del. l 2 Fig 3 visar en masternods sändande del. 4 5 Fig visar en slavnods sändande del.

Fig visar en uppstart av en slavnod.

Fig 6 visar hur slavnoden tar emot instruktioner fràn masternoden.

Fönnnmsm ufrrönmssrommn Figur 1 visar uppfinningen enligt en utföringsform där en masternod 45 styr tvà slavnoder 47 och 48 över ett subnätverk 46. Informationen i subnätverket 46 förmedlas i en ram 49 vilken är uppdelad i tidluckor. Masternoden tar emot ett meddelande pa kontrolltidlucka 51 fràn slavnoden 47. Meddelandet begär en funktion 'vilken kräver att masternoden kopplar upp en förbindelse mellan noden 56 i subnätverket 55 och slavnoden 47.

Masternoden 45 sköter om nödvändig signalering med noden 56 över subnätverket 55 för att etablera en förbindelse, buren pä ett antal tidluckor. Masternoden 45 meddelar sedan slavnoden 47 vilka tidluckor som slavnoden 47 ska lyssna pä via 10 15 20 25 30 508 794 kontrolltidluckan 50. I figuren antyds att förbindelsen mellan subnätverket 55 och subnätverket 46 gär via. masternoden 45.

Detta är naturligtvis inte nödvändigt utan noderna 45, 47, 48, 56, 57 subnätverk. och 58 kan vara noder direkt inkopplade pà samma De olika delarna beskrivs nu närmare i följande figurer och text.

Figur 2 visar en mottagningsenhet, vilken är lika för bade slav- med l demultiplexer.

Demultiplexern 1 tar ut data ur bitströmmen 2 vilken anländer pà och masternod, där betecknas en bäraren 3. En tidluckeräknare 4 pekar in i en kanaltabell 5 vilken har en ingàng §a-g för varje tidlucka 7a-g i en ram 8.

Varje ingàng 6a-g är uppdelad i tva delar; en flagga 9a-g vilken indikerar om tidluckan ska läsas eller ej, samt en LCI (gogic Qhannel ldentifier) l0a-g. LCIn används för att skicka datan till rätt användare i noden. Om, när tidluckeräknaren visar pá ingáng 6e, flaggan 9e indikerar att tidluckan 7e ska läsas tar demultiplexeraren ut tidluckan 7e kombinerar ihop den med LCIn l0e och placerar den i ett minne ll där datan, beroende pá vad LCIn 10e indikerar, förmedlas till rätt användare 12. Detta förfarande är lika för bade slav- och masternoden.

Figur 3 visar hur masternoden sänder data. Tidluckeräknaren 25 stegas för tidlucka varje som anländer till masternoden.

Tidluckeräknaren pekar in i. en kanaltabell 14 vilka pà samma sätt som för mottagande enhet har ingàngar för varje tidslucka i en ram. Här pekar emellertid tidluckeräknaren ett antal tidluckor i förväg. Dvs om noden vid ett tillfälle tar emot tidlucka 25 pekar tidluckeräknaren pà ingàng 37 i kanaltabellen 14. Avståndet mellan nuvarande tidlucka och vilken tidlucka som tidluckeräknaren kanaltabellen 14 pekar pà i avgörs av hastigheten pà bitströmmen och exekveringshastigheten hos masternoden. Om flaggan till ingången i kanaltabellen indikerar att noden vill sända data i tidluckan skickas ett meddelande med information om vilken tidlucka användaren 13 ska skriva i, till den användare 13 som indikeras av LCIn i ingàngen. Användaren 13 10 15 20 25 30 508 794 kopierar då data direkt till ett minne 23 på den ingång vilken indikerades i meddelandet. Tidluckeräknaren 25 pekar även in i minnet 23 på den ingång vilken motsvarar den aktuella tidluckan.

Om flaggan 17 indikerar att noden ska sända i motsvarande tidlucka skriver nmltiplexorn 19 ixl data från fältet 18 till nuvarande tidlucka.

I figur 4 visas slavnodens sändningsförfarande vilket är betydligt förenklat jämfört med masternoden. I slavnoden finns en flagtabell 20 med en ingång 2la-g för varje tidlucka 29a-g.

Flagtabellen 20 innehåller en flagga vilken indikerar om data ska skrivas i nmtsvarande tidlucka 29a-g. När slavnoden vill sända data till masternoden skriver den data i en FIFO kö 32.

Om, när tidluckeräknaren 28 pekar på ingång 2ld i flaggtabellen 20, flaggan indikerar att data ska skrivas i tidluckan 29d, skriver mnltiplexorn 22 data direkt från första plats i FIFO kön till tidlucka 29d i bitströmmen 30 vilken bärs av bäraren 31.

Slavnoden kan ha behov att sända data till masternoden av olika skäl. T.ex. kan det röra byte av kanal i en Video On Demand applikation eller byte av WWW sida i en internet applikation.

Möjligheten till ett förenklat förfarande beror på att slavnoden aldrig sänder data i större mängder utan endast utnyttjar en speciell kontroltidlucka. Masternoden och slavnoden måste naturligtvis komma överens om vilken tidlucka som ska användas, det kan även finnas restriktioner på när tidluckan får användas om fler slavnoder ska samsas om samma tidlucka. och Master- slavnoden kan komma överens om vilken tidlucka som ska användas genom att slavnoden är förprogrammerad t.ex. att i ett prom eller genom masternoden talar om vilken tidlucka som är tillgänglig i uppstartsförfarandet genom att skicka information om vilken tidlucka slaven ska lyssna på.

Figur 5 visar ett förfarande när en ny slavnod kopplas in på nätet eller aktiveras. En reducerad nodkontroller lagrad i t.ex.

PROM aktiveras och läser data från ett PROM minne 35. Minnet 35 lO 15 20 25 30 508 794 innehåller data 37 vilket kopieras till ingång 40e i flaggtabell 40 samt data 36 hæstående av en flagga 36b samt en LCI 36a LCIn 36a pekar på en förenklad nodkontroller vilken ska ta emot order vilken kopieras till ingång 4lf i kanaltabellen 41.

Noden är nu aktiverad och kan ta tidlucka kanaltabellen. Noden kan även sända information på den tidlucka från masternoden. emot information på den som motsvarar ingång 4lf i som motsvarar ingång 40e i flaggtabellen.

Figur 6 visar ett förfarande när masternoden beordrar slavnoden att lyssna pà vissa tidluckor. När tidluckeräknaren pekar på ingång 43f :i kanaltabellen 42 kopieras data från motsvarande 1 tidlucka. Kanaltabellens ingång 43f visar att det är den reducerade nodkontrollern som ska ta emot datan 44. Den reducerade nodkontrollern läser datafältet 44b vilket indikerar att datafälten 44c och 44d ska ingång 43b-d i kanaltabellen 42. Den enda uppgift den reducerade nodkontrollern skrivas i har i detta utföringsexempel är att kopiera data mottaget i en speciell tidlucka till indikerade platser i minnet. Den reducerade nodkontrollern kan även ha något mer avancerade t.ex. inkommna meddelanden. uppgifter, översättning av Informationen om vilka tidluckor som slavnoden ska lyssna på kan även komma i flera separate omgångar. Utgången av ovanstående förfarande blir att noden nu tar emot data i de tidluckor vilka 43b-f tidluckor är motsvaras av att VOD. användaren av data VOD ingångarna och mottagna i dessa representerar en användare i slavnoden som ska ta emot data. Masternoden har information om vilka användare som finns i slavnoden. till de beskrivna och på ritningen visade utföringsformerna, Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad ovan utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (15)

10 15 20 25 30 9 sos 794 PATENTKRAV

1. Ett förfarande för överföring av data i tidluckor mellan noder i ett synkront tidsmultiplexerat nätverk (46) innefattande (45) samt minst en andra nod (47, 48), k ä n n e t e c k n a t av att den första nöden (46), kallad minst en första nod masternod, sköter all nödvändig signalering för den andra nöden (47, 48), kallad slavnod, vid all uppsättning eller nedtagning (47, 48), av kanaler till/från den andra nöden varvid den andra nöden kommunicerar med enbart den första nöden för uppsättning eller nedtagning av kanaler till övriga noder (56) i nätverket.

2. Ett förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att nätverket är kretsköpplat.

3. Ett förfarande enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att dataöverföring sker enligt ett nätverksprötököll av typ DTM gode). (Qynamic Synchronous Qransfer

4. Ett till 3, (45) ska läsa data (50). förfarande enligt något av patentkraven l k ä n n e t e c k n a t av att en ordern från masternoden (47, 48) i en kontrolltidlucka som slavnoden (47, 48) om vilka tidluckor (7a-g) från skickas till slavnoden

5. Ett förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att vilken kontrolltidlucka (50) som ska användas för överföring av ordern till slavnoden finns lagrat i ett minne (36) i slavnoden.

6. Ett förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t av att slavnoden lyssnar på samtliga tidluckor efter ett speciellt mönster, att när slavnoden hittar mönstret används den tidlucka som förmedlade mönstret som den kontrolltidlucka vilken används för överföring av ordern från masternoden till slavnoden. 10 15 20 25 30 508 794 10

7. Ett förfarande enligt 1-6, överföringen av information från masternoden till slavnoden sker något av patentkraven där i en ram (8) vilken är indelad i ett antal tidluckor (7a-g), k ä n n e t e c k n a t av att en tidluckeräknare (4) som 48), stegas för varje tidlucka anländer till slavnoden(47, att tidluckeräknaren (4) pekar på en separat ingång en kanaltabell (5) för varje tidlucka (7a-g) i ramen (8), att kanaltabellen (5) infattar en flagga (9a-g), som indikerar om motsvarande tidlucka (7a-g) ska läsas, samt en LCI (Eogic ghannel ldentifier) (lOa-g), vilken indikerar vilken användare (12) som ska ta emot sagda tidlucka (7a-g), för varje ingång (6a-g) i kanaltabellen (5), att om flaggan (9a-g) indikerar att tidluckan ska läsas uppdaterar slavnoden (47,48) informationen i kanaltabellen (5).

8. Ett förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t av att slavnoden (47, 48) uppdaterar informationen i kanaltabellen (5) genom att kopiera data direkt fràn kontrolltidluckan (50) till nämnda kanaltabell (41, 42, ?).

9. Ett förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t av att slavnoden (47, 48) uppdaterar informationen i kanaltabellen (5) genom att ställa om flaggan (9a-g) till sin motsatts.

10. Ett förfarande enligt något av patentkraven 7-9, k ä n n e t e c k n a t av att information om vilka tidluckor slavnoden ska läsa fràn, som är formedlad i den speciellt utsedda kontrolltidluckan () är uppdelad i två fält där det första fältet (44b) innehåller positioner (43b-d) i kanaltabellen (41, 42, ?) dit det andra fältet (44c-d) ska kopieras, att slavnoden (47, 48) kopierar data från det andra fältet (44c-d) till de positioner i kanaltabellen som indikeras av det forsta fältet (44b). 10 15 20 25 11 sos 794

11. Ett förfarande enligt något 1 till 10, av patentkraven (47, 48) (45) (47, 48) k ä n n e t e c k n a t av att slavnoden väljer en ska utföra till funktion eller en tjänst vilken masternoden genom att skicka ett næddelande från slavnoden masternoden (45) i en andra kontrolltidlucka (51).

12. Ett förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t av att information om vilken tidlucka som ska användas som den andra kontrolltidluckan (51) finns lagrat i ett minne i slavnoden.

13. Ett förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t av att vilken tidlucka som ska användas som den andra kontrolltidluckan via den första kontrolltidluckan (50). (51) förmedlas från masternoden till slavnoden

14. Ett förfarande något av patentkraven 11-13, enligt k ä n n e t e c k n a t av 40) med en ingång för varje tidlucka (7a-g, 15a-g, 29a-g) i en ram (8, 16, 33), (47, 48) har en FIFO- (girst ln Eirst Qut) kö att slavnoden har en flaggtabell (20, att slavnoden (32), att data som ska sändas från slavnoden (47, 48) till masternoden (45) placeras sist i FIFO-kön (32), att en tidluckeräknare (28) stegas för varje tidlucka som anländer till slavnoden, att när tidluckeräknaren (28) pekar på en ingång (21a-g) i (20, skickas i (32) till flaggtabellen 40) som indikerar att data ska motsvarande tidlucka skriver noden data från FIFO kön motsvarande tidlucka. 10 508 794 12

15. Ett system för överföring av data i tidluckör mellan noder i (46), andra nöd innefattande minst (47, 48), ett synkrönt tidsmultiplexerat nätverk (45) k ä n n e t e c k n a t en första nöd samt minst en av att den första nöden är anordnad att hantera all nödvändig signalering för den andra nöden (47, 48), kallad slavnod, vid all uppsättning eller nedtagning av kanaler 48), med den till/från den andra nöden (47, varvid den andra nöden är anordnad att kommunicera enbart första nöden för uppsättning eller nedtagning av kanaler till/från övriga nöder (56) i nätverket.