WO2001022677A2

WO2001022677A2 - Verfahren und anordnung zur meldungskopplung einer zentralen steuerungseinrichtung mit dezentralen kommunikationseinrichtungen

Info

Publication number: WO2001022677A2
Application number: PCT/DE2000/003175
Authority: WO
Inventors: Rainer Windecker; Steffi Lissi Winkler; Egon Franz Klein; Antonius Emmerink; Andreas Steffan
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1999-09-21
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2001-03-29
Also published as: CA2385332A1; JP2003510901A; WO2001022677A3; CN1391753A; DE19945152C1; EP1214825A2; CN100409643C; US7154908B1

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine neuartige private Nebenstellenanlage und die Migrationslösung zu bestehenden Einrichtungen. Kommunikationsverbindungen werden über ein Transportnetz hergestellt, die Steuerung erfolgt zentralisiert durch eine zentrale Steuerungseinrichtung, die mit den dezentralen Vermittlungseinrichtungen und den Anschlussbaugruppen über eine zweistufige Verbindung verbunden ist, wobei dezentral eine Sammlung und Verteilung der Steuerungsmeldungen durchgeführt wird und von einer jeweiligen dezentralen Einrichtung über ein ATM-Netz oder eine Ethernetverbindung die Steuerverbindung zur zentralen Steuerung besteht.

Description

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gen Bedarf einer Nebenstellenanlage. Sie bewegt sich m der Regel im Rahmen von maximal mehreren Tausend eingehenden und ausgehenden Verbindungen. Damit sind solche Einrichtungen nicht besonders gut für die flexible Anpassung an wachsende Teilnehmerzahlen geeignet. Ebenso ist durch den ISDN-Standard (Integrated Services Digital Network) die Datenubertragungs- kapazitat je Zeitschlitz einer Verbindung auf max. 64 KB beschrankt. Durch diese Vorgabe wird eine flexible teilnehmer- spezifische Anpassung unterschiedlicher Datenraten e Verbm- düng erschwert, bzw. verhindert.

Zudem wird bei gangigen Einrichtungen der Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur n Form eines Netzes von dezentralen Einrichtungen, die durch eine zentrale Steuerung mit Meldun- gen versorgt werden deswegen beschrankt, weil beim Transport von Steuerungs eldungen strenge Zeiterfordernisse erfüllt werden müssen, die ab einer definierten Lange der Steuerungs- leitung nicht mehr eingehalten werden können. Derzeit wird auf diesen Meldungsleitungen das HDLC-Protokoll (Highlevel Data Link Control) eingesetzt, mit dem Meldungen übertragen werden, die unter anderem den Zugriff einzelner Gerate m den dezentralen Einrichtungen auf eine PCM-Datenstrom (Puls Code Modulation) steuern, indem sie definierte Zeitschlitze vorgeben. Wurden HDLC-Verbmdungen einfach verlängert, sind die Zeitanforderungen zwischen der beteiligten Kommunikationspartnern an den Enden der Strecke nicht zu erfüllen. Die Kommunikationspartner mußten so abgeändert werden, daß sie niedrigere Anforderungen an das zeitliche Verhalten stellen. Das ist m der Praxis nicht sinnvoll, da eine große Menge mog- licher Kommunikationspartner betroffen ist und somit hoher

Aufwand entsteht und mehr Ressourcen wie z.B. Speicher m die Kommunikationspartner eingebracht werden mußten. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein weiteres Verfahren und eine weitere Anordnung zur Meldungs- kopplung einer zentralen Steuerungseinrichtung mit einer dezentralen Kommunikationseinrichtung einzugeben, welche hin-

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stieren, weil sie bei gängigen Einrichtungen schon so implementiert sind, und weil für die Fernverbindungen unterschied^¬ lichste Netze verwendet werden können.

Besonders vorteilhaft eignet sich eine Weiterbildung des beschriebenen Verfahren zur Ankopplung mehrerer dezentraler Einrichtungen an eine zentrale Steuerung, weil dezentral Meldungen gesammelt koordiniert und verteilt werden und lediglich gebündelt auf einer Leitung zur Zentrale übertragen werden müssen.

Vorteilhaft können bei der Bündelung mehrere Meldungen in ein IP Paket verpackt werden und somit der Verwaltungsaufwand der Protokolle verringert werden. Das Verhältnis von Nutzdaten zu Protokolldaten wird dadurch besser und damit entsteht weniger Last auf dem Netz.

Vorteilhaft lassen sich für die Verwaltung mehrerer dezentraler Einrichtungen Gruppen einrichten, für die jeweils Meldungen gesammelt und verteilt werden, weil auf diese Art bereits für zentrale Einrichtungen bekannter Art verwendbare Mel- dungssammel- und Verteileinrichtungen in dezentralen Einrichtungen einsetzbar sind.

Vorteilhaft wird in der zentralen Steuerungseinrichtung für den Fall, daß mehrere Gruppen von dezentralen Einrichtungen verwaltet werden, eine Sortierung der Meldungen durchgeführt, bevor diese verarbeitet werden, weil auf diese Art eine eindeutige gruppenspezifische Priorisierung und Abarbeitung der Meldungen ermöglicht wird.

Besonders vorteilhaft kommen bei einer Anordnung zur Meldungskopplung zwischen einer dezentralen Einrichtung und einer zentralen Steuerungseinrichtung mindestens zwei Typen von Verbindungsleitungen zum Einsatz, auf denen unterschied- liehe Übertragungsprotokolle implementiert sind. Für den Meldungsaustausch im Nahbereich werden vorteilhaft HDLC-basie- rende Protokolle eingesetzt, weil auf diese Weise bereits be- > co l\ > P¹ ι- cn o cn o Cn o Cn

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Besonders vorteilhaft findet die Meldungsverarbeitung in der zweiten zentralen Einrichtung statt, weil auf diese Weise auch bisher gebräuchliche periphere Einrichtungen in den Mel- dungssteuerungsablauf eingebunden werden können, so daß eine Mischung aus bisher üblichen Einrichtungen einer privaten Nebenstellenanlage mit neuartigen Einrichtungen einer neuen Nebenstellenanlage in beliebiger Ausprägung betreibbar und steuerbar ist. Besonders vorteilhaft werden bei einer Weiter- bildung der beschriebenen Anordnung in der zentralen Steuerungseinrichtung Steuerungsmeldungen zur Verbindungssteuerung eines Koppelfeldes erzeugt und an die zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtungen übertragen, bzw. zur Steuerung des Koppelfeldes bei Mischanordnungen verwendet. Auf diese Weise sind im gesamten Bereich der Vermittlungseinrichtung Verbindungen herstellbar unabhängig davon, ob die Kommunikationsteilnehmer an neuartigen Einrichtungen oder an gebräuchlichen Einrichtungen angeschlossen sind.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren weiter erläutert:

Figur 1 zeigt eine herkömmliche Kommunikationsanordnung, Figur 2 zeigt ein Beispiel einer Kommunikationsanordnung mit dezentralen Einrichtungen,

Figur 3 zeigt eine Netzstruktur bestehend aus einer zentralen

Einrichtung und mehreren dezentralen Einrichtungen, Figur 4 veranschaulicht die Anbindung einer dezentralen Einrichtung an eine zentrale Einrichtung, Figur 5 veranschaulicht eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Anordnung zur Meldungskopplung auf Basis eines ATM- Netzes, Figur 6 zeigt eine Detailansicht zur Ankopplung dezentraler Einrichtungen an eine zentrale Steuerungseinrichtung über ein ATM-Netz. cυ M |V> P¹ p » cn o Cn o cn o n

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von zentralen Schnittstellen und beispielsweise zentraler Leistungsmerkmalsteuerung verloren gingen. Ferner müßten bei ihrer Vernetzung zusätzliche Trunkbaugruppen eingebaut werden und zu ihrer Verbindung zusätzliche Verbindungskabel verlegt werden. Solche Nebenstellenanlagen sind auch nicht beliebig modular erweiterbar, weil das Koppelfeld MTS beispielsweise nur als gesamtes bereitgestellt werden kann. Das bedeutet, daß im Extremfall für eine einzige zusätzliche Verbindung ein neues Koppelfeld mit beispielsweise 4096 Anschlüssen gekauft und installiert werden muß. Die Übertragungsrate wird in derartigen Systemen beispielsweise durch die Möglichkeit limitiert, daß per Zeitschlitz nur maximal 64 KBit oder eine andere administrativ festgelegte oder technisch bedingte Datenmenge übertragen werden kann, welche durch den ISDN-Standard vorgegeben wird. Dabei sind unterschiedliche Datenraten für individuelle Kommunikationsverbindungen nicht möglich.

Figur 2 zeigt ein Beispiel einer Anordnung zum Auf-, Abbau und Betrieb von Kommunikationsverbindungen über dezentrale Einrichtungen, die von einer zentralen Einrichtung gesteuert werden. Hier wird beispielsweise eine private Nebenstellenanlage 250 dargestellt. Mit gleichlautenden Bezugszeichen wie in Figur 1, sind in Figur 2 gleiche Bestandteile der Einrich- tung bezeichnet. Augenfällig liegt bei dieser Kommunikationsanordnung ein separates Transportnetz 700 und ein unabhängiges Steuerungsnetz 310/410 vor. Ein derartiger Aufbau einer Vermittlungsanlage hat den Vorteil, daß für das Transportnetz bereits vorhandene Netze, in Form von öffentlichen oder pri- vaten Netzen benutzt werden können. Außerdem muß lediglich das Steuerungsnetz zur zentralen Einrichtung ZE2 geführt werden.

In diese Darstellung sind die digitalen oder analogen Kommu- nikationsendgeräte KE1 und KE2 so dargestellt, daß sie jeweils an Anschlußbaugruppen SLMOl und SLM02 angeschlossen sind. Ohne Beschränkung der Erfindung sind jedoch in einer cυ ω r ιX> P¹ P> cn o Cn O cn o cn

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keiten einer zweiten dezentralen Einrichtung beliebig viele solche ersten dezentralen Einrichtungen über jeweilige erste Kommunikationsverbindungen mit dieser verbindbar sind. Ferner sind an der zweiten dezentralen Einrichtung DZ10 erste dezen- trale Einrichtungen DZ102, ZD105 und DZ108 über erste Kommu^¬ nikationsverbindungen 2102, 2105 und 2108 verbunden. Die Funktionalität der zweiten dezentralen Einrichtungen für den Meldungsverkehr ist im wesentlichen identisch. An der zweiten dezentralen Einrichtung DZ20 sind für den Meldungsaustausch mit der zentralen Steuerungseinrichtung ZE2 erste dezentrale Einrichtungen DZ202, DZ207 und DZ237 über erste Kommunikationsverbindungen 2202, 22207 und 2237 angeschlossen. In einer gunstigen Ausgestaltung einer Anordnung sind die ersten dezentralen Einrichtungen DZ12 bis DZ 237 als Anschlußbaugrup- pen für Kommunikationsendgerate SLMO ausgeführt. Bei den ersten Kommunikationsverbindungen 2012 bis 2237 zu den jeweiligen ersten dezentralen Einrichtungen, handelt es sich m der Regel um Verbindungen, über die zeitkritische Steuerungsmeldungen übertragen werden. Hierzu wird das HDLC-Verfahren zwi- sehen der ersten dezentralen Einrichtung und der zweiten dezentralen Einrichtung als das erste Kommunikationsprotokoll eingesetzt. Vorteilhaft können diese ersten Kommunikationsverbindungen m Form eines Ruckwandleiterplattenbusses einer zweiten dezentralen Einrichtung ausgeführt sein. Diese Vari- ante der Ausgestaltung erlaubt es, als erste dezentrale Einrichtungen Baugruppen zu verwenden, die in herkömmlichen Systemen 150 für den Anschluß von Kommunikationsendgeraten eingesetzt werden.

Die zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtungen sind über größere Entfernungen, über LAN's (lokale Netze) oder AN's ( eitverkehrsnetze) wie z.B. Ethernet- oder ATM-Verbindungen mit der zentralen Steuerungseinrichtung ZE2 verbunden. Auf diesen zweiten Kommunikationsverbindungen wird ein Schichten- Protokoll nach Art des ISO (Open Systems Interconnect ) -Pro- tokolles abgehandelt, das aus sieben Schichten besteht, wobei die unterste Schicht die physikalische Schicht, die zweite co O lV> M P¹ P ' cn O Cn O cn o Cn

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schiedenen Gebäuden untergebracht sein können, die durch eine private Nebenstellenanlage miteinander verbunden werden. Zur Verwaltung des Meldungsverkehrs von den ersten dezentralen Einrichtungen zur zentralen Steuerungseinrichtung ist in der zweiten dezentralen Einrichtung eine Meldungs-Sammel-Und-Ver- teileinrichtung vorgesehen, die quasi als stellvertretender Kommunikationspartner der ersten dezentralen Einrichtungen fungiert und den Meldungsverkehr zwischen der zentralen Steuerungseinrichtung und den ersten dezentralen Einrichtun- gen koordiniert.

Bisher gebräuchliche periphere Einrichtungen sind weiterhin über eine nicht dargestellte Einrichtung DCL an ZE2 angebunden. Ein zusätzlicher Softwaremodul entscheidet, ob Meldungen wie bisher über DCL oder über den IP Weg und damit über den Ethernetanschluß versendet werden. In umgedrehter Richtung bildet diese Software ebenso beide Eingänge (DCL und IP) auf einen ab. Damit stellt der zusätzliche Softwaremodul eine einheitliche Schnittstelle in Richtung Systemsoftware zur Verfügung und verdeckt die Aufspaltung in zwei verschiedene Übertragungswege und -arten.

Im Zusammenhang mit den Bezugszeichen, die in den unterschiedlichen Figuren verwendet werden ist noch zu bemerken, daß gleichlautende Bezugszeichen auch Kommunikationseinrichtungen oder Bestandteile von Kommunikationsanordnungen gleicher Art betreffen. Die zweiten Kommunikationsverbindungen zur zentralen Steuerungseinrichtung können auf unterschiedlichsten Kommunikationsmedien ausgeführt sein, wobei auf der Schicht 3 das Internetprotokoll und auf der Schicht 4 das Transmission Control-Protokoll TCP eingesetzt werden kann. Hierbei sind unterschiedliche gemischte Varianten denkbar. Durch diese Protokollstruktur wird erreicht, daß Meldungen über unterschiedlichste Kommunikationsmedien ab Schicht 3 systemweit austauschbar sind. Figur 4 zeigt eine Detailansicht der privaten Nebenstellenanlage 450, die in Figur 3 dargestellt ist. Zur Veranschau^¬ lichung einzelner Elemente der zweiten dezentralen Einrich^¬ tung DZ1 und der zentralen Steuerungseinrichtung ZE2. Wie er- kannt werden kann, ist eine erste Kommunikationsverbindung

KV1 beispielsweise als Rückwandleiterplattenbus einer zweiten dezentralen Einrichtung DZ1 ausgeführt, dort verlaufen die ersten Kommunikationsverbindungen 2012 bis 2019. In einer dezentralen Vermittlungseinrichtung CS1 ist eine Umsetzeinrich- tung HDLCl, IPl vorgesehen, welche das auf der ersten Kom u- nikationsverbindung KV1 eingesetzte HDLC-Protokoll in die auf der zweiten Kommunikationsverbindung 1001 verwendeten OSI- Schichtenprotokolle umsetzt und umgekehrt. Die dezentrale Vermittlungseinrichtung CS1 weist einen Anschluß 700 an das Transportnetz auf. Zur Koordination des Meldungsverkehrs zwischen den ersten dezentralen Einrichtungen und der zentralen Steuerungseinrichtung befindet sich in der zweiten dezentralen Einrichtung DZ1 eine Meldungssammel- und Verteileinrichtung HDLCl. Dort werden Meldungen von ersten dezentralen Ein- richtungen gesammelt und gebündelt über die zweite Kommunikationsverbindung 1001 an die zentrale Steuerungseinrichtung ZE2 weitergeleitet. In umgekehrter Richtung werden die von der zentralen Steuerungseinrichtung eintreffenden Steuerungs- meldungen an die jeweiligen Adressaten in der zweiten dezen- tralen Einrichtung verteilt. Um die verschiedenen Meldungen, die an die unterschiedlichen zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtungen abgegeben werden, bzw. die in der Gegenrichtung von den unterschiedlichen zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtungen zur zentralen Steuerungseinrichtung ZE2 verschickt werden, koordiniert auswerten und verarbeiten zu können, befindet sich in der zentralen Steuerungseinrichtung eine Anschlußeinrichtung IP2, die in der Lage ist, die Protokollinformationen auf der zweiten Kommunikationsverbindung 1001 auszuwerten und die Originalmeldungen wieder herzustel- len, bzw. in umgekehrter Richtung einzupacken. Die Anschluß- einrichtungen IPl und IP2 können dabei auf den untersten Schichten mit dem Ethernetprotokoll arbeiten. Diese Anschluß- co co ι\J P¹ P¹ cn o Cn σ Cn o Cn

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setzt. Die Umsetzung der Daten, die nach dem Internetproto^¬ koll übertragen werden m einen ATM-Zellenstrom für die Einrichtung ATM1 kann entweder in IPM1 oder in ATM1 erfolgen. Bei den dargestellten Datenverbindungen 1100 und 1200 han- delt es sich nicht unbedingt um Leitungen im physikalischen Sinne, sondern um Funktionsblockschnittstellen, die auch als Softwareschnittstellen, für z.B. eine Übergabe im Speicher ausgebildet sein können.

Weiterhin ist eine interne Verbindungsfunktion IVF darge- stellt, die angeschlossenen Endgeraten Zugang zum Transportnetz 700 ermöglicht. All diese Einrichtungen sind Bestandteil einer dezentralen Vermittlungseinrichtung CS1. Der Meldungsverkehr findet über eine zweite Kommunikationsverbindung 1001 statt, die h er als ATM-Verbindung ausgebildet ist. In der ersten zentralen Einheit EZE2 sind für eine dezentrale Vermittlungseinrichtung CS3 die selben Komponenten vorhanden, wie bei CS1 sie sind lediglich zur Unterscheidung mit der Vorsilbe "Z" markiert und erfüllen die gleichen Funktionen wie die Komponenten der gleichen Art bei CS1. Hier jedoch findet eine Protokollumsetzung des Internetprotokolles über das ATM-Netz nach dem Internetprotokoll auf dem Ethernet statt. Dies geschieht in ZIP bzw. m ZETH. Informationen zwischen diesen Komponenten werden über eine interne Verbindungsleitung Z100 ausgetauscht. Die Ethernetanschlußbaugruppe ist mit der zweiten zentralen Einheit ZZE2 über die zweite Kommunikationsverbindung 2020 an eine Ethernetzugangsbau- gruppe ETH angebunden. Durch eine derartige Anordnung wird der ATM Zugang von der zentralen Steuerungseinrichtung ZE2 entkoppelt. Auf diese Weise kann eine zweite zentrale Einheit ZZE2 im wesentlichen ebenso aufgebaut sein, wie eine Einrichtung ZE2, die m Figur 2 beschrieben wurde. Es ist also nicht erforderlich, aufwendige Änderungen in einem bestehenden System durchzufuhren, um es zu befähigen nach dem Internetprotokoll auf einem ATM-Netz zu kommunizieren. Diese Eigenschaft wird durch die erste Zentrale Einheit EZE2 bereitgestellt. Wahrend bei bekannten Einrichtungen das Pollmg der ersten dezentralen Einrichtung DZ15 und DZ12 von der zweiten zentra- len Einheit ZZE2 aus durchgeführt wurde, geschieht dies nun von einer Stellvertreterbaugruppe HDLCl aus in der zweiten dezentralen Einrichtung DZl.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Meldungskopplung einer zentralen Steuerungs^¬ einrichtung mit dezentralen Kommunikationseinrichtungen mit folgenden Merkmalen: a) Meldungsverkehr findet auf mindestens zwei Teilverbindungsstrecken (KV1, 1001) statt; b) auf den Teilverbindungsstrecken werden verschiedene Kommu- nikationsprotokolle eingesetzt; c) eine jeweilige Meldung wird auf der Teilverbindungsstrecke unmittelbar als solche mit dem jeweiligen Kommunikationspro- tokoll übertragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Meldung zur Überführung von einer Kommunikationsprotokollart in eine andere Kommunikationsprotokollart zunächst aus den Protokollschichten des einen Protokolls ausgepackt und dann m die Protokollschichten des anderen Protokolls eingepackt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem bei einem ersten Kommunikationsprotokoll auf einer unteren Protokollschichtebene das HDLC-Verfahren verwendet wird und bei einem zweiten Kommunikationsprotokoll auf einer unteren Schicht das Ethernetprotokoll oder das ATM-Protokoll verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem auf einer Netz- vermittlungsprotokollschicht das Internetprotokoll verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Steuerungsmeldung übertragen wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem für den Fall, daß Meldungen von mehreren ersten dezentralen Einrichtungen erfolgen (DZ12, ... , DZ237) diese nach Durchlau- _fen einer ersten Teilverbindungsstrecke (2012,..., 2237) in einer zweiten dezentralen Einrichtung (DZl, ... , DZ20) gebündelt und auf lediglich einer zweiten Teilverbindungsstrecke (1001, ..., 1020) übertragen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem Gruppen von mehreren ersten (DZ12, DZ15, DZ19) und zweiten dezentralen Einrichtun^¬ gen (DZl) verwaltet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Meldungen von/zu den zweiten dezentralen Einrichtungen (DZl,..., DZ10, DZ20) in der zentralen Steuerungseinrichtung (ZE2) zunächst sortiert und dann verarbeitet werden.

9. Anordnung zur Meldungskopplung einer zentralen Steuerungseinrichtung mit dezentralen Kommunikationseinrichtungen, a) mit mindestens einer ersten dezentralen Kommunikationseinrichtung (DZ12, ... , DZ237) zur Aufnahme und/oder Abgabe einer Meldung, b) mit mindestens einer zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtung (DZl, ... , DZ20) zum Sammeln und/oder Verteilen von Meldungen, c) mit einer zentralen Steuerungseinrichtung (ZE2) zur Abgabe und Aufnahme von Meldungen, d) mit mindestens einer ersten Kommunikationsverbindung

(2012, ..., 2237) zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationseinrichtung, e) mit einer zweiten Kommunikationsverbindung ( 1001, ..., 1020) zwischen der zweiten dezentralen Kommunikationseinrichtung (DZl, ... , DZ20) und der zentralen Steuerungseinrichtung (ZE2), wobei die zweite Kommunikationsverbindung als Internet- oder ATM-Netz ausgebildet ist, und die erste Kommunikationsverbindung als HDLC-basierende Verbindung ausgebildet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, bei der die zweite Kommunikationsverbindung (1001, ..., 1020) als Koaxialkabel oder als Lichtwellenleiter ausgebildet ist. Φ d — _^ d

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15. Anordnung nach Anspruch 14, bei der die zweite zentrale Einrichtung (ZZE2) die Einrichtung zur Verarbeitung von Meldungen (DCL2) aufweist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, bei der die zentrale Steuerung (ZE2) Mittel zur Steuerung eines Koppelfeldes für die Erstellung von Zeitschlitzmultiplexverbindun- gen aufweist, und diese Mittel mit den Mitteln zur Verarbeitung von Meldungen (DCL2) in Wirkverbindung stehen.