WO2003039165A1 - Paketorientiertes koppelfeld für kommunikationssysteme - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Koppelfelder für Kommunikationssysteme mit zumindest einem Splitter und zumindest einer Koppeleinrichtung, wobei Verbindungen von einem Teil von Splitter-Ausgängen zu einem Teil von Koppeleinrichtungs-Eingängen führen. Zum Aufbau eines modularen Systems, welches auch während des Betriebs einfach erweiterbar ist, wird vorgeschlagen, einen Teil der Splitter-Ausgänge und einen Teil der Koppeleinrichtungs-Eingänge für spätere Ergänzungen frei bzw. unbeschaltet zu lassen. Besonders vorteilhaft ist das Bereitstellen eines Erweiterungs-Koppelfeldes (EK) als Ergänzungsmodul, wobei das Erweiterungs-Koppelfelde ebenfalls Splitterund Koppeleinrichtungen aufweist und eine weitere Vervielfachung von Splitter-Ausgängen und Koppeleinrichtungs-Eingängen zur Verbindung mit einer Vielzahl weiterer Kombinationen bzw. Anordnungen aus Basis-Koppelfeldern (BK) und/oder Ergänzungs-Koppelfeldern (EK) ermöglicht.

Description

Paketorientiertes Koppelfeld für Kommunikationssysteme

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koppelfeld für Kommunika- tionssysteme mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. Erweiterungs-Koppelfeider dafür.

In Kommunikationssystemen gibt es Vermittlungseinrichtungen, in denen Koppelfelder nach Bedarf Verbindungen zwischen ein- zelnen hinein- bzw. herausführenden Leitungen erstellen. Allgemein weist ein Koppelfeld Leitungskarten mit Ports bzw. Anschlüssen auf, in welche die externen Leitungen hineinführen bzw. aus denen die externe Leitungen herausführen. In den Leitungskarten werden hineinkommende Daten für eine paketori- entierte Weiterverarbeitung bereitgestellt und optional einem Splitter zugeführt. Ausgänge des Splitters führen in Eingänge von Koppeleinrichtungen, wobei in solchen Koppeleinrichtungen Daten auf Eingangsleitungen nach Bedarf zu entsprechenden Ausgangsleitungen vermittelt werden. In typischer Weise fas- sen die Koppeleinrichtungen dabei eine Vielzahl von Eingangs- leitungen zu der hälftigen Anzahl von Ausgangsleitungen zusammen. Die Ausgangsleitungen der Koppeleinrichtungen werden wiederum der bzw. den Leitungskarten zugeführt, welche die empfangenen Daten wieder aus dem Paketformat in das ursprüng- liehe Format für die aus der Vermittlungsanlage herausführenden Leitungen umsetzen.

Bei einem Koppelfeld für z.B. 16 eingehende und 16 ausgehende Leitungen werden die 16 eingehenden Leitungen einem Splitter zugeführt, der die Leitungen jeweils splittet und auf zwei

Koppeleinrichtungen verteilt. Die Verteilung im Splitter erfolgt dabei derart, dass die eingehenden Leitungen lediglich zu mehreren Leitungen verzweigt werden, also aus einem auf einer Leitung eingehenden Signal eine Vielzahl von Leitungen erzeugt wird, auf denen dieses Signal ausgeht. Ein auf einer ersten Leitung eingehendes Signal wird bei dem dargestellten Beispiel somit sowohl der ersten als auch der zweiten Koppeleinrichtung zugeführt .

Bei einer einfachen, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Standes der Technik besteht ein Koppelfeld aus Leitungs- karten, in die 8 Leitungen hineinführen, wobei eingehende Signale in paketorientierte Datenpakete umgewandelt werden. Die auf den 8 eingehenden Leitungen eintreffenden Signale werden von den Leitungskarten über 8 entsprechende Ausgangs- leitungen einer Koppeleinrichtung SE16/8 zugeführt, wobei diese 16 Eingänge aufweist. Die verbleibenden 8 Eingänge der Koppeleinrichtung SE16/8 sind mangels Bedarf nicht beschaltet. In der Koppeleinrichtung SE16/8 werden die 8 Eingangsleitungen nach Bedarf 8 Ausgangsleitungen zugeordnet, die wiederum den Leitungskarten zugeführt werden, um die paketorientierten Datenpakete in die ursprünglichen Signale umzuwandeln und über ausgewählte der 8 Leitungen auszugeben.

Bei einem größeren Koppelfeld für 32 Eingangs- und 32 Aus- gangsleitungen werden, wie dies ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich ist, jeweils 16 Eingangsleitungen je einem Splitter S zugeführt. Die Splitter S verteilen die jeweils 16 Eingangsleitungen auf jeweils vier Leitungsbündel mit je 16 Leitungen. Jedes der insgesamt 8 Leitungsbündel aus 16 einzelnen Leitungen wird jeweils einer Koppeleinrichtung SE16/8 zugeführt. Die Koppeleinrichtungen SE16/8 schalten die 16 eingehenden Leitungen auf jeweils 8 ausgehende Leitungen. Die erste Koppeleinrichtung SE16/8 ist dem ersten Splitter S zugeordnet und die zweite Koppeleinrichtung SE16/8 ist dem zwei- ten Splitter S zugeordnet. Die jeweils 8 Ausgangsleitungen der beiden benachbarten Koppeleinrichtungen SE16/8 werden einer weiteren Koppeleinrichtung SE16/8 zugeführt, welche wiederum eine Reduzierung auf 8 Ausgangsleitungen vornimmt. Dadurch entsteht eine Trichterstruktur, bei der insgesamt 16 Eingangsleitungen der Leitungskarten auf 8 Ausgangsleitungen der Leitungskarten beliebig aufgeschaltet bzw. aufgekoppelt werden können. Vier derartige Trichterstrukturen werden mit den entsprechenden Eingangsleitungen versorgt, so dass letzt- endlich Signale auf den 32 Eingangsleitungen beliebig den 32 Ausgangsleitungen zugeordnet werden können.

Bei derartigen Koppelfeldern in Vermittlungsanlagen, die nach paketorientierten Verfahren, z. B. in der asynchronen Übertragungsbetriebsart (ATM / Asynchronus Transfer Mode) oder IP-basiert (IP: Internetprotokoll) arbeiten, besteht oftmals der Bedarf, bei einem Kunden die Anzahl der Ports bzw. Ein- gangsleitungen zu erweitern. Während eines entsprechenden

Ausbaus des Koppelfeldes dürfen bestehende Verbindungen dabei üblicherweise nicht unterbrochen werden. Insbesondere sollen die Kosten für die jeweiligen Ausbaustufen minimiert sein. Wie dies allgemein bekannt ist, werden Koppelfelder häufig in der vorstehend beschriebenen Trichterstruktur aufgebaut. Diese Koppelfeldarchitektur hat den Vorteil, dass diese Koppel- feider intern absolut blockierungsfrei sind. Erkauft wird dieser Vorteil mit einer relativ großen Anzahl an Koppelfeldelementen bzw. Koppeleinrichtungen, die speziell bei großen Ausbaustufen hohe Kosten verursachen. Daher werden Koppelfelder üblicherweise je nach Anforderung in unterschiedlichen Ausbaustufen gefertigt, wie beispielsweise den drei in Fig. 1 abgebildeten Ausbaustufen für 8, 16 bzw. 32 Leitungen.

Kostenerhöhend wirkt sich insbesondere aus, dass derartige

Koppelfelder normalerweise gedoppelt sind, d.h. zwei identische Koppelfelder parallel eingesetzt werden, so dass bei Ausfall des aktiven Koppelfeldes sofort auf das zuvor passive Koppelfeld umgeschaltet werden kann. Dies dient zur Gewähr- leistung der erforderlichen Redundanz im Fehlerfall. Wenn das gedoppelte Koppelfeld erweitert wird, kann in einem ersten Schritt die erste der gedoppelten Koppelfeldscheiben durch ein größeres Koppelfeld ersetzt werden, während der Datenverkehr in der anderen Koppelfeldscheibe ungestört weiterläuft. Nachdem die neue Koppelfeldscheibe mit der größeren Anzahl an Ports bzw. Leitungseingängen in Betrieb gesetzt wird, wird danach die zweite redundante Koppelfeldscheibe ausgetauscht. In nachteilhafter Weise stellt diese Auswechselprozedur hohe Anforderungen an das System. Erstens muss die Wegsuche, die mittels Daten im Paketkopfabschnitt der Datenpakete gesteuert wird, in beiden Koppelfeldtypen zu identischen Resultaten führen, damit während des Austauschens die Pakete aus den beiden unterschiedlichen Koppelfeldscheiben trotzdem denselben Empfänger erreichen. Zweitens muss die verwendete Software zum Steuern der Koppelfunktionen die Erweiterung unter- stützen, d.h. der Mischbetrieb mit den beiden unterschiedlichen Koppelfeldscheiben muss bezüglich Hochfahren, HW- Maintenance bzw. Hardware-Betrieb usw. beherrscht werden. Da in derartigen Systemen die Software heute ca. 80 % des gesamten Entwicklungsaufwandes ausmacht, ist der dafür erfordern- ehe Zusatzaufwand beträchtlich. Drittens müssen sämtliche Verbindungskabel fehlerfrei umgesteckt werden. Aus diesen Gründen, insbesondere wegen des hohen Software-Aufwandes, wird heute oft auf die unterbrechungsfreie Erweiterbarkeit verzichtet .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Koppelfelder derart zu verbessern, dass eine unterbrechungsfreie Erweiterbarkeit vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Koppelfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Erweiterungs-Koppelfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 bzw. ein Verfahren zum Einrichten eines Koppelfeldes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst .

Dadurch, dass bei einem Koppelfeld mit zumindest einem Splitter und zumindest einer Koppeleinrichtung jeweils nur ein Teil der Datenpakete von Ausgängen des Splitters zu einem Teil der Eingänge der Koppeleinrichtung vermittelt wird und die restlichen Ausgänge des/der Splitter bzw. Eingänge der Koppeleinrichtung/Koppeleinrichtungen frei bleiben, ist eine modulare Ergänzung um weitere Koppelfeider bzw. Ergänzungs- Koppelfelder möglich. Als Vorleistungen für eine zukünftige Erweiterbarkeit werden somit zusätzliche Eingänge an Koppeleinrichtungen bzw. Ausgänge an Splittern eingebaut, die für die selbständig funktionierende Koppelfeldstufe nicht er- forderlich sind. Zweckmäßigerweise ist dabei die Anzahl der freien Splitterausgänge gleich oder größer der Anzahl der externen Eingänge der Koppeleinrichtung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger An- sprüche.

In zweckmäßiger Weise ist die Anzahl der freien Splitterausgänge bzw. freien Koppeleinrichtungseingänge gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Verbindungen der nicht freien Splitterausgänge bzw. der dazu zugeordneten Koppelein- richtungs-Eingänge. Dadurch ist eine Ergänzung um eine entsprechende Anzahl von weiteren Erweiterungs-Koppelfeldern möglich.

Eine solche Anordnung ergibt insbesondere dann einen asymmetrisch aufgebauten Trichter, wenn zu einem späteren Zeitpunkt nach dem Ausbau weitere Splitter bzw. Erweiterungs- Koppelfeider an die freien Splitterausgänge bzw. Koppeleinrichtungseingänge angeschlossen werden.

Möglich ist aber auch die direkte Parallelschaltung zweier derartiger Koppelfelder zur Erhöhung der vermittel- bzw. koppelbaren Leitungen ohne die Verwendung von Erweiterungs- Koppelfeldern.

Ferner ist es möglich, durch Hinzufügen einer weiteren Koppeleinrichtung, die freien Splitterausgänge bei einer Vielzahl derart parallel geschalteter Koppelfelder mit den Ausgängen der derart nachgeschalteten Koppeleinrichtungen über zwischengeschaltete sogenannte Kernkoppelfeider in Art einer für sich bekannten Parallelweg-Koppelfeldanordnung zu schalten. Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Koppelfelder für verschiedene Anzahlen zu koppelnder Leitungen gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 in Gegenüberstellung Koppeleinrichtungen, die zu ei- nem für sich bekannten symmetrischen Einzeltrichter geschaltet sind, im Vergleich zu Koppeleinrichtungen, die als asymmetrischer Einzeltrichter geschaltet sind;

Fig. 3 ein einfaches Beispiel eines erweiterbaren Koppelfeldes aus einer Basiseinheit und einer Erweiterungseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine Anordnung von erweiterten Basiseinheiten mit je- weils einer Vorstufe, die mit einem Kernkoppelfeld in

Art der Parallelweg-Koppelfeldanordnung geschaltet sind, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem erweiterten Basiselement und einem Erweiterungs-Koppelfeld für die Erweiterung von 16 auf 64 Leitungskarten.

Wie anhand des Standes der Technik am Beispiel der Fig. 1 vorstehend beschrieben ist, besteht ein Koppelfeld aus einer Anordnung von mehreren Leitungskarten zum Anschließen von zu vermittelnden bzw. zu koppelnden Leitungen, Koppeleinrichtungen SE16/8 zum Koppeln eingehender Leitungen auf ausgehende Leitungen und bei Anordnungen mit einer größeren Anzahl von Leitungskarten zusätzlich einem oder mehreren Splittern S. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel eines Koppelfeldes BK mit jeweils 32 Ein- und Ausgängen auf den Leitungskarten werden jeweils 16 Eingänge einem Splitter S zugeführt, wobei jeder der Splitter S die 16 eingehenden Leitungen auf vier Leitungsbündel mit jeweils 16 entsprechenden Leitungen verteilt. Die aus den Splittern S ausgehenden Leitungen werden jeweils einer Koppeleinrichtung SE16/8 zugeführt, die wiederum eine Reduzierung von 16 auf 8 Leitungen vornimmt. Die Ausgänge von jeweils einer Koppeleinrichtung SE16/8, die vom ersten Splitter S versorgt wird, und die Ausgänge einer Koppeleinrichtung SE16/8, die von dem anderen Splitter S versorgt wird, werden den Eingängen einer weiteren Koppeleinrichtung SE16/8 zugeführt, die wiederum eine Reduzierung von 16 auf 8 Leitungen vornimmt. Die dadurch entstehende Trich- terstruktur ist als symmetrischer Einzeltrichter für sich bekannt und in Fig. 2 abgebildet.

Um eine einfache Erweiterbarkeit eines Koppelfeldes zu ermöglichen, wird nachfolgend das weitere in Fig. 2 dargestellte Prinzip einer Koppeleinrichtungs-Anordnung verwendet. Diese Anordnung kann auch als asymmetrischer Einzeltrichter bezeichnet werden. Anstelle die Ausgänge von zwei Koppeleinrichtungen mit jeweils 16 Eingängen auf eine weitere Koppeleinrichtung SE16/8 zuführen, wobei bei in jeder Koppelein- riehtungsstufe jeweils eine Reduzierung von 16 auf 8 Leitungen vorgenommen wird, wird bei dem asymmetrischen Einzeltrichter nur ein Teil der Eingänge der Koppeleinrichtung einer der Stufen belegt. Die restlichen Eingänge werden als freie Koppeleinrichtungs-Eingänge für eine spätere Erweite- rung freigelassen.

Beim Beispiel des in Fig. 2 dargestellten asymmetrischen Einzeltrichters führt ein erstes Leitungsbündel mit 8 Leitungen in eine Koppeleinrichtung SE16/8, wobei die 8 Leitungen für zukünftige Erweiterungen freigelassen bzw. unbeschaltet sind. Die anderen 8 Koppeleinrichtungs-Eingänge der Koppeleinrichtung SE16/8 sind mit Ausgängen einer weiteren Koppeleinrich- tung SE16/8 höherer Stufe geführt. In diese weitere Koppeleinrichtung führen wiederum in deren Eingänge 16 bzw. 2 x 8 Leitungen, über die Datenpakete zugeführt werden.

Mit anderen Worten wird bei einer solchen Anordnung eine Abkehr von der derzeit üblichen symmetrischen Aufbauweise vorgenommen, bei der alle Eingänge an der obersten Trichterstufe liegen und alle Eingänge der Koppeleinrichtungen verwendet werden. Damit lässt sich ein Basis-Koppelfeld BK konstruie- ren, das modular aus mehreren Unterelementen zusammengesetzt wird.

Anhand Fig. 3 wird ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Basis-Koppelfeld BK, das vorzugsweise als eigenständiger Koppelfeldbaustein ausgebildet ist, 16 Eingänge und 8 Ausgänge in jeder Koppeleinrichtung SE16/8 enthält.

Das Grundelement bzw. Basis-Koppelfeld BK weist als Anschlussbaugruppen zum Anschließen von hineinführenden exter- nen Leitungen 8 Leitungskarten (Linecards) auf und kann bereits als eigenständiges Koppelfeld betrieben werden. Die internen Ausgänge der 8 Leitungskarten werden einem Splitter S zugeführt, der eine Aufteilung auf zwei Leitungsbündel mit je 8 Leitungen vornimmt, die jeweils den entsprechenden Ein- gangsleitungen des Koppelfeldes BK zugeordnet sind. Eines der Leitungsbündel, die aus dem Splitter S herausführen, ist in die Eingänge einer Koppeleinrichtung SE16/8 eingeführt. Die Ausgänge der Koppeleinrichtung SE16/8 führen wiederum zu den 8 zugeordneten Leitungskarten.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Konzept ist mit einer solchen Anordnung einerseits ein eigenständiger Betrieb für je 8 zu vermittelnde externe Leitungen möglich, andererseits aber auch eine Erweiterung über die freien Splitterausgänge bzw. freien Koppeleinrichtungs-Eingänge möglich. In zweckmäßiger Weise wird dieses Basis-Koppelfeld BK ohne Beschränkung auf 8 Leitungen als z.B. kleinste benötigte Ausbaustufe eines Kop- pelfeldes bereitgestellt und optimiert. Für die zukünftige Erweiterbarkeit sind die zusätzlichen Splitter-Ausgänge und Koppeleinrichtungs-Eingänge bereitgestellt .

Wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich, ist es durch den Einsatz eines Ergänzungs-Koppelfeldes EK möglich, das Basis- Koppelfeld mit weiteren derartigen Anordnungen zu verbinden, um eine Erhöhung der vermittelbaren bzw. koppelbaren externen Leitungen von 8 Leitungskartenanschlüssen auf beispielsweise 24 Leitungskartenanschlüsse zu ermöglichen.

Das Erweiterungs-Koppelfeld EK ist dabei kein eigenständiges Koppelfeld, sondern lediglich eine modulare Erweiterungseinheit zur Erhöhung der Anschlusszahlen des gesamten Systems. Das Erweiterungs-Koppelfeld EK enthält einen oder mehrere

Splitter, welche die an den Eingängen eingehenden Paketdaten auf eine Vielzahl entsprechender Ausgangsleitungen verteilen. Außerdem weist das Erweiterungs-Koppelfeld eine oder mehrere Koppeleinrichtungen SE16/8 auf, die wiederum eine Vielzahl von Leitungen fremder Koppelfeldanordnungen aufnehmen und auf eine geringere Anzahl von Ausgangsleitungen schalten bzw. reduzieren. Zweckmäßigerweise kann dabei auf die baulich gleichen Komponenten wie bei der Fertigung des Basis-Koppelfeldes zurückgegriffen werden, so dass die Zahl der speziell zu fer- tigenden Komponenten minimiert werden kann.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist jedem von drei Basis-Koppelfeldern BK jeweils ein derartiges Erweiterungs- Koppelfeld EK nachgeschaltet. Die freien Splitter-Ausgänge der Basis-Koppelfelder BK sind dabei in die entsprechenden

Splitter-Eingänge der zugeordneten Erweiterungs-Koppelfelder EK geführt. Die Koppeleinrichtungsausgänge der Erweiterungs- Koppelfelder EK sind entsprechend in die freien Koppeleinrichtungs-Eingänge der zugeordneten Basis-Koppelfelder BK eingeführt. Um eine solche Anordnung aus einem Basis-Koppelfeld BK und einem Erweiterungs-Koppelfeld EK mit den gleichartig aufgebauten beiden anderen Anordnungen zu verbinden, wird die erste Hälfte bzw. das erste Leitungsbündel von Splitter- Ausgängen den Koppeleinrichtungs-Eingängen der einen anderen Anordnung zugeführt . Das zweite Leitungsbündel wird von den Splitter-Ausgängen des ersten Erweiterungs-Koppelfeldes EK zu den Koppeleinrichtungs-Eingängen des Erweiterungs- Koppelfeldes EK der anderen derartigen Anordnung geführt. E- benso werden die Splitter-Ausgänge der beiden anderen derartigen Koppelfeld-Anordnungen jeweils zu den beiden übrigen Koppeleinrichtungs-Eingängen der entsprechenden Erweiterungs- Koppelfelder geführt. Dadurch werden Datenpakete, die beim ersten Basis-Koppelfeld BK von dessen 8 Leitungskarten dessen Splitter S zugeführt werden, in das Erweiterungs-Koppelfeld

EK dieses Basis-Koppelfeldes BK geführt und über den dortigen Splitter auf die Koppeleinrichtungs-Eingänge der Erweiterungs-Koppelfelder EK der beiden anderen Koppelfeldanordnungen verteilt. Auf den 8 ersten Leitungskarten eingehende Sig- nale sind somit in allen drei Koppelfeldanordnungen verfügbar und können entsprechend auf deren Leitungskarten gekoppelt werden.

Die Erweiterungs-Koppelfelder EK enthalten somit Splitter S, welche die Paketdaten aller Leitungskarten der zugeordneten

Basiseinheit zu allen anderen Erweiterungs-Koppelfeldern EK verteilen, um die Leitungskarten in den anderen Basis- Koppelfeldern erreichen zu können. Weiterhin nehmen die Erweiterungs-Koppelfelder EK die entsprechenden Leitungen bzw. darauf geführten Datenpakete der anderen Erweiterungs-

Koppelfelder EK auf, fassen diese Daten mit der Koppeleinrichtung in für sich bekannter Weise zusammen und schicken die Datenpakete dann zu dem entsprechend zugeordneten Basis- Koppelfeld BK, um dort auf dessen Leitungskarten aufgekoppelt zu werden. Als Grundprinzip dieser Struktur werden die Elemente, also Splitter S und Koppeleinrichtungen SE16/8, die erst in der nächsten größeren Ausbaustufe benötigt werden, in dem Erweiterungs-Koppelfeld EK und nicht schon in dem Basis-Koppelfeld BK bereitgestellt. Dadurch werden insbesondere kleinere Ausbaustufen mit Blick auf ein späteres Aufrüsten günstiger, obwohl diese jeweils Eingänge und freie Ausgänge haben, also auf den ersten Blick scheinbar ungenutzte Ressourcen.

Prinzipiell kann sowohl die Basis- als auch die Erweiterungs- Einheit bereits aus mehreren Koppeleinrichtungsbausteinen bzw. Koppelfeldbausteinen aufgebaut sein, beispielsweise auch eine teilweise Trichterstruktur aus einzelnen Koppeleinrichtungen aufweisen, um die Leitungszahl des Basis-Koppelfeldes zu erhöhen.

Ein Erweiterungs-Koppelfeld mit einer größeren Anzahl von Anschlüssen ermöglicht auch den Anschluss weiterer Basis- Koppelfeider bzw. diesen zugeordneten Erweiterungs- Koppelfeldern ähnlich wie dies vorstehend beschrieben ist.

In einfacher Ausführungsform lassen sich aber auch zwei einzelne Basis-Koppelfeider direkt miteinander verbinden, ohne Erweiterungs-Koppelfelder zwischenzuschalten. Durch eine sol- ehe Variante wird die Anzahl der verfügbaren Ports bzw. Leitungen an den Leitungskarten auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise verdoppelt. Allerdings ist bei einer solchen Anordnung kein weiterer Ausbau möglich, ohne die bestehenden Verbindungskabel zwischen den Basis-Koppelfeldern zu entfernen und umzukonfigurieren, was dann bei Erweiterungen die Nachteile der bekannten Lösungen verursachen würde.

Ferner ist es möglich, mehrere Erweiterungs-Koppelfelder auch zu einer größeren Einheit zusammenzufassen, um Verbindungen zwischen den einzelnen Einheiten zu sparen. Prinzipiell können auch die Erweiterungs-Koppelfelder wieder Vorleistungen für noch größere Ausbaustufen erbringen. In gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, lassen sich dann mehrere dieser bereits erweiterten Erweiterungs-Koppelfelder mit Hilfe von weiteren übergeordneten Erweiterungs- Koppelfeldern miteinander verbinden.

Anhand Fig. 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem wiederum auf das Prinzip freier Splitteraus- gänge und freier Koppeleinrichtungseingänge zurückgegriffen wird. Im wesentlichen wird mit der Anordnung gemäß Fig. 4 eine für sich bekannte Parallelweg-Koppelfeldanordnung bereit gestellt, wobei jedoch das Prinzip der Modularität ausgenutzt wird. Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 werden wie- der Koppeleinrichtungen SE16/8 dargestellt, die eine Reduzierung von 16 auf 8 Leitungen vornehmen. Allgemein können jedoch auch beliebige Koppeleinrichtungen mit anderen Schaltungsverhältnissen, insbesondere Verhältnissen von Ein- und Ausgängen zueinander verwendet werden.

Die dargestellte Anordnung besteht aus 16 Vorstufen #0-#15, die jeweils ein Basis-Koppelfeld aufweisen, wie dies vorstehend beschrieben ist. Weiterhin weisen die Vorstufen jeweils eine Koppeleinrichtung SE16/8 auf, in deren Eingänge die freien Ausgänge der Splitter S eingeführt sind. Die Ausgänge der zusätzlichen Koppeleinrichtung SE16/8, die im vorliegenden Fall die gleiche Anzahl wie deren belegte Eingänge aufweisen, werden separaten Kernkoppelfeidern zugeführt. Dabei wird jeweils einer von 8 Ausgängen einer jeden Vorstufe #0- #15 zu einem entsprechenden Eingang der 8 Kernkoppelfeider

#0-#7 geführt. Die Aufgabe dieser zusätzlichen Koppel- Einrichtung SE16/8 besteht darin, die Daten auf die Kernkoppelfelder zu verteilen.

In den Kernkoppelfeidern, die bei einer solchen Anordnung eine Verteilung von 16 auf 16 Leitungen ermöglichen, wird eine Verteilung der 16 von den 16 Vorstufen #0-#15 eingehenden Leitungen über z.B. einen Splitter auf zwei Koppeleinrichtung SE16/8 vorgenommen. Deren jeweils 8 Ausgänge werden wiederum zu den Vorstufen #0-#15 zurückgeführt, wobei jeweils ein Ausgang eines jeden Kernkoppelfeldes #0-#7 zu einer der Vorstu- fen #0-#15 geführt wird. In den Vorstufen #0-#15 werden somit insgesamt 8 Leitungen aufgenommen, über die Datenpakete von den entsprechenden 8 Kernkoppelfeidern #0-#7 übertragen werden. Diese 8 Leitungen werden jeweils den freien Koppeleinrichtungs-Eingängen des entsprechenden Basis-Koppelfeldes zu- geführt.

Auch bei dieser Anordnung, die vom Grundprinzip einer Parallelweg-Koppelfeldanordnung entspricht, ist somit ein modula- rer Aufbau möglich. Die über die eigenen 8 Leitungskarten eintreffenden Signale, die über eine der eigenen 8 Leitungskarten auszugeben sind, werden dabei bereits in dem Basis- Koppelfeld zurückgeleitet. Signale, die über eine der 8 Leitungskarten in einem Basis-Koppelfeld eintreffen, aber über eine der Leitungskarten einer anderen Vorstufe #0-#15 aus- zugeben sind, werden über die Kernkoppelfeider #0-#7 zu der entsprechenden anderen Vorstufe #0-#15 geführt und dann über deren entsprechende Leitungskarte ausgegeben.

Wie bei Parallelweg-Koppelfeldern üblich, wird zur Aufrecht- erhaltung der Paket- bzw. Zellenreihenfolge eine Neuanordnung bzw. ein Resequencing der einzelnen Datenpakete bzw. Zellen ausgangsseitig auf den Leitungskarten vorgenommen. Wie auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt für über eine Leitungskarte eintreffende Signale eine Umset- zung in Datenpakete, wobei in den Kopfabschnitten der Datenpakete entsprechende Routing-Informationen eingesetzt werden, anhand derer der Weg durch die einzelnen Koppelfelder automatisch bestimmt wird.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird unter Verwendung einer SE16/8-Koppeleinrichtung bei einem einstufigen Trichter im Kernkoppelfeld eine maximale Anzahl von 128 Lei- tungskarten schaltbar. Durch eine Vergrößerung des Trichterkoppelfeldes im Kernkoppelfeld bzw. durch eine Erhöhung der Eingangs- und Ausgangs-Leitungsanzahlen des Basis- Koppelfeldes selber ist eine weitere Vergrößerung der Anzahl der Leitungskarten möglich.

Weiterhin kann das Grundelement des Trichterkonzeptes auch durch ein Nachschalten einer separaten Baugruppe, die eine Verteilung auf die Kernkoppelfeider vornimmt, nachträglich zu einem Parallelweg-Koppelfeld erweitert werden.

Wie auch im Nachgang zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erläutert, lassen sich auch bei dem Prinzip des Parallelweg- Koppelfeldes zwei Grundeinheiten bzw. hier zwei Vorstufen di- rekt miteinander verbinden.

Anhand Fig. 5 wird ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, das auf dem modularen Konzept beruht. Dabei besteht das Basis-Koppelfeld aus 16 Leitungskarten, von denen jeweils 8 Ausgangsleitungen als ein Bündel zu Koppeleinrichtungen geführt werden. Außerdem werden die 8 Leitungen der Bündel jeweils gesplittet, was in Fig. 5 lediglich durch einen einfachen Leitungspunkt dargestellt ist, und als freie Ausgänge einem Erweiterungs-Koppelfeld zugeführt. Innerhalb des Basis- Koppelfeldes sind zwei asymmetrische Trichter angeordnet, wie sie anhand Fig. 2 vorstehend beschrieben sind. Der obersten Stufe werden die 16 Leitungen der 16 Leitungskarten zugeführt. Die 16 in die obere Stufe führenden Leitungen werden durch die jeweils obere Koppeleinrichtung SE16/8 auf 8 Koppe- leinrichtungs-Ausgänge zusammengeschaltet. Diese 8 Koppeleinrichtungs-Ausgänge werden wiederum in die Koppeleinrichtungs- Eingänge der entsprechenden Koppeleinrichtung SE16/8 der unteren Stufe geführt. 8 weitere freie Eingänge der unteren Koppeleinrichtung SE16/8 dienen zum Einführen von einem Lei- tungsbündel, welches von dem Erweiterungs-Koppelfeld zugeführt wird. In der unteren Koppeleinrichtung SE16/8 werden somit die 16 Eingangsleitungen auf die 8 ersten Ausgangslei- tungen des Basis-Koppelfeldes geschaltet. Weiterhin werden Datenpakete, die über das erste Leitungsbündel vom Erweiterungs-Koppelfeld zugeführt werden, über die erste Koppeleinrichtung SE16/8 in der unteren Ebene auf die ersten 8 Lei- tungskarten-Ausgänge geschaltet . Mit entsprechendem Aufbau erfolgt auch eine Zuführung von Leitungen bzw. Datenpaketen darauf zu den 8 weiteren Leitungskarten-Ausgängen des Basis- Koppelfeldes .

Das dargestellte Erweiterungs-Koppelfeld weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Splitter S auf, denen jeweils ein Bündel aus 8 Leitungen von dem Basis-Koppelfeld zugeführt werden. Jeder der Splitter verteilt das eingehende Leitungsbündel auf 6 ausgehende Leitungsbündel . Die aus den Splittern ausgehenden Leitungsbündel werden zu einer entsprechenden Anzahl weiterer Erweiterungs-Koppelfelder mit diesen zugeordneten Basis-Koppelfeldern geführt, wobei ein Teil der ausgehenden Leitungen jedoch auch für spätere Erweiterungen freigelassen werden kann.

Ferner weist das Erweiterungs-Koppelfeld eine Vielzahl von Koppeleinrichtung SE auf, die wiederum eine Reduzierung von jeweils 2 8 Leitungen auf 8 Leitungen vornehmen. In der untersten Ebene werden dabei von der Koppeleinrichtung SE von 2 übergeordneten Koppeleinrichtungen SE kommende Leitungen auf 8 Koppeleinrichtungs-Ausgänge zusammengefasst, welche wie vorstehend beschrieben in das Basis-Koppelfeld geführt werden. In der zweiten Koppeleinrichtungs-Ebene weist jeweils eine Koppeleinrichtung SE zwei eingehende Leitungsbündel mit jeweils 8 Leitungen auf, die für spätere Erweiterungen freigelassen oder auch direkt belegt werden können. Die andere Koppeleinrichtung SE der zweiten Ebene empfängt 16 Leitungen von jeweils zwei Koppeleinrichtungen SE aus der dritten Koppeleinrichtungs-Ebene. Diese empfangen wiederum ebenfalls je- weils 16 Leitungen, die mit weiteren Erweiterungs- Koppelfeldern verbunden sind oder als freie Eingänge für spätere Erweiterungen vorbehalten sind. Eine derartige Anordnung würde bei einer vollen Ausbaustufe ohne freigehaltene Ausgänge bzw. Eingänge eine Erweiterung von 16 auf 64 Leitungskarten ermöglichen.

Allgemein können die Splitter S in den Basis- und Erweiterungs-Koppelfeldern als passive elektrische Splitter S, beispielsweise mit einer Busstruktur, als aktive Splitter S, z. B. für hochbitratige Verbindungen, oder auch als optische, insbesondere passive optische Splitter S, z. B. zur Verbindung der Erweiterungs-Koppelfelder untereinander, ausgeführt werden. Die Splitter S innerhalb der einzelnen Koppelfelder sind vorzugsweise als passive elektrische Splitter ausgeführt .

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Basis-Koppelfeld mit freien Eingängen und freien Ausgängen aufgebaut. Dadurch ist eine Erweiterung im einfachsten Fall durch eine direkte Verbindung mit einem weite- ren Basis-Koppelfeld nachträglich möglich. In bevorzugten

Fällen erfolgt eine spätere Erweiterng jedoch über Erweiterungs-Koppelfelder, was nachträglich ebenfalls ohne großen Aufwand möglich ist. Insbesondere sind durch die Kombination von Basis-Koppelfeldern und Erweiterungs-Koppelfeldern auch paketorientierte Koppelfelder in Trichterstruktur oder auch als Parallelweg-Koppelfelder modular aufbaubar. Anwendungen sind insbesondere bei IP-Routern oder in Form von ATM- Koppelfeidern möglich.

Neben einer beliebigen Erweiterungsmöglichkeit können bestehende Verbindungen innerhalb des Basis-Koppelfeldes beim Ausbau zu größeren Einheiten bestehen bleiben. Bei Erweiterungen brauchen zudem keine Kabel umgesteckt werden, da nur zusätzliche Kabel zu stecken sind. In vorteilhafter Weise werden beim Ausbau auch keine vollständigen Koppelfelder ausgetauscht, d.h. weggeworfen, sondern lediglich neue zusätzliche Komponenten hinzugefügt. In vorteilhafter Weise tritt bei der Koppelfelderweiterung auch kein Mischbetrieb unterschiedlicher Systeme bzw. unterschiedlich dimensionierter Koppelfelder auf, was mit Blick auf die erforderliche Software eine große Vereinfachung darstellt. Innerhalb der Basis- Koppelfelder, die aus mehreren Baugruppen aufgebaut sein können, sowie zwischen Basis-Koppelfeld und Erweiterungs- Koppelfeld kann bei insbesondere größeren Entfernungen zwischen diesen eine beliebige Verbindungstechnik eingesetzt werden, die dadurch für den jeweiligen Einsatzfall optimier- bar ist. Insbesondere können bei kürzeren Distanzen und innerhalb der einzelnen Koppelfelder elektrische Verbindungen verwendet werden, während zur Überbrückung größerer Distanzen zwischen Basis-Koppelfeidern und zugeordneten Erweiterungs- Koppelfeldern oder zwischen verschiedenen Erweiterungs- Koppelfeidern optische Verbindungstechniken verwendet werden.

In vorteilhafter Weise kann an ein eingebautes und im Betrieb befindliches Basis-Koppelfeld nicht nur ein einziges bestimmt vorgesehenes Erweiterungs-Koppelfeld angeschlossen werden, sondern es können je nach Bedarf unterschiedlich groß dimensionierte Erweiterungs-Koppelfelder angeschlossen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Koppelfeld (BK) für Kommunikationssysteme mit

- einem oder mehreren Splittern (S) mit jeweils zumindest zwei Splitter-Ausgängen zum Verteilen jeder der in Splitter-Eingänge führenden Splitter-Eingangsleitungen auf jeweils mehrere diesen eindeutig zugeordneten der Splitter- Ausgänge, wobei die Anzahl der Splitter-Eingänge geringer als die Anzahl der Splitter-Ausgänge ist, - einer oder mehreren Koppeleinrichtungen (SE16/8) mit jeweils zumindest zwei Koppeleinrichtungs-Eingängen und mit zumindest einem Koppeleinrichtungs-Ausgang zum Koppeln von in die Koppeleinrichtungs-Eingänge führenden Koppeleinrichtungs-Eingangsleitungen auf nach Bedarf aus- wählbare von Koppeleinrichtungs-Ausgängen, wobei die Anzahl der Koppeleinrichtungs-Ausgänge kleiner oder gleich der Anzahl der Koppeleinrichtungs-Eingänge ist, und

- Verbindungen von einzelnen der Splitter-Ausgänge zu einzelnen der Koppeleinrichtung-Eingänge derart, dass verschiedene der Splitter-Eingänge über den/die Splitter, entsprechende der Verbindungen und der/den Koppeleinrichtungen mit nach Bedarf wahlweise verschiedenen der Koppeleinrichtungs-Ausgängen verbindbar sind, dadurch g e k e nn z e i c hn e t , dass - ein Teil der Splitter-Ausgänge und ein Teil der Koppeleinrichtungs-Eingänge ohne Verbindungen zum späteren An- schluss weiterer Koppelfelder frei sind.

2. Erweiterungs-Koppelfeld (EK) zum Erweitern eines Koppel- feldes (EK) nach Anspruch 1 mit

- einem oder mehreren Splittern (S) , die einen oder mehrere Splitter-Eingänge und jeweils eine Vielzahl von Splitter-Ausgängen für die Splitter-Eingänge aufweisen, und - mit zumindest einer Koppeleinrichtung (SE16/8) , die eine Vielzahl von Koppeleinrichtungs-Eingängen und einen o- der mehrere Koppeleinrichtungs-Ausgänge aufweist, wobei die Anzahl der Koppeleinrichtungs-Eingänge größer als die Anzahl der Koppeleinrichtungs-Ausgänge ist, insbesondere die Anzahl der Koppeleinrichtungs-Eingänge ein ganzzahli- ges Vielfaches n mit n = 1,2,

3 größer als die Anzahl der Koppeleinrichtungs-Ausgänge ist.

Erweiterungs-Koppelfeld nach Anspruch 2, bei dem die Splitter und die Koppeleinrichtungen im Erweiterungs- Koppelfeld in einer Trichterstruktur angeordnet sind.

4. Erweiterungs-Koppelfeld nach Anspruch 2 oder 3, bei dem

- Verbindungen von einzelnen der Splitter-Ausgänge zu einzelnen der Koppeleinrichtungs-Eingänge derart führen, dass verschiedene der Splitter-Eingänge über den/die Splitter, entsprechende der Verbindungen und der/den Koppeleinrichtungen mit nach Bedarf wahlweise verschiedenen der Koppeleinrichtungs-Ausgängen verbindbar sind, und

- ein Teil der Splitter-Ausgänge und ein Teil der Koppeleinrichtungs-Eingänge ohne Verbindungen zum späteren An- schluss weiterer Koppelfelder frei sind.

5. Koppelfeld nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Anzahl der freien Splitter-Ausgänge und die Anzahl der freien Koppeleinrichtungs-Eingänge gleich einem ganz- zahligen Vielfachen n mit n = 2,3, ... der Anzahl der Verbindungen zwischen den nicht freien Splitter-Ausgängen und den diesen zugeordneten nicht freien Koppeleinrichtungs-Eingängen ist.

6. Koppelfeld nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Hälfte oder ein ganzzahliger Bruchteil n, n = 2,3,... der Koppeleinrichtungs-Eingänge freie Koppeleinrichtungs- Eingänge sind.

7. Koppelfeld nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 6, bei dem in die Verbindungen weitere Splitter und/oder Koppelein- richtungen zwischengeschaltet sind, um zusätzliche Verbindungen zu splittern bzw. Koppeleinrichtungen anderer Koppelfeider (BK, EK) aufzubauen.

8. Koppelfeld, insbesondere nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem zwei oder mehr Koppeleinrichtungen (SE16/8) in Form eines asymmetrischen Trichters angeordnet und verbunden sind, wobei ein Teil von Koppeleinrichtungs-Eingängen in einer ersten Stufe von einer Koppeleinrichtung zusammengefasst und einer dazu verringerten Anzahl von Koppeleinrichtungs-Eingängen einer zweiten Stufe zugeführt sind, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass weitere Koppeleinrichtungs-Eingänge ohne erste Stufe der zweiten Stufe zum Ausbilden eines asymmetrischen Trichters zugeführt sind.

9. Anordnung zweier Koppelfelder (BK) nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 8, bei der die freien Koppeleinrichtungs-Eingänge der beiden Koppel- felder mit den entsprechenden freien Splitter-Ausgängen des jeweils anderen Koppelfeldes zum Erzeugen eines Koppelfeldes zum Koppeln der dadurch vergrößerten Anzahl von Koppelfeld-Eingängen und Koppelfeld-Ausgängen verbunden sind.

10. Koppelfeld nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 9, bei dem die freien Koppeleinrichtungs-Ausgänge in eine weitere Koppeleinrichtung (SE16/8) führen und die schaltbaren

Koppeleinrichtungs-Ausgänge der weiteren Koppeleinrichtung zu Kernkoppelfeidern einer Parallelweg- Koppelfeldanordnung führen.

11. Verfahren zum Einrichtung eines Koppelfeldes, insbesondere eines Koppelfeldes nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem - Eingangsleitungen mit einem oder mehreren Splittern (S) verbunden werden, wobei der oder die Splitter zumindest zwei Splitter-Ausgänge zum Verteilen jeder der in Splitter-Eingänge führenden Splitter-Eingangsleitungen auf je- weils mehrere diesen eindeutig zugeordneten der Splitter- Ausgänge aufweist,

- Ausgangsleitungen mit Koppeleinrichtungsausgängen einer oder mehreren Koppeleinrichtungen (SE16/8) verbunden werden, wobei die Koppeleinrichtungen zumindest zwei Koppe- leinrichtungs-Eingänge und zumindest zwei Koppeleinrichtungs-Ausgänge zum Koppel von in die Koppeleinrichtungs- Eingänge führenden Koppeleinrichtungs-Eingangsleitungen auf nach Bedarf ausgewählte der Koppeleinrichtungs- Ausgänge aufweisen, und - Verbindungen von einzelnen der Splitter-Ausgänge zu einzelnen der Koppeleinrichtung-Eingänge derart geschaltet werden, dass verschiedene der Splitter-Eingänge über den/die Splitter, entsprechende Verbindungen und der/den Koppeleinrichtungen mit nach Bedarf wahlweise verschiede- nen der Koppeleinrichtungs-Ausgängen verbindbar sind, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , dass

- ein Teil der Splitter-Ausgänge und ein Teil der Koppeleinrichtungs-Eingänge ohne Verbindungen zum Anschluss weiterer Koppelfeider ohne Verbindungen mit Eingangs- bzw. Ausgangsleitungen frei gelassen werden.