DE3904403A1 - Netzwerksystem - Google Patents
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/74—Address processing for routing
- H04L45/742—Route cache; Operation thereof
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- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/46—Interconnection of networks
- H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
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- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/34—Source routing
Description
Die Erfindung betrifft ein Netzwerksystem zum Verbinden
einer Anzahl von lokalen Netzwerken, und insbesondere ein
Netzwerksystem, das für eine schnelle und effiziente Verteilung
von Daten zwischen lokalen Netzwerken geeignet ist.
In der Vergangenheit erfolgte eine Diskussion über Hochgeschwindigkeits-Verbindungseinheiten
für eine Anzahl von lokalen
Netzwerken als Brücken eines Verbindungssystems für
eine Medien-Zugriffskontrollschicht, die eine Teilschicht
eines Bezugsmodells für eine Verbindung offener Systeme für
das 802.1-Komitee ist, das eines der IEEE-Standardisierungskomitees
für lokale Netzwerke ist.
Die Verwendung von Übermittlungsbestimmungsinformationen
für einen Übertragungsblock durch ein Übermittlungsterminal
zum Erzielen einer Hochgeschwindigkeitsübertragung eines
Kommunikationsblocks, eine Fehlerfeststellung in den Bestimmungsinformationen
und ein logisches Protokoll-Stack einer
Brücke sind in der JP-A-60-2 64 142 und der JP-A-60-2 64 143
beschrieben, die unter Beanspruchung der Priorität der US-Anmeldungen
mit den Seriennummern 6 16 742 und 6 16 743 vom 4.
Juni 1984 eingereicht wurden.
Ein Hochgeschwindigkeits-Paketvermittlungssystem ist in
"PARIS: An Approach to Integrated Private Networks", Israel
Cidon et al, IEEE ICC 1987, 22.1.1-1.5 beschrieben. Die
Technik für eine Hochgeschwindigkeitsübermittlung basiert
dabei auf dem gleichen Konzept wie bei dem Übermittlungswegbestimmungsverfahren
der JP-A-60-2 64 142.
Ein herkömmliches Zellenvermittlungssystem zum Schalten
eines Pakets oder einer Zelle mit fester Länge ist in
"PRELUDE: An Asynchronous Time-Division Switched Network"
von Jean-Pierre Condreuse et al, ICC '87 22.2.1-22.2.6
beschrieben.
Die Brücke, die die Datenträger-Zugriffskontrollschichtverbindung
(MAC-Verbindung) darstellt, bezieht sich auf eine
Verbindungstechnik, bei der eine Anzahl von zu verbindenden
lokalen Netzwerken in relativ geringem Abstand zueinander
angeordnet sind. Jede Brücke ist direkt mit dem lokalen
Netzwerk verbunden, ohne daß ein anderes Netzwerk in die
Verbindung eingreift.
Andererseits kann das Übermittlungswegbestimmungssystem, das
Weginformationen an alle Datenblöcke ausgibt, die Übermittlung
der Blöcke beschleunigen, es entstehen jedoch Probleme
durch die Verringerung der Belegungsrate für die mit dem
Datenblock zu übermittelnden Informationen und das Erfordernis
der Vorbereitung des Übermittlungsweges durch das Terminal,
an dem der Datenblock erzeugt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochgeschwindigkeitsübermittlung
zu erzielen, ohne die Informations-Belegungsrate im
Datenblock zu verringern und ohne die Übertragungswegvorbereitung
an dem den Datenblock erzeugenden Terminal für jene
Daten zu wiederholen, die aufeinanderfolgend in kurzen Zeitabständen
erzeugt werden und einen gemeinsamen Übertragungsweg
haben.
Es soll ein Datenverteiler/Multiplexer geschaffen werden,
mit dem eine Verbindung von lokalen Netzwerken, das ein
verbindungsloses Netzwerk ist, durch ein Netzwerk mit asynchronem
Transfermodus (ATM) mit einer Leistungsfähigkeit
erzielt wird, die gleichwertig mit der Kommunikationsgüte in
einer herkömmlichen Brückenverbindung ist.
Es soll dabei ein Datenverteiler/Multiplexer für ein Kommunikationsnetzwerk
geschaffen werden, der Zellen (Minislots
fester Länge) verwendet, mittels dem die Anzahl von Puffern
oder die Hardware bedeutend verringert werden kann, mit dem
das Erfordernis der erneuten Übertragung von Daten beseitigt
werden kann und mit dem die mittlere Verzögerungszeit der
Übertragung verringert ist.
Es soll dabei ein Datenverteiler/Multiplexer geschaffen werden,
bei dem eine von einem Benutzerblock erzeugte Zellenfolge
eine von einem anderen Benutzerblock erzeugte Zelle
nicht akzeptiert, so daß der Umfang der Wiedergabepuffer für
die Benutzerblöcke und der Hardware zur logischen Sequenzbestätigung
erheblich verringert ist.
Es soll dabei ein Datenverteiler/Multiplexer geschaffen werden,
bei dem durch eine Einheit des Benutzerblockes eine
Multiplikation bewirkt wird, so daß der Benutzerblock, der
im wieder zusammengesetzten Block nicht berücksichtigt ist,
nicht vorhanden ist und die mittlere Verzögerungszeit aufgrund
der erneuten Übertragung verringert ist.
Es soll dabei ein Netzwerksystem geschaffen werden, das eine
Fehlerfeststellung in einem Verbindungsnetzwerk ermöglicht,
mit dem die Zuverlässigkeit der Datenübertragung ohne Verringerung
des Übertragungswirkungsgrades verbessert ist.
Dabei soll ein Datenverteiler/Multiplexer geschaffen werden,
der einen Fehler in einem Verbindungsnetzwerk mittels der
Fehlerfeststellungstechnik feststellt, die in den einzelnen
Netzwerken bei den Übertragungs- und Empfangsterminalverbindungseinheiten
verwendet wird, ohne daß Fehlerfeststellungsinformationen
zu den Übertragungspaketen in dem Verbindungsnetzwerk
hinzugefügt werden.
Das in den lokalen Netzwerken verwendete Paket ist für ein
verbindungsloses System bestimmt (bei dem kein Rufzeichen zu
einer Bestimmungsstation gesendet wird, sondern die Daten
direkt zu der Bestimmungsstation gegeben werden). Wenn ein
verbindungsorientiertes System wie ein Telefonsystem verwendet
wird, bei dem zuerst ein Rufsignal abgegeben wird, bevor
Informationen abgesendet werden, kann die Bestimmungsstation
Vorbereitungen für den Datenempfang beginnen, nachdem sie
das Rufsignal erhalten hat. Ein verbindungsorientiertes
System, bei dem ein Rufsignal oder ein Steuersignal über
einen Kanal ausgesendet oder erhalten wird, der nicht der
für die Datenübermittlung verwendete Kanal ist, wird ein
Randrufsignalsteuersystem genannt.
Das Zellenschaltungs- und statistische Multiplexsystem für
das Randrufsignalkontrollsystem wird asynchroner Transfermodus
(ATM) genannt und derzeit in CCITT diskutiert.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Netzwerk
mit einer Anzahl von lokalen Netzwerken und einem Verbindungs-Kommunikationsnetzwerk
gelöst, bei dem Verbindungseinheiten
der lokalen Netzwerke, die die lokalen Netzwerke
mit dem Kommunikationsnetzwerk verbinden, vorab die Übertragungswege
und Übertragungsstationen für die Datenübertragung
bestimmen und Informationen über die Übertragungswege
sowie Rufnummern ausgeben, die die Übertragungswege für
die Verbindungseinheiten der lokalen Netzwerke, die als
Übertragungsstationen dienen, eindeutig identifizieren. Nach
einer solchen Benachrichtigung werden die Daten unter Verwendung
der Rufnummern gesendet.
Jede der Verbindungseinheiten für die lokalen Netzwerke
weist eine Filtertabelle, eine Leitwegtabelle und eine
Weitergabetabelle auf.
Die Filtertabelle wird dazu verwendet, um zu bestimmen, ob
die von den lokalen Netzwerken erhaltenen Daten Kommunikationsdaten
des lokalen Netzwerkes darstellen, das direkt
mit der Verbindungseinheit verbunden ist. Die Leitwegtabelle
wird dazu verwendet, eine Verbindungseinheiten-Adressenkette
(Übermittlungsweg oder Bestimmungsterminaladresse oder Netzwerkadresse)
zu bestimmen, die den erhaltenen Block weitergibt,
und um eine Ausgangsleitungsnummer auf der Basis einer
Adresse des erhaltenen Blockes festzulegen. Die Rufsignalnummer
wird als Teil eines Rufinformationsblocks über die
Ausgangsleitung, die durch die Ausgangsleitungsnummer identifiziert
wird, an die nächste Verbindungseinheit gegeben.
Die folgende Verbindungseinheit gibt aufeinanderfolgend den
Rufblock entsprechend der Verbindungseinheiten-Adressenfolge
im Rufblock weiter und bereitet die Beziehung zwischen der
Rufnummer und der Adresse der nächsten Verbindungseinheit in
der Weitergabetabelle auf. Für eine nachfolgende Datenübermittlung
kann daher der Übermittlungsweg durch bloßes Anbringen
der Rufsignalnummer bestimmt werden. Da die Länge
der Rufsignalnummer sehr viel kleiner ist als die der Adressen
einer Quellenstation und einer Bestimmungsstation oder
die der Adressenfolge der Verbindungseinheiten, die als
Weitergabestationen dienen, kann erfindungsgemäß eine Hochgeschwindigkeitsübertragung
erhalten werden, ohne daß die
Belegungsrate für die übertragenen Informationen in dem
Block, der zur Bestimmung des Übertragungsweges benötigt
wird, wesentlich verringert ist.
Der Datenverteiler/Multiplexer zum Schalten kurzer Pakete
oder Zellen mit fester Länge und in einem Kopfetikett enthaltenen,
vorher zugeordneten Rufsignalnummern für das
Randrufsteuersystem und ein statistisches Multiplexen der
Zellen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die
Information zur Steuerung der Schaltfolge im Kopfetikett
enthalten ist. Im Ergebnis kann dadurch eine Folge von
Zellen, die aus bestimmten Anwenderdaten erzeugt wurden,
fortlaufend geschaltet und multiplext werden, bis die letzte
Zelle erreicht ist, ohne daß eine Unterbrechung durch eine
Zelle erfolgen kann, die in ihrem Kopfetikett eine andere
Rufsignalnummer enthält. Ein Mehr-Daten-Bit (M), das ein
fortlaufendes Schalten und Multiplexen der aus den bestimmten
Benutzerdaten erzeugten Zellen fordert, wird als die in
dem Kopfetikett enthaltene Information zur Steuerung der
Schaltfolge verwendet. Nur der Wert M der letzten Zelle der
bestimmten Zellenfolge ist auf "0" gesetzt, und die Werte M
für die anderen Zellen sind gleich "1". Der Wert M von Ausnahmezellen
wie Sprachinformationszellen ist auf "0" eingestellt.
Wenn eine Ausnahmezelle mit M = "0" während des
Schaltens der bestimmten Zellenfolge mit M = "1" auftritt,
wird die Ausnahmezelle vorzugsweise geschaltet. Auch wenn
eine Zelle mit M = "1" und einer anderen Rufsignalnummer
auftritt, wird die bestimmte Zellenfolge geschaltet, bis die
letzte Zelle erreicht ist, und erst nachdem die letzte Zelle
der bestimmten Zellenfolge geschaltet wurde, wird die Zelle
mit M = "1" und der anderen Rufsignalnummer geschaltet. Wenn
die Zelle, die ein Kopfetikett aufweist, das das Mehr-Daten-Bit
(M) und die Rufsignalnummer enthält, und es sind Benutzerinformationen
zu schalten, so beseitigt ein Rufsignalnummernfilter
die Zelle entsprechend der Rufsignalnummer und
dem Wert M. Das Rufsignalnummernfilter speichert vorübergehend
die Rufsignalnummern einer Reihe von Kopfzellen, um
ein fortlaufendes Schalten und Multiplexen der Zellen mit M = "1"
und Rufsignalnummern, die gleich den gespeicherten
Rufsignalnummern sind, zu ermöglichen. Wenn die Rufsignalnummer
der Zelle mit der gespeicherten Rufsignalnummer
übereinstimmt, nachdem die Zelle mit M = "0" geschaltet
wurde, erfolgt das Schalten und Multiplexen der Zellen von
allen Eingangsleitungen an zweiter Stelle, und wenn sie
nicht übereinstimmen, wird das Schalten und mehrfache
Unterbrechen der Zellen mit M = "1" von anderen Eingangsleitungen
unterdrückt. Anstelle der in dem Kopfetikett enthaltenen
Rufsignalnummer kann zusätzlich zu dem Bit M ein
Bit R im Zellen-Kopfetikett enthalten sein, das die Zellenfolge
anzeigt, die fortlaufend geschaltet und multiplext
werden soll (beispielsweise erfolgt das fortlaufende Schalten
und Multiplexen, wenn R = "1" ist). Nachdem die Zellen
mit M = "1" und R = "1" geschaltet und multiplext wurden,
wird das Schalten und eine Multiplexunterbrechung der Zellen
mit R = "1" von anderen Eingangsleitungen, zu denen die
vorherigen Zellen gehören, unterdrückt. Nachdem die Zellen
mit M = "0" und R = "1" geschaltet und multiplext worden
sind, wird das Schalten und mehrfache Unterbrechen der Zellen
von allen anderen Eingangsleitungen erlaubt. Nachdem die
Zellen mit M = "0" und R = "0" geschaltet und multiplext
wurden, wird der Algorithmus der letzten Zelle mit R = "1"
ausgeführt. Wenn Zellen mit M = "1" oder M = "1" und R = "1",
die fortlaufend von einer Eingangsleitung kommen, geschaltet
und multiplext werden sollen, so wird eine maximale
Anzahl von fortlaufenden Zellen gespeichert, die durch eine
maximale Länge der Benutzerdaten und eine Zellenlänge festgelegt
ist. Die Anzahl der Eingabe-Zellenfolgen wird gezählt
und die Zählung mit der gespeicherten Anzahl verglichen.
Wenn die Zählung die maximale Anzahl fortlaufender Zellen
übersteigt, wird ein Fehler festgestellt, und das Schalten
und mehrfache Unterbrechen der Zellen von allen Eingangsleitungen
wird erlaubt.
Erfindungsgemäß wird die Schaltung der Zellen so gesteuert,
daß die von einem Netzwerkblock erzeugte Zelle von einer
anderen Zelle auf einer Ausgangsleitung einer Bestimmungs-Schalteinheit
für den asynchronen Transfermodus (ATM) nicht
mehrfach unterbrochen wird. Zu diesem Zweck enthält ein
Kopfetikett in jeder Zelle ein Kennzeichen, das anzeigt, daß
eine Zelle folgt, die von dem gleichen Netzwerkblock erzeugt
wurde. Die Zellenschaltung erfolgt mit einer fortlaufenden
Schaltung der Reihe von Zellen der gleichen Eingangsleitung,
die durch das Kennzeichen bestimmt sind.
Mit Paketen ist eine Übertragung einer großen Zahl von Daten
durch Multiplexen der Daten auf Kosten einer Verzögerung der
Daten möglich. Wenn jedoch ein Paket mit einer gewissen Bedeutung
in Echtzeit, wie in Pakete aufgeteilte Sprache, erheblich
verzögert wird, wird die Sprachqualität verschlechtert.
In einem solchen Fall ist daher die in Pakete aufgeteilte
Sprache durch Unterbrechen des Schaltens der von bestimmten
Benutzerdaten erzeugten Zellenfolge zu verarbeiten,
um die Verzögerung so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig
sind soviel Zellen wie möglich, die von dem gleichen
Netzwerkblock erzeugt wurden, aufeinanderfolgend zu verarbeiten,
um zu verhindern, daß der Umfang und die Komplexität
der erforderlichen Hardware aufgrund der Multiplikation ansteigt
und um das Erfordernis der Überprüfung auf die Abwesenheit
von Zellen zu beseitigen und die Kapazität des
Pufferspeichers zu verringern.
Wenn Zellen, die von dem gleichen Netzwerkblock erzeugt
wurden, aufeinanderfolgend auf der Ausgangsleitung vorliegen,
kann die endgültige Bestimmungs-ATM-Schalteinheit diese
Zellen aufeinanderfolgend wieder zu einem Netzwerkblock zusammensetzen.
Dementsprechend braucht der Zusammensetzungs-Pufferspeicher
im Prinzip nur aus einem einzigen Pufferspeicher
für die gerade zu dem Bestimmungsnetzwerk übertragenen
Zellen und einem Pufferspeicher für die gerade zusammengesetzten
Zellen zu bestehen.
Wenn eine Zelle wegfällt, die die letzte Zelle anzeigt, die
von dem gleichen Netzwerkblock erzeugt wurde, können Zellen
von anderen Eingangsleitungen nicht verarbeitet werden. Da
jedoch in dem Netzwerkblock eine maximale Blocklänge festgelegt
ist, können die Zellen von anderen Eingangsleitungen
akzeptiert werden, wenn mehr Zellen fortlaufend erhalten
wurden, als der maximalen Anzahl von fortlaufenden Zellen
entspricht, die auf der Basis der Zellenlänge berechnet
wurde.
Wenn die Fehlerfeststellungstechnik der einzelnen lokalen
Netzwerke für die Fehlerprüfung in dem Verbindungsnetzwerk
verwendet werden kann wie sie ist, kann ein Fehler in dem
Verbindungsnetzwerk erfaßt werden, ohne daß eindeutige Fehlerfeststellungsinformationen
zu jedem Paket hinzuzufügen
sind, wie es beim Stand der Technik erforderlich ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Netzwerksystem wird die Fehlerfeststellung
durch Verwendung einer Fehlerfeststellungstechnik
in dem Schaltblock (zum Beispiel das sogenannte FCS-Verfahren)
bewirkt, wenn eine mit einem Übermittlungsterminal
verbundene Schalteinheit einen Schaltblock von einem einzelnen
Netzwerk oder eine mit einem Empfangsterminal verbundene
Schalteinheit einen Schaltblock von einem Verbindungsnetzwerk
erhält, so daß ein fehlerfreier Block ausgegeben werden
kann.
Eine für die Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Netzwerksystem
geeignete Fehlerfeststellungsschaltung enthält eine
Schaltblock-Zusammensetzungseinheit mit einem Speicher zum
Speichern eines erhaltenen Schaltblockes und einem Detektor
zum Feststellen der letzten Information des Schaltblockes,
eine Fehlerfeststellungseinheit mit einer Rechen- und Logikschaltung
zum Erzeugen von neuen Fehlerfeststellungsinformationen
für den Schaltblock und einen Komparator zum Vergleichen
der Ausgangssignale der Rechen- und Logikschaltung
mit der Fehlerfeststellungsinformation in dem Schaltblock
sowie eine individuelle Netzwerkverbindungseinheit zum Erzeugen
einer Übertragungsanforderung für den Schaltblock,
der in dem Speicher gespeichert ist, in Übereinstimmung mit
dem Ausgangssignal des Detektors der Schaltblock-Zusammensetzungseinheit
und dem Ausgangssignal des Komparators.
Wenn die mit dem Übertragungs- oder Sendeterminal verbundene
Schalteinheit Transferinformationen von einem einzelnen
Netzwerk erhält, so wird ein Fehler durch die in dem Netzwerk
verwendete Fehlerfeststellungstechnik (zum Beispiel das
erwähnte FCS-Verfahren für ein lokales Netzwerk) festgestellt,
so daß eine fehlerfreie Transferinformation an das
Verbindungsnetzwerk gegeben werden kann.
Wenn andererseits die mit dem Empfangsterminal verbundene
Schalteinheit von einem Verbindungsnetzwerk Transferinformationen
erhält, erzeugt sie neue Fehlerfeststellungsinformationen
durch das Fehlerfeststellungsverfahren (FCS-Verfahren
im lokalen Netzwerk), das in dem individuellen Netzwerk,
das der Bestimmungspunkt der Transferinformationen ist, verwendet
wird, und vergleicht sie mit den Fehlerfeststellungsinformationen
in der Transferinformation. Wenn beide Informationen
gleich sind, so bedeutet dies, daß die Information
durch das Verbindungsnetzwerk richtig übertragen wurde, und
wenn sie nicht gleich sind, so heißt dies, daß im Verbindungsnetzwerk
ein Fehler aufgetreten ist.
Das Verbindungsnetzwerk belegt und überträgt den Schaltblock,
der in dem einzelnen Netzwerk zu verwenden ist. Im
Ergebnis stimmen die Fehlerfeststellungsverfahren in den
einzelnen Netzwerken an der Quellenstation und der Bestimmungsstation
überein.
Bei dem Verbindungsnetzwerk, das eine Blockweitergabe zum
Schalten in einer Schicht verwendet, die einer Datenverbindungsschicht
im Bezugsmodell der Verbindung von offenen
Systemen (OSI-Bezugsmodell) entspricht, ist kein Hinzufügen
von Fehlerfeststellungsinformationen erforderlich, die für
das Verbindungsnetzwerk eindeutig sind, da die Fehlerfeststellung
in der Transferinformation nicht in der Verbindungs-Schalteinheit
bewirkt wird, die lediglich eine Weitergabe
innerhalb des Verbindungsnetzwerkes bewirkt.
Im Ergebnis wird so das Verhältnis der Informationslänge zur
Paketlänge angehoben und der Informationsübertragungswirkungsgrad
verbessert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 den allgemeinen Aufbau von Systemen, bei denen
eine Anzahl von lokalen Netzwerken und Nebenstellenanlagen
verbunden sind,
Fig. 4 und 5 die Formate von Blöcken, die bei den Systemen
verwendet werden,
Fig. 6 ein Protokoll für eine Verbindungs-Schalteinheit für
lokale Netzwerke,
Fig. 7 bis 9 Funktionsblöcke und Tabellen in der Verbindungs-Schalteinheit
für die lokalen Netzwerke,
Fig. 10 bis 14 Verbindungseinheiten der Schalteinheiten für
die lokalen Netzwerke und deren Arbeitsweise,
Fig. 15 ein Schema der Vorgänge bei einem Zellenschaltverfahren
in der Schalteinheit für die lokalen Netzwerke,
und die
Fig. 16 bis 18 ein Diagramm für das Schalten und Multiplexen
von Zellen, ein Blockschaltbild der Zellenschalteinheit
und ein Diagramm für die Zellenschaltung.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen den allgemeinen Aufbau von Netzwerksystemen.
In der Fig. 1 sind eine Anzahl von lokalen Netzwerken
(LANs) 201, 202, 203 und 204 über ein Verbindungsnetzwerk
mit Verbindungs-Schalteinheiten 211, 212, 213 und
214 für die lokalen Netzwerke und Übertragungswege oder
-leitungen 221, 223 und 224 miteinander verbunden.
Es wird nun der Datenfluß erläutert, wenn ein über einen
Anschlußknoten 231 mit dem lokalen Netzwerk 201 (LAN 1)
verbundenes Terminal 241 mit einem Terminal 243 kommuniziert,
das über einen Anschlußknoten 233 mit dem lokalen
Netzwerk 203 (LAN 3) verbunden ist.
Wenn das Terminal 241 die Datenquellenstation darstellt,
werden über den Anschlußknoten 231 die zu übertragenden
Daten an das lokale Netzwerk 201 gegeben. Die Verbindungs-Schalteinheit
211 nimmt die erhaltenen Daten zu deren Übermittlung
auf, wenn der Bestimmungsort ein Terminal ist, das
zu einem anderen als dem eigenen Netzwerk gehört. Auf der
Basis der von der Schalteinheit 211 erhaltenen Daten und
Informationen erkennt diese, daß der Bestimmungsort der
Daten das Terminal 243 am lokalen Netzwerk 203 ist, und sie
gibt Übermittlungsinformationen (oder Randrufsteuerinformationen
bzw. Außerbandrufinformationen) einschließlich einer
Rufnummer, die zur Übertragung von aufeinanderfolgenden
Daten zu verwenden ist, an die Verbindungs-Schalteinheiten
212 und 213, die sich im Übertragungsweg befinden, um die
Route festzulegen und die Daten zum Bestimmungsnetzwerk 203
zu übertragen. Dann gibt sie die erhaltenen Daten auf die
Übertragungsleitung 221, die zu der Schalteinheit 212 führt,
die wiederum in Übereinstimmung mit der festgelegten Route
die Daten an die Schalteinheit 213 weitergibt. Anschließend
gelangen die Daten über die Schalteinheit 213 und den Anschlußknoten
233 an das Terminal 243.
In der Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 211 bis 215 Verbindungs-Schalteinheiten
für die lokalen Netzwerke, die eine
Zellenschaltung und ein statistisches Multiplexen unter Verwendung
der durch die Randrufsteuerung (den Außerbandruf)
zugeordneten Rufnummern bewirken. Die Bezugszeichen 214 und
215 bezeichnen dabei Schalteinheiten für die Weitergabe von
Daten. Protokollkonverter 51 bis 56 zum Umsetzen der Benutzernetzwerk-Protokolle
in Schaltnetzwerk-Protokolle sind mit
den Benutzernetzwerken (LANs) 201 bis 204 und den Schalteinheiten
211 bis 213 verbunden, die Netzwerk-Anschlußknoten
41 a bis 44 a und Nebenstellenanlagen (PBX) 45 und 46 beinhalten.
Die Protokollkonverter können in der Praxis innerhalb
der Schalteinheiten als Teile davon untergebracht sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Daten von Netzwerk-Terminals
31 bis 34 und Sprachinformationen von Telefonen
35 bis 38 verarbeitet, es können jedoch auch andere
Medien wie solche mit Paketschaltinformationen gemäß dem
Protokoll der CCITT-Empfehlung X.25 verwendet werden.
Die Fig. 3 zeigt einen anderen Aufbau eines Netzwerksystems.
Dabei sind die lokalen Netzwerke (LANs) 201 und 202 gemäß
IEEE 802 standardisiert und bezüglich des Verbindungsnetzwerks
mit den Verbindungs-Schalteinheiten 211, 212 und 213
als individuelle Netzwerke festgelegt. Das lokale Netzwerk
201 (LAN 1) beinhaltet Terminals 401 und 241, die über Anschlußknoten
411 und 231 angeschlossen sind und die das
Netzwerk-Kommunikationsprotokoll ausführen. An das lokale
Netzwerk 203 (LAN 3) ist über den Anschlußknoten 233 das
Terminal 243 angeschlossen. Telefone 441 und 442, die
Sprachinformationen verarbeiten, sind über Nebenstellenanlagen
(PBX) 443 und 444 angeschlossen.
Wenn Informationen zwischen dem Terminal 401 und dem Terminal
241 ausgetauscht werden sollen, können sie über das
lokale Netzwerk 201 geschaltet werden. Wenn Informationen
vom Terminal 241 zum Terminal 243 zu übertragen sind, erfolgt
über die Übertragungsleitung oder das Verbindungsnetzwerk
221 eine Kommunikation zwischen den lokalen Netzwerken
201 und 203. In diesem Fall ist die Verbindungs-Schalteinheit
211 die Schalteinheit an der Übertragungs-
oder Sendestation, die Schalteinheit 212 ist die Schalteinheit
für die Weitergabe der Daten, und die Schalteinheit 213
die Schalteinheit an der Empfangsstation. Die Schalteinheiten
an der Sendestation und an der Empfangsstation bewirken
eine Bearbeitung in den Medien-Zugriffssteuerschichten
(MAC-Schichten) der damit verbundenen lokalen Netzwerke 201
und 203, und die Weitergabe-Schalteinheit bewirkt eine
Schaltfunktion in dem Verbindungsnetzwerk. In der Medien-Zugriffssteuerschicht
(MAC-Schicht) wird zur Fehlerfeststellung
eine 4-Byte-Blockprüfzeichenfolge (FCS) verwendet. Die
Schalteinheiten 211 und 213 benutzen die Blockprüfzeichenfolge,
um die Vollständigkeit der Informationen in dem
Verbindungsnetzwerk sicherzustellen.
Innerhalb des Verbindungsnetzwerkes werden die Daten durch
eine Blockweitergabe geschaltet. Die Übertragungsleitung
oder das Verbindungsnetzwerk kann ein Großflächennetzwerk
sein, dessen Fläche sehr viel größer als die räumliche
Ausdehnung der lokalen Netzwerke ist.
In der Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 501 das Format
eines Blockes in dem lokalen Netzwerk, wobei es nur die
Hauptelemente zeigt. Die Blocklänge ist gewöhnlich etwa 4 KByte.
Zwischen einem 1-Byte-Startkennzeichen (F) 511 und
einem 1-Byte-Schlußkennzeichen (F) 516 sind eine 16-Byte-Bestimmungsadresse
(DA) 512, eine 6-Byte-Quellenadresse (SA)
513, ein Informationsfeld (I) 514 und eine 4-Byte-Blockprüfzeichenfolge
(FCS) 515 angeordnet. Dieses Blockformat
wird zur Übermittlung der Daten in den lokalen Netzwerken
der Fig. 1 bis 3 (zum Beispiel der Verbindung a in der Fig. 3)
verwendet.
Das Bezugszeichen 502 bezeichnet das Format eines Blockes
auf dem Übertragungsweg bzw. der Übertragungsleitung. Es
enthält ein 4-Byte-Kopfetikett (HD) 517 mit Informationen
und dem noch zu beschreibenden Format 503 und eine in Segmente
aufgeteilte 31-Byte-Dateneinheit (SDU) 518. Jede der
Dateneinheiten (1-n) 518 ist ein 31-Byte-Teil der übertragenen
Informationen, während der Inhalt des Blockes in dem
Netzwerk reserviert ist. Wie in dem vergrößerten Abschnitt
503 gezeigt, enthält das Kopfetikett 517 eine logische Kanaladresse
(LCA) oder Rufnummer 519, die eindeutig ein Bestimmungsnetzwerk
und eine Übertragungsroute angibt und die
einem in Verbindung stehenden Terminalpaar zugeordnet ist,
ein Paketidentifikationskennzeichen (PI), um die Art des
Pakets anzugeben, etwa ob in Pakete aufgeteilte Sprache oder
ein Datenpaket vorliegt, Fehlerfeststellungsinformationen
(CHK) für die logische Kanaladresse 519 und das Paketidentifikationskennzeichen
520 sowie eine Segmentnummer (AN) 522.
Die Belegungsrate für Informationen in dem Block 502 der
Fig. 4 ist gleich (36-4)/36 = 88,9%. Wenn Leitweginformationen
(RI) und Leitwegsteuerinformationen wie in der Fig. 5
in den Block eingeschlossen werden, ist die Belegungsrate
gleich (36-(11 + 4))/36 = 58,3%. Mit der vorliegenden Ausführungsform
wird daher eine erhebliche Verbesserung erreicht.
Wenn die zu übertragende Information Sprache ist, wird die
Sprachinformation in die segmentierten Dateneinheiten 518
eingeschrieben und Informationen über das Auftreten von
Zeiten, die gewöhnlich Zeitstempel genannt werden, werden in
die Segmentnummer 522 eingeschrieben. Durch die segmentierte
Dateneinheit 518 werden auch Rufsteuerinformationen übertragen.
Mit der Fehlerfeststellungsinformation 521 werden Fehler
in der logischen Kanaladresse 519 und/oder dem Paketidentifikationskennzeichen
520 festgestellt, wobei Fehler im
gesamten Dateninhalt nicht erfaßt werden. Das Blockformat
502 wird beispielsweise bei der Verbindung (b) im Verbindungsnetzwerk
der Fig. 3 verwendet.
Das Bezugszeichen 504 bezeichnet das Format eines Blockes im
Bestimmungsnetzwerk, das aus dem Blockformat auf der Verbindungsroute
zusammengesetzt wird und das identisch mit dem
Blockformat 501 im Quellennetzwerk ist. Jede der Segmentnummern
AN (1) bis AN(n) der segmentierten Daten enthält einen
1-Bit-Endidentifikator, der die letzte segmentierte Information
oder das Mehr-Daten-Bit M (für m = "1" zeigt er an, daß
eine aus den gleichen Benutzerdaten erzeugte segmentierte
Zelle folgt) und eine 7-Bit-Seriennummer anzeigt. Es können
bis zu 3968 (= 31 × 128) Byte Übertragungsdaten aufeinanderfolgen.
Anhand der Fig. 5 und 6 wird die Bildung einer Übertragungsleitung
oder Route durch die Verbindungs-Schalteinheiten vor
der Datenübermittlung erläutert. Die Fig. 6 zeigt Protokoll-Stacks
der Einheiten zwischen den Terminals 241 bis 243
der Netzwerke der Fig. 1 bis 3. Die Protokol-Stacks sind
mit denen für offene Systeme kompatibel. Ein Protokoll-Stack
L 241 enthält das Protokoll des Quellenterminals (beispielsweise
des Terminals 241 in der Fig. 1) und ist mit einem
Protokoll-Stack L 243 des Bestimmungsterminals (zum Beispiel
des Terminals 243 in der Fig. 1) identisch. Das Protokoll-Stack
L 241 enthält eine physikalische Schicht 241 A, eine
Medien-Zugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) 241 B und
obere Schichten 241 C. Jede der Einheiten der Fig. 1 bis 3
weist gleiche oder entsprechende Schichten auf. Dicke Linien
351 und 353 in der Fig. 6 zeigen Datenflüsse, und eine dünne
Linie 352 zeigt den Fluß bei der Übertragung von Verbindungsaufbauinformationen
zum Festlegen der Route zwischen
den Verbindungs-Schalteinheiten. Die in dem Terminal 241
erzeugten Daten 351 erreichen das Protokoll-Stack L 211 in
der Einheit 211 über das Protokoll-Stack L 231 des Anschlußknotens
231 in dem lokalen Netzwerk. Die beiden unteren
Schichten 211 A und 211 B der Protokoll-Stacks L 231 und L 211
sind mit den beiden unteren Schichten 241 A und 241 B des
Protokoll-Stacks L 241 identisch. Die Schalteinheit 211
erkennt durch die MAC-Schicht 211 B anhand der MAC-Schicht-Bestimmungsadresse
(512 in der Fig. 4) in den erhaltenen Daten,
daß diese von einem lokalen Netzwerk zu einem lokalen
Netzwerk zu übertragende Daten sind. Die Schalteinheit 211
legt mittels der Verbindungsaufbauschicht 211 C durch Bezug
auf eine vorgegebene Leitwegtabelle, die noch beschrieben
wird, die Route zum Übermitteln der Daten an das Bestimmungsterminal
fest. Wenn die Route festgelegt ist, gibt die
Verbindungsaufbauschicht 311 Verbindungsaufbauinformationen
352 mit Routeninformationen und Rufinformationen (der Rufnummer)
ab, die in den Verbindungs-Schalteinheiten wirksam
sind. Es ist nicht wesentlich, ob von Verbindungseinheit zu
Verbindungseinheit der lokalen Netzwerke die Rufnummer verschieden
ist. Die Verbindungsaufbauinformation 352 wird von
der Verbindungsaufbauschicht 312 in der Verbindungs-Schalteinheit
212 erhalten, und die in der darauffolgenden Datenweitergabestufe
erforderliche Weitergabetabelle wird vorbereitet.
Die erhaltenen Daten werden dann zu der nächsten
Verbindungs-Schalteinheit 213 gegeben. Auf diese Weise wird
die Übermittlungsroute festgelegt. Die Schicht 313 ist eine
Verbindungsaufbauschicht der Verbindungs-Schalteinheit 213.
Die Schichten 311 bis 313 haben eine identische Struktur.
Auf diese Weise werden die Rufnummer bzw. logische Kanaladresse
(LCA) und die Route eingestellt.
Nachdem die Verbindungs-Schalteinheit 211 die Verbindungsaufbauinformation
352 an die Einheit 212 gesendet hat (das
Format davon wird weiter unten in Verbindung mit der Fig. 5
erläutert), überträgt sie die erhaltenen Daten an die Einheit
212 in der Form der Verbindungsaufbauinformation mit
einer daran angehängten Rufnummer. Die Datenübertragung wird
durch die Datenübertragungsschicht D 211 bewirkt. Die Protokoll-Stacks
D 212 und D 213 sind in den Einheiten 212 bzw. 213
jeweils Übertragungsschichten und haben einen identischen
Aufbau. Die Übertragungsdaten 353, die von der Einheit 212
erhalten werden, werden entsprechend der in der Verbindungsaufbauschicht
312 vorbereiteten Weitergabetabelle an die
Einheit 213 weitergegeben. Die Einheit 213 hat bereits die
Verbindungsaufbauinformation 352 erhalten, sie stellt fest,
daß der Bestimmungsort der von der Einheit 212 erhaltenen
Daten (502 in der Fig. 4) ein Terminal des lokalen Netzwerkes
203 ist, und sie sendet die erhaltenen Daten zu dem lokalen
Netzwerk 203. Die beiden unteren Schichten der Protokoll-Stacks
L 213, L 233 und L 243 sind mit den beiden unteren
Schichten 241 A und 241 B des Protokoll-Stacks L 241 identisch.
Die Fig. 5 zeigt das Format der Verbindungsaufbauinformation
352.
Die Verbindungsaufbauinformation 352 enthält eine Rufnummer
bzw. logische Kanaladresse (LCA) 403, die auf die angrenzende
folgende Verbindungs-Schalteinheit einwirkt, eine Betriebsinformation
(SI) 404 mit der Art der Fehlerprüfbitinformation
für die Rufnummer und der Art des Mediums, eine
Schalteinheiten-Adressenfolge (RI) 407, die die Übertragungsroute
oder Routeninformation beinhaltet, eine Adressenfolge-Steuerinformation
(RC), eine Rufinformation (CI) 408
und eine Fehlerfeststellungsinformation bzw. Blockprüfzeichenfolge
(FCS) 409. Die Rufnummer 403 und die Betriebsinformation
404 stellen das Kopfetikett (HD) 517 dar. Ein
Wert, beispielsweise "0", zur Anzeige des Verbindungsaufbaublocks
wird zu der Rufnummer 403 des Verbindungsaufbaublocks
oder der Verbindungsaufbauinformation gegeben, und
die Rufnummer wird als Identifikationskennzeichen der aufzubauenden
Verbindung zugeordnet und in die Rufinformation
(CI) (zum Beispiel durch eine 2-Byte-Nummer) eingegeben.
Diese Rufnummer wird der führenden Rufnummer der folgenden
segmentierten Übertragungsdaten 503 zugegeben und ist mit
der vorher festgelegten Übertragungsroute korreliert.
Wenn auf die Steuerinformationen aus der Schalteinheit 233
mit dem Bestimmungsterminal eine Antwort zurückgesendet
wird, erhält die Verbindungs-Schalteinheit 211 die Antwort
und sendet die Netzwerkdaten 353 (Fig. 6) in Zellenform ab.
Die Fig. 7 zeigt schematisch den Aufbau der Verbindungs-Schalteinheit
211 (oder 212 bis 214) für die lokalen Netzwerke.
Die Schalteinheit 211 enthält eine Mediumeinheit 503,
die ein einzelnes lokales Netzwerk beinhaltet, eine Verbindungseinheit
505, die eine Übertragungsleitung oder ein Verbindungsnetzwerk
beinhaltet, und eine gemeinsame Einheit
504, die die obigen Einheiten zum Übermitteln von Daten
untereinander verbindet. Jede Schalteinheit für die lokalen
Netzwerke besitzt zur Identifikation der Einheit ein Identifikationskennzeichen,
und den Verbindungspunkten 502 zwischen
der Mediumeinheit 503 und der Verbindungseinheit 505
sowie der gemeinsamen Einheit 504 sind Verbindungspunkt-Identifikationskennzeichen
zugeordnet.
Die Fig. 8 zeigt die Art der Tabellen in der Verbindungs-Schalteinheit
für die lokalen Netzwerke, die Informationen
in den Tabellen und die Länge der Informationen. Die Mediumeinheit
503 der Fig. 7 enthält drei Tabellen T 1 bis T 3.
Eine Filtertabelle T 1 enthält, in aufsteigender Ordnung, die
Terminaladressen 601 in den lokalen Netzwerken, mit denen
die Mediumeinheit 503 verbunden ist. Die Mediumeinheit 503
vergleicht die Bestimmungsadressen der erhaltenen Daten mit
den Adressen in der Filtertabelle, und wenn es keine zusammenpassenden
Adressen gibt, betrachtet sie die erhaltenen
Daten als von Netzwerk zu Netzwerk in übertragende Daten und
verarbeitet sie auf eine im folgenden noch beschriebene
Weise. Wenn andererseits Adressen zusammenpassen, betrachtet
sie die erhaltenen Daten als Daten, die zu einem Terminal im
gleichen lokalen Netzwerk zu senden sind, und gibt sie entsprechend
weiter.
Eine Leitungstabelle T 2 enthält Terminaladressen 602 für die
einzelnen lokalen Netzwerke, die zu einer entfernten Verbindungs-Schalteinheit
gehören, das heißt aus der Sicht der
Schalteinheit 211 der Fig. 1 für die Netzwerke 202, 203 oder
204, ein Ausgangsanschlußidentifikationskennzeichen 603 der
eigenen Schalteinheit, eine Identifikationsfolge 604 der
Schalteinheiten zur Weitergabe der Daten an das Bestimmungsterminal,
und ein Anschlußidentifikationskennzeichen 605 der
Mediumeinheit der letzten Schalteinheit, die mit dem lokalen
Netzwerk verbunden ist, das das Bestimmungsterminal enthält.
Eine Verbindungsaufbautabelle T 3 enthält Informationen für
den Verbindungsaufbau. Sie enthält Adressen 606 der Quellenterminals,
die in aufsteigender Ordnung aufgelistet sind,
Adressen 607 der entsprechenden Bestimmungsterminals, eine
Ausgangsrufnummer (LCA) 608, die zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus
zugeordnet wird, und ein Ausgangsanschluß-Identifikationskennzeichen
603. Wenn die Mediumeinheit die
Daten von dem lokalen Netzwerk erhält, greift sie auf die
Verbindungsaufbautabelle T 3 zu. Wenn ein der Bestimmungs-/Quellenadresse
in den Daten entsprechendes Verbindungspaar
in der Tabelle vorhanden ist, wird den Daten eine vorbestimmte
Ausgangsnummer (LCA) 608 zugeordnet, und sie werden
zu dem Anschluß geliefert, der durch das Ausgangsanschluß-Identifikationskennzeichen
603′ bestimmt ist. Wenn
kein solches Verbindungspaar vorhanden ist, wird auf die
Leitwegtabelle T 2 zugegriffen, um dIe Verbindung aufzubauen
oder die Tabelle T 3 vorzubereiten, und dann werden die Daten
übertragen.
Die drei Tabellen T 4 bis T 6 in der Verbindungseinheit werden
nun erläutert.
Eine Übermittlungstabelle T 4 enthält Übermittlungs- oder
Weitergabeinformationen, die auf der Basis der Verbindungsaufbauinformationen,
die von der Station abgesendet wurden,
die die Verbindung aufbaut, vorbereitet wurden. Sie enthält
eine Eingangsrufnummer 610, eine Ausgangsrufnummer 612, und
ein Ausgangsanschluß-Identifikationskennzeichen 603′′. Die
Ausgangsrufnummer 612 ist eine nicht verwendete Ausgangsrufnummer
612′′ in einer Ausgangsruftabelle T 5, wenn die Verbindung
in der übermittelnden Verbindungs-Schalteinheit aufgebaut
wird. Das Ausgangsanschluß-Identifikationskennzeichen
603′′ wird durch ein Verbindungs-Schalteinheit-Identifikationskennzeichen
Nm 604 in den Verbindungsaufbauinformationen
und eine Strukturtabelle T 6 bestimmt.
Das Eingangsanschluß-Identifikationskennzeichen 615 der Ausgangsruftabelle
T 5 gibt das Anschluß-Identifikationskennzeichen
in der gleichen Schalteinheit an, die das Eingangsterminal
der Verbindung ist, der die Ausgangsrufnummer zugeordnet
ist, und eine Eingangsanschluß-Verwendungsrufnummer 616
zeigt die Rufnummer (die logische Kanaladresse) an, die in
der vorhergehenden Verbindungsstufe zugeordnet wurde. Durch
Zugriff auf die Ausgangsruftabelle T 35 kann eine oberhalb
liegende Schalteinheit von einer folgenden Schalteinheit
identifiziert werden.
Die Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild der Verbindungs-Schalteinheit
211. Dicke Linien bezeichnen dabei Datenflüsse. Die
von einem individuellen lokalen Netzwerk (LAN) erhaltenen
Daten 201 werden zu einer Zugriffseinheit 2101 geführt, die
die Gültigkeit des Blocks in Übereinstimmung mit einem MAC-Schicht-Protokoll
der lokalen Netzwerke prüft. Dann wird
mittels der Filtertabelle T 1 der Fig. 8 geprüft, ob die erhaltenen
Daten von Netzwerk zu Netzwerk oder innerhalb des
lokalen Netzwerkes übermittelt werden. Wenn die Daten von
Netzwerk zu Netzwerk übermittelt werden, werden die erhaltenen
Daten zu einer Informationserzeugungseinheit 2103
übermittelt (2152), und es wird eine Verbindungsaufbaueinheit
2102 aktiviert (2151). Die Verbindungsaufbaueinheit
2102 beinhaltet die Filtertabelle T 2 und die Verbindungsaufbautabelle
T 3. Zuerst wird auf die Verbindungsaufbautabelle
zugegriffen, um zu prüfen, ob die Verbindung aufgebaut
ist oder nicht. Wenn sie bereits aufgebaut ist, werden Instruktionen
für die Datenübertragung und die zu übertragenden
Informationen zu der Informationserzeugungseinheit
2103 gegeben (2153). Wenn die Verbindung noch nicht aufgebaut
ist, wird die Verbindungsaufbautabelle T 3 vorbereitet
sowie eine Anweisung, die Rufsteuerinformationen, die Rufnummer
und die Routeninformationen abzusenden, an eine
Steuereinheit 2104 gegeben (2154). Der daraufhin folgende
Vorgang entspricht dem für den Verbindungsaufbau.
Eine Wahleinheit 2105 wählt den Rufsteuerungs-Informationsausgang
2156 oder den Datenübertragungsausgang 2157 gemäß
einer Instruktion (2115) der Verbindungsaufbaueinheit 2102
und gibt sie (2158) an eine Übertragungsschalteinheit 2106.
Die Übertragungsschalteinheit 2106 schaltet die Übertragungsdaten
oder die Rufsteuerinformationen gemäß Ausgangsanschluß-Identifikationskennzeichen
603 oder 603′ und
gibt sie (2159) an eine Übertragungseinheit 2107, die die
Daten zu der Übertragungsleitung 221 (a) des Verbindungsnetzwerkes
sendet.
Eine Empfangseinheit 2108 verarbeitet die auf der Übertragungsleitung
221 (b) erhaltenen Daten, um die Rufsteuerinformationen
mit einer Rufnummer LCA = "0" zu einer Rufsteuereinheit
2109 zu senden, die die Übermittlungstabelle
T 4 aufweist, und um die übertragenen Daten mit einer Rufnummer
(LCA) ungleich "0" an eine Empfangsschalteinheit 2110
zu geben. Die Empfangsschalteinheit 2110 stellt fest, ob die
übertragenen Daten gemäß einem Steuersignal 2160, das durch
die Rufsteuereinheit 2109 anhand der Übermittlungstabelle T 4
erzeugt wird, Übermittlungs- bzw. Weitergabedaten 2161 oder
Enddaten 2162 sind, und überträgt die Weitergabedaten an
eine Informations-Weitergabeeinheit 2111 und Enddaten an
eine Informations-Empfangseinheit 2112 entsprechend der
letzten Ausgangsanschlußidentifikation.
Die Rufsteuereinheit 2109 bereitet die Übermittlungstabelle
T 4 auf der Basis der Verbindungsaufbauinformationen vor und
aktiviert eine Zusammensetzungs-Steuereinheit 2113, um die
Verbindungsaufbauinformationen zu der folgenden Stufe der
Verbindungs-Schalteinheiten zu geben.
Die Rufsteuereinheit 2109 kann zur Kontrolle des Datenverkehrs
und zur Kontrolle des Datenflusses die Steuereinheit
2104 aktivieren, um neue Steuerinformationen zu erzeugen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Zugriffszeit
für die Tabellen dadurch verringert werden, daß die Filtertabelle
T 1, die Leitwegtabelle T 2 und die Verbindungsaufbautabelle
T 3 der Fig. 8 in aufsteigender Ordnung der Terminals
der lokalen Netzwerke gespeichert werden. Bei der vorliegenden
Ausführungsform haben alle Verbindungs-Schalteinheiten
die gleichen Funktionen, es können jedoch zwischen
der Verbindungsaufbaustation und der Übermittlungsstation
Funktionen auch aufgeteilt werden (die Einheiten 74 und 75
in der Fig. 2 übermitteln dann nur). In diesem Fall benötigt
die Schalteinheit, die als Weitergabestation arbeitet, keine
Filtertabelle T 1, keine Leitwegtabelle T 2 und keine Aufbautabelle
T 3. Die Verbindungs-Schalteinheit kann auch mit
einem herkömmlichen X.25-Netzwerk durch Aktivieren der Verbindungsaufbaueinheit
der Fig. 9 durch eine Verbindungsaufbaunotiz
(CR) gemäß der CCITT-Empfehlung X.25 verbunden
werden.
Eine zweite Ausführungsform des Netzwerksystems wird nun
anhand der Fig. 10 bis 12 beschrieben.
In dem Verbindungsnetzwerk werden Informationen verschiedener
Natur bezüglich der Verkehrsverteilung und der erforderlichen
Übertragungszeit, wie beispielsweise Rechnerdaten
und Telefon-Sprachinformationen, durch den gleichen Vorgang
und mittels Multiplexen von Paketen über eine Leitung übertragen.
Um ein Multimedia-Netzwerk zu verwirklichen, das alle Arten
von Informationen schnell verarbeiten kann, auch wenn
Sprachinformationen in Paketen zu übertragen sind, ist es
vorteilhaft, kurze Pakete mit einer festen Länge von mehreren
zehn Byte in dem Verbindungsnetzwerk zu verwenden, um
eine Verschlechterung der Sprachqualität aufgrund von
Übertragungsverzögerungen zu vermeiden. Bei der Echtzeitübertragung
von Telefon-Sprachinformationen ist eine geringere
Übertragungsverzögerung (Sprachverzögerung) gefordert als im
Falle von Rechnerdaten, weshalb anstelle von langen Paketen
kurze Pakete verwendet werden.
Wenn jedoch bei den bekannten Systemen, bei denen auf der
Übertragungsleitung oder im Verbindungsnetzwerk eindeutige
Fehlerfeststellungsinformationen hinzugefügt werden, kurze
Pakete verwendet werden, so werden die Informationen zu
jedem der kurzen Pakete in dem Verbindungsnetzwerk hinzugefügt.
Im Ergebnis wird dadurch das Verhältnis der Informationslänge
zur Paketlänge verringert und der Übertragungswirkungsgrad
herabgesetzt.
Da jedoch andererseits Sprachinformationen mehr Redundanz
aufweisen als Rechnerdaten, ist die Sprachqualität auch dann
nicht verschlechtert, wenn ein Teil des Pakets verlorengeht.
Da im Verbindungsnetzwerk aufgrund der neuerlichen Verwendung
optischer Fasern die Fehlerrate zurückgeht, besteht die
Tendenz, im Verbindungsnetzwerk keine Fehlerprüfung mehr
auszuführen (nur das Kopfetikett der Pakete wird auf einen
Fehler im Paket geprüft). Ein solches Paketformat wird derzeit
von der CCITT SG XVIII-Arbeitsgruppe für den asynchronen
Transfermodus (ATM) diskutiert. Wenn im Verbindungsnetzwerk
keine Fehlerprüfung mehr erfolgt, kann jedoch die Datenzuverlässigkeit
für den Anwender verlorengehen.
Im Verbindungsnetzwerk wird gewöhnlich eine Zelle mit mehreren
zehn Byte verwendet. Unter der Annahme, daß die Paketlänge
im Verbindungsnetzwerk gleich 32 Byte ist und 4 Byte
davon für die Blockprüfzeichenfolge der CCITT verwendet
werden, erniedrigt sich der Übertragungswirkungsgrad um
12,5% (= 4/32).
Die Fig. 10 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild eines
Übertragungs- bzw. Sendeterminals und eines Empfangsterminals
der Verbindungs-Schalteinheit. Die von einem lokalen
Netzwerk erhaltenen Informationen 201 a haben das in der Fig. 4
gezeigte Blockformat 501. Dieses Blockformat wird zu einer
Empfangssteuereinheit 2101-1 gegeben, die ein MAC-Schicht-Protokoll
des lokalen Netzwerkes, etwa eine Blockprüfzeichenfolge
abarbeitet, so daß die Gültigkeit des Blocks geprüft
wird. Dann stellt eine Adressenwähleinheit 2102-1
fest, ob die erhaltene Information innerhalb des lokalen
Netzwerkes oder von Netzwerk zu Netzwerk übertragen wird.
Nur wenn die Information von einem lokalen Netzwerk zu einem
anderen lokalen Netzwerk übertragen wird, wird sie zu der
folgenden Stufe der Verbindungs-Schalteinheiten gegeben.
Die Adressenwahl kann durch Vergleich der Bestimmungsadresse
(DA) der erhaltenen Information mit der Terminaladresse (in
deren eigener Schalteinheit), die in der Adressenwähleinheit
eingestellt ist, erhalten werden.
Eine Zielbestimmungs/Informationssegmentierungseinheit
2102-2 stellt in einer ersten Funktion die Schalteinheit für
das Übertragungsterminal, mit der das Bestimmungsnetzwerk
verbunden ist, und die Übertragungs-Schalteinheiten fest, um
obige Einheit zu erreichen, jeweils auf der Basis der Bestimmungsadresse
(DA) in der erhaltenen Information. Die
Rufnummer (LCA) 519 der Fig. 4 wird dem logischen Kommunikationsweg
zugeordnet, und die Verbindungs- oder Paketanordnungs-
oder Zusammensetzungseinheit (PAD) 2103-1 wird angewiesen,
die Übertragungsroute und die Rufnummer mittels des
Blockformates 502 der Fig. 4 an die Übertragungsschalteinheit
zu geben. Die Rufnummer der Fig. 4 zeigt an, daß das zu
übertragende Paket von 121 ein Nachrichtenpaket ist. Dieses
Paket wird von der Verbindungseinheit (PAD) 2103-1 erstellt.
Die zweite Funktion der Zielbestimmungs/Informationssegmentierungseinheit
2102-2 ist es, nach dem Absenden des Benachrichtigungspaketes
die zu übertragende Information in 31-Byte-Transferinformationen
518 zu segmentieren und die Segmentnummern
(AN) 522 zuzuordnen. Dann werden die Pakete mit
dem Blockformat 502 durch die Verbindungseinheit (PAD)
(2103-1) zusammengesetzt und zu einem Schalter 2106 gesendet.
Der Schalter 2106 enthält einen Puffer und erhält die Pakete
von anderen, ähnlichen Verbindungseinheiten 2103′ und 2103′′
und ordnet diese entsprechend dem Bestimmungsort um. Dann
sendet er die Pakete zu den Multiplexeinheiten 2107-1 und
2107-2 für die jeweiligen Bestimmungsorte. Die Multiplexeinheiten
2107-1 und 2107-2 multiplexen die Pakete derart, daß
die Pakete für die gleiche Richtung zu den gleichen Ausgangsleitungen
221-1 oder 221-2 gegeben werden. Auf diese
Weise wird das Multiplexen der Pakete bewirkt.
Von den Paketen mit dem Blockformat 502, die auf der Eingangsleitung
221-3 erhalten werden, werden die weiterzugebenden
Pakete vom Schalter 2106 über die Ausgangsleitung
221 zu der darauffolgenden Stufe der Verbindungs-Schalteinheiten
geliefert.
Das zu dem lokalen Netzwerk zu sendende erhaltene Paket wird
zu der Informations-Zusammensetzungseinheit 2112-1 gegeben,
die einen Speicher zum Speichern des erhaltenen Pakets aufweist,
Block für Block schaltet, und die einen Detektor zum
Feststellen enthält, ob ein Paket die letzte Information des
geschalteten Blockes ist. Von der Informations-Zusammensetzungseinheit
wird das Kopfetikett (HD) 517 entfernt, es
wird mittels der Rufnummer aufgeteilt, und es werden die
Folgeprüfung und die Prüfung auf die letzte Information auf
der Basis der Segmentnummer (AN) für jede Rufnummer ausgeführt.
Die Prüfung kann durch einen Vergleich der Segmentnummer
mit dem Zählerstand eines Zählers erfolgen, der jedesmal
erhöht wird, wenn ein Paket mit der gleichen Rufnummer
(LCA) erhalten wird.
Eine Blockprüfzeichenfolgeeinheit 2112-2 erzeugt auf der
Basis der unter jeder Rufnummer übermittelten Informationen
unter Verwendung der Fehlerfeststellungstechnik in dem Quellennetzwerk
neue Fehlerfeststellungsinformationen (FCS- oder
Blockprüfzeichenfolgeinformationen), vergleicht die neu erzeugten
FCS-Informationen mit den erhaltenen FCS-Informationen
und gibt in Reaktion auf die letzte von der Zusammensetzungseinheit
2112-1 erhaltene Information ein Datenübertragungsanforderungssignal
123 an eine Übertragungssteuereinheit
2102-2. Die Übertragungssteuereinheit 2102-2 erlangt
ein Netzwerkzugriffsrecht, kontrolliert die Freigabe und
gibt die Informationen ab, die mit der Erlangung des Zugriffsrechtes
verknüpft sind.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Fehlerfeststellungsschaltung,
die ein Hauptteil einer Blockprüfzeichenfolge-Diskriminationseinheit
2112-2 ist, und ein Zeitdiagramm für die Wellenformen
in der Schaltung.
Ein Signal a stellt die von der Zusammensetzungseinheit
2112-1 erhaltenen Informationen dar, und ein Signal b den
Ausgang eines Komparators 2112-10, der ein Signal, das ein
durch eine Blockprüfzeichenfolge-Rechen- und Logikschaltung
2112-3, die mit Signalspeichern 2112-4 und 2112-5 verbunden
ist, auf der Basis einer Schaltblockfehlerfeststellungsinformation
g-1 im Signal a erzeugte neue Fehlerfeststellungsinformation
mit der erhaltenen Schaltblockfehlerfeststellungsinformation
g-2 vergleicht.
Das Signal c ist das Signal für die letzte Information von
der Zusammensetzungseinheit 2112-1. Ein Datenübertragungsanforderungssignal
e stellt die logische UND-Verknüpfung
2112-9 der Signale c und d dar. Die Signalspeicher 2112-4
bis 2112-8 dienen zum vorübergehenden Speichern für das Angleichen
der Phasen. In der Schaltung der Fig. 11 entsteht
durch eine logische UND-Verknüpfung der Blockprüfzeichenfolgeüberprüfung
(Signal b) und dem erhaltenen Endpaket
(Signal c) eine Übertragungsanforderung für die lokalen
Netzwerke.
Die ausgezogene Linie für das Signal b in der Fig. 12 zeigt
das Signal, das erzeugt wird, wenn die beiden Fehlerfeststellungsinformationen
(die beiden Eingangssignale am Komparator
2112-10) gleich sind (das heißt wenn kein Fehler vorliegt).
Wenn kein Fehler vorliegt, ist das Datenübertragungsanforderungssignal
e aufgrund der Signale d und c zur
Aktivierung der Übertragungssteuerfunktion der lokalen
Netzwerke eine logische "1".
Da bei der vorliegenden Ausführungsform eine Zelle (zum Beispiel
36 Byte) als Übertragungsblockformat im Verbindungsnetzwerk
verwendet wird, ist es möglich, in Pakete aufgeteilte
Sprache, die in Echtzeit zu übertragen ist, im gleichen
Übertragungsvorgang wie die Daten von verschiedenen
Terminals zu bearbeiten. Um die Tonqualität zu verbessern,
die in Echtzeit übertragen wird, ist es erforderlich, Verzögerungen
so weit wie möglich zu verringern. Durch Verwendung
der Zelle kann die in Pakete aufgeteilte Sprache sofort
in jeder Position in das Datenpaket eingesetzt werden, so
daß eine Sprachübertragung ohne Verzögerung erhalten wird.
Da die Empfindlichkeit gegen Fehler bei einer in Pakete
aufgeteilten Sprache gering ist (die Qualitätsverschlechterung
ist sehr gering, auch wenn ein Teil der in die Pakete
aufgeteilten Sprache verlorengeht), werden im Verbindungsnetzwerk
üblicherweise keine Fehler ermittelt. Da bei Daten
die Beeinflussung bzw. Verschlechterung der Qualität aufgrund
von Fehlern groß ist, ist hier eine Fehlerfeststellungsfunktion
erforderlich. Bei der vorliegenden Ausführungsform
werden Fehler im Verbindungsnetzwerk durch Verwendung
des Fehlerfeststellungsverfahrens für die individuellen
Netzwerke erfaßt, wobei die Anforderungen an die
Fehlerfeststellung, die von Medium zu Medium verschieden
sind, leicht erfüllt werden können.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform Fehler im Verbindungsnetzwerk
festgestellt werden können, ohne daß entsprechende
Informationen auf der Übertragungsleitung oder im
Verbindungsnetzwerk neu hinzugefügt werden, kann der Übertragungswirkungsgrad
für ein Multimedia-Paketnetzwerk, das
auch für in Pakete aufgeteilte Sprache vorgesehen ist, um 10
bis 20% verbessert werden.
Die Fig. 13 zeigt den logischen Aufbau für das Zusammensetzen
von Informationen zur Reproduktion einer Zelle aus
einem Block 125, der auf der Übertragungsleitung erhalten
wird.
Wie in der Fig. 13 gezeigt, enthält die Zusammensetzungseinheit
2112-1 einen logischen Rufnummernschalter 2702,
einen logischen Rufnummernprozessor 2703 und eine Netzwerkzugriffssteuerung
2706.
Die auf der Übertragungsleitung erhaltenen Blöcke 125 werden
entsprechend der Rufnummern durch den Rufnummernschalter
2702 ausgewählt und in dem Rufnummernprozessor 2703 gespeichert,
von denen für jede Rufnummer einer vorgesehen ist.
Der logische Rufnummernschalter 2702 erzeugt eine identische
Rufnummern-Zellenfolge 2708 (dicke Linie) und eine Information
2707 über die letzte Zelle (dünne Linie). Wenn der Rufnummernprozessor
die Information 2708 über die letzte Zelle
erhält, liefert er ein Benutzerdatenzusammensetzungs-Endsignal
2711 an die Netzwerkzugriffssteuerung 2706. Wenn die
Zugriffssteuerung 2706 das Endsignal 2711 erhält, sendet es
ein Übertragungsanforderungssignal 2714 an die Netzwerkzugriffseinheit
2101 und steuert den Selektor 2704 und die
Lese/Schreibvorgänge des Rufnummernprozessors 2703 mittels
des Übertragungsendsignals 2715 aus der Netzwerkzugriffseinheit
2101 durch Steuersignale 2712 und 2713. Das Signal
2710 stellt das Ergebnis der Verarbeitung durch den Rufnummernprozessor
2703 dar. Das durch den Selektor 2704 ausgewählte
Ausgangssignal wird abgesendet.
Die Fig. 14 zeigt den logischen Aufbau des Rufnummernprozessors
2703 der Fig. 13.
Ein Empfangsbytezähler 2801 im Rufnummernprozessor 2703
zählt die Eingangszellenlänge in Übereinstimmung mit einem
Schreibsteuersignal 2712 aus der Netzwerkzugriffssteuerung
2706. Die Zählung wird durch einen Dekoder 2803 dekodiert,
und wenn der Zählerstand "31" erreicht, wird ein Empfangserwartungszähler
(SN) 2802 um eins erhöht. Jedesmal, wenn 32
Byte (eine Zellenlänge) gezählt werden, wird der Zählerstand
erhöht, um die Anzahl der Zellen zu zählen. Ein Ausgangssignal
2811 des Empfangserwartungszählers 2802 und die Segmentnummern
522 der erhaltenen Zellen werden durch einen
Komparator 2807 verglichen. Wenn das Ausgangssignal des
Komparators, der Ausgang "0" des Dekoders 2803 und die Information
2707 über die letzte Zelle alle gleich "1" sind,
wird ein Benutzerdaten-Zusammensetzungsendsignal 2711 an die
Netzwerkzugriffssteuerung 2706 gegeben. Auf diese Weise wird
die Übertragungsanforderung an die Netzwerkzugriffssteuerung
2706 und die Netzwerkzugriffseinheit 2101 ausgegeben.
Die Eingangsdaten 2708 werden zu einem Pufferspeicher 2805
geliefert. Das Ausgangssignal des Empfangsbytezählers 2801
wird als Adresse zum Abspeichern im Pufferspeicher 2805
verwendet, und ein Schreibsteuersignal 2712 aus der Netzwerkzugriffssteuerung
2706 wird als Schreibfreigabesignal
(WE) benutzt. Wenn Daten aus dem Pufferspeicher 2805 ausgelesen
werden, wird ein Leseadressenregister 2808 durch ein
Lesesteuersignal 2713 aus der Netzwerkzugriffssteuerung 2706
gesteuert und das Ausgangssignal davon als Leseadresse benutzt.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform eine kontinuierliche
Schaltsteuerung der aufeinanderfolgenden Zellen durch den
Rufnummernfilter bewirkt wird, kann der Raumschalter irgendein
Schalter sein, etwa ein Matrixschalter, ein Busschalter
oder ein Banyanschalter.
Wenn in dem ATM-Netzwerk ein Fehler auftritt, wird die fehlerhafte
Zelle nicht berücksichtigt, und wenn wenigstens
eine Zelle bei der Wiederzusammensetzung des Benutzerblockes
fehlt, wird der Benutzerblock als ungültig betrachtet und
nicht berücksichtigt. Das Fehlen des Benutzerblockes wird
durch ein Protokoll höherer Ordnung des Terminals festgestellt,
und die Daten werden erneut übertragen. Auf der
Übertragungsleitung treten Fehler im allgemeinen bündelweise
auf. Wenn wie im vorliegenden Fall die Daten Benutzerblock
für Benutzerblock multiplexed werden, verringert sich die
Anzahl der nicht berücksichtigen Benutzerblöcke aufgrund
der statistischen Wahrscheinlichkeit, und die mittlere Verzögerung
durch die erneute Übertragung wird als Ganzes
verringert.
Es wird nun die Schaltung der Zellen in der Übertragungsschalteinheit
2106 der Fig. 9 erläutert. In der Fig. 15, die
ein Beispiel für die Schaltung der Zellen zeigt, ist die
Zellenlänge gleich 16 Byte, und die Anzahl der Eingangs-/Ausgangsleitungen
gleich 16. Entsprechend können die von 16
Benutzern verwendeten Zellenfolgen in die Schalteinheit
eingegeben werden. Die Eingangsschaltung davon weist einen
Seriell/Parallel-Konverter auf (nicht gezeigt). Die seriell
eingegebenen Zellen der jeweiligen Benutzer (A 1, A 2, . . . B 1,
B 2, . . . C 1, C 2 . . .) 2903 werden vom Konverter 8-Bit-weise
seriell-parallel umgesetzt. Da die dem Konverter eingegebenen
Zellen auf den 16 Eingangsleitungen jeweils verschiedene
Phasen haben, werden die Phasen so eingestellt, daß die
Kopfbytes der Zellen auf den Eingangsleitungen aufeinanderfolgend
um ein Byte versetzt sind. Das heißt, daß die Zelle
B 1 gegenüber der Zelle A 1 um ein Byte, die Zelle C 1 gegenüber
der Zelle B 1 um ein Byte und die Zelle D 1 gegenüber der
Zelle C 1 um ein Byte verzögert ist, und daß sie so in den
Konverter eingegeben werden. Die Zellen werden in der Reihenfolge
ihrer Ankunft geschaltet und auf der Schaltausgangsleitung
multiplext. Die multiplexte Zellenfolge wird in
der Abfolge A 1, B 1, C 1, D 1, A 2, B 2, C 2, D 2, A 3, . . . ausgegeben,
wie es in der Fig. 15 gezeigt ist. Diese Zellenfolge
wird auf den festgelegten Weg X ausgegeben, und eine nicht
gezeigte Zellenfolge wird auf den anderen Weg Y gegeben.
Bei dem vorliegenden System wird die Schaltung in der Reihenfolge
der Eingangsleitungen bewirkt, wenn mehrere Zellen
gleichzeitig auf den Eingangsleitungen des Zellenschalters
ankommen. Bei der Betrachtung benachbarter Zellen auf einer
Eingangsleitung (zum Beispiel A 1 und A 2 in der Fig. 15) wird
die nachfolgende Zelle A 2 beim 16. Durchlauf geschaltet,
nachdem die vorhergehende Zelle A 1 geschaltet wurde. Die
Zellenfolgen A bis P der 16 Benutzer werden über die 16
Eingangsleitungen eingegeben, und die Phasen davon werden
durch einen Phasensteller aufeinanderfolgend um ein Byte
versetzt, wenn sie geschaltet und multiplext werden, und
wenn sie auf dem gleichen Weg ausgegeben werden sollen,
werden die 16 Byte A 2 bis P 2 entsprechend angeordnet. Das
heißt, daß zwischen A 1 und A 2 auf der Ausgangsleitung 15
Zellen von anderen Eingangsleitungen vorhanden sind. In der
ATM-Schalteinheit, die zu dem entsprechenden lokalen Netzwerk
gehört, ist das lokale Netzwerk mit einer Eingangsleitung
des Zellenschalters in der Schalteinheit verbunden.
Wie oben beschrieben, sind die Netzwerkblöcke von variabler
Länge mit bis zu 4 kByte Länge, und sie werden an der Verbindungseinheit
auf kürzere Längen gebracht, die durch die
Zellen übertragen werden können. Im vorliegenden Beispiel
werden sie in 125 (= 4000/32) Zellen aufgeteilt.
Andererseits werden in der ATM-Schalteinheit für das lokale
Bestimmungsnetzwerk des Blockes die durch den gleichen Netzwerkblock
erzeugten Zellen gepuffert, und der Netzwerkblock
wird durch Prüfen der Positionen im Originalblock anhand der
Seriennummern der Zellen reproduziert. Der reproduzierte
Netzwerkblock wird dann zum Bestimmungsnetzwerk übertragen.
Gemäß Fig. 15 werden die Zellen durch die Schalteinheit 2106
in der Folge A 1, B 1, C 1, . . . A 2, B 2, C 2, . . . geschaltet und
multiplexed. Um sie zu dem Bestimmungsnetzwerk zu liefern,
ist es erforderlich, sie wieder in der ursprünglichen Folge
A 1, A 2, A 3, . . . B 1, B 2, B 3, . . . C 1, C 2, C 3, . . . anzuordnen,
um den Netzwerkblock wieder zusammenzusetzen. Wenn sie nicht
multiplexed sind, können A 1 bis A 4 gepuffert werden, wobei
B 1 bis B 4 in einem anderen Puffer gespeichert werden, während
A 1 bis A 4 zum Bestimmungsnetzwerk übertragen werden. Es
sind somit nur zwei Puffer erforderlich, die abwechselnd
benutzt werden. Wenn jedoch ein Multiplexen wie in der Fig. 15
gezeigt erfolgt, sind so viele Pufferspeicher 2906 erforderlich,
wie es der Anzahl von gleichzeitig eingebenden
Netzwerken entspricht.
Es wird angenommen, daß eine ATM-Schalteinheit für 16 lokale
Netzwerke vorhanden ist. Da bei den bekannten Systemen die
Zellen von den 16 Eingangsleitungen sequentiell auf der Ausgangsleitung
multiplexed sind, sind in der Bestimmungs-ATM-Schalteinheit
16 Pufferspeicher erforderlich, um den Netzwerkblock
wieder zusammenzusetzen. Die Prüfung der Seriennummern
der Zellen ist dabei sehr kompliziert, wodurch die
erforderliche Hardware umfangreich ist.
Die Fig. 16 zeigt ein Diagramm für den Betrieb des
Zellenschaltsystems entsprechend der vorliegenden Ausführungsform.
In der Fig. 16 ist der zeitliche Ablauf der Signale auf den
Signalleitungen 61 bis 67 der Fig. 2 gezeigt. Auf der Abszisse
ist dabei jeweils die Zeit t aufgetragen, und die
Ordinate stellt die Anordnung der Zellen auf der Signalleitung
dar. Die Zeit t nimmt von links nach rechts zu. Da die
Signalleitungen 61 bis 67 hinter den Protokoll-Umsetzungseinheiten
51 bis 55 angeordnet sind, stellen die Informationsblöcke
die Zellen dar. Die von den Terminals 31, 32 und
33 erzeugten Informationen werden im Zellenformat (in der
Reihenfolge a 1, a 2, a 3; b 1, b 2, b 3 bzw. c 1, c 2, c 3) zu den
Signalleitungen 61, 62 und 63 übertragen. Die Zelle d, die
Sprachinformationen enthält, die in dem Telefonterminal 35
erzeugt wurden und von der Nebenstellenanlage geschaltet
wurden, ist auf der Signalleitung 64 vorhanden. Die in den
Zellen gezeigten Symbole a, b, c, d, . . . stellen die logischen
Rufnummern und die hinzugefügten Zahlen 1, 2, 3, . . .
die Teilungsnummern dar. In den Zellen a 3, b 3, c 3 und d sind
die Mehr-Daten-Bits (M) jeweils gleich "0" und in den anderen
Zellen jeweils gleich "1". Dies zeigt an, daß es keine
folgende Zelle gibt, die nach den Zellen a 3, b 3, c 3 und d
von den gleichen Benutzerdaten erzeugt wurde, und es gibt
von den gleichen Benutzerdaten erzeugte Zellen nach den
anderen Zellen a 1, a 2, b 1, c 1 und c 2.
In der Verbindungs-Schalteinheit 211 wird die Zelle a 1 von
der Signalleitung 61 geschaltet. Da der Wert M der Zelle a 1
gleich "1" und der Wert M der Zelle b 1 ebenfalls gleich "1"
ist, wird darauffolgend die Zelle a 2 geschaltet. Da der Wert
M der Zelle a 3 gleich "0" ist, wird als nächstes die Zelle
b 1 geschaltet. Auf diese Weise ist die Reihenfolge der
Schaltungen festgelegt, und die geschalteten Zellen werden
entsprechend multiplexed.
Die Fig. 17 zeigt einen Vorgang zur Bestimmung der Reihenfolge
der Schaltungen bei der vorliegenden Ausführungsform.
In der Fig. 17 sind die Werte für die Mehr-Daten-Bits (M)
der eigenen Zelle horizontal und die Werte für die Mehr-Daten-Bits
(M) anderer Zellen vertikal dargestellt. Die Zelle
im Schnittpunkt ist diejenige Zelle, die unter diesen Bedingungen
geschaltet wird. Wenn beispielsweise der Wert für die
eigene Zelle gleich "1" ist, so heißt dies, daß eine Zelle
folgt, die aus dem gleichen Netzwerkblock stammt, und die
eigene Zelle wird immer geschaltet, außer wenn andere Zellen
den Wert "0" aufweisen. Wenn der Wert der eigenen Zelle
gleich "0" ist, so heißt dies, daß keine Zelle mehr folgt,
die aus dem gleichen Netzwerkblock stammt, und daß die
eigene Zelle die letzte ist und die anderen Zellen geschaltet
werden. Im Ergebnis wird somit die eigene Zelle geschaltet,
wenn das Mehr-Daten-Bit (M) der eigenen Zelle gleich
"1" und das Mehr-Daten-Bit (M) der anderen Zellen gleich "1"
ist. In jedem anderen Fall werden andere Zellen geschaltet.
Auf diese Weise wird die Verzögerung der Daten verringert.
Die Schaltregeln sind folgende:
- (i) Wenn beide Werte gleich "1" sind, hat die eigene Zelle Vorrang.
- (ii) Wenn der Wert der eigenen Zelle gleich "0" ist und andere Zellen vorhanden sind, werden die anderen Zellen geschaltet.
- (iii) Wenn der Wert für die eigene Zelle gleich "1" und der für andere Zellen gleich "0" ist, werden die anderen Zellen geschaltet.
In der Fig. 16 werden die Zellen a 1 bis a 3 und b 1 bis b 3 in
dieser Reihenfolge auf der Signalleitung 25 in Übereinstimmung
mit dem obigen Schaltprinzip multiplexed.
In der Verbindungsschalteinheit 712 (Fig. 2) wird die Zelle
c 1 auf der Signalleitung 63 geschaltet. Da der Wert M von c 1
gleich "1" und der Wert M von d gleich "0" ist, wird als
nächstes die Zelle d geschaltet. Danach werden die Zellen c 2
und c 3 geschaltet. Entsprechend werden die Zellen c 1, d, c 2
und c 3 in dieser Reihenfolge auf der Signalleitung 66 multiplexed,
wie es in der Fig. 16 gezeigt ist.
In der Übertragungsschalteinheit 214 werden die auf den
Signalleitungen 65 und 66 ankommenden Zellen geschaltet.
Zuerst wird die Zelle a 1 geschaltet. Da die Zellennummer der
Zelle c 1 verschieden ist und der Wert M der Zelle d gleich
"0" ist, folgt als nächstes die Zelle d. Daraufhin werden
aufeinanderfolgend die Zellen a 2 und a 3 geschaltet. Nach der
Zelle a 3 mit M = "0" wird die Zelle c 1 geschaltet. In der
Fig. 16 stellt das Bezugszeichen 101 die Prozeßzeit in der
Schalteinheit 211 und das Bezugszeichen 3102 die Prozeßzeit
in der Schalteinheit 214 dar.
Auf diese Weise werden auf der Leitung 67 der Fig. 16 die
multiplexten Zellenfolgen zu der Ausgangs-Übertragungsleitung
67 der Übertragungsschalteinheit 214 der Fig. 2
gesendet.
Die Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild für die Übertragungsschalteinheit
der Fig. 9. In der Fig. 9 wird der von einem
lokalen Netzwerk ausgesendete Netzwerkblock in Zellen aufgeteilt,
die über die Signalleitung 2158 (a) zu dem Raumschalter
50 geführt werden, wo sie geschaltet und zu der
Signalleitung 2159 (a) des Bestimmungsnetzwerkes gesendet
werden. Die von der Signalleitung 2158 (b) des Bestimmungsnetzwerkes
in entgegengesetzter Richtung gesendeten multiplexten
Zellenfolgen werden andererseits durch den Raumschalter
50 geschaltet und als Netzwerkblock wiedergegeben,
der durch die Netzwerkzugriffseinheit 2101 zu dem lokalen
Netzwerk gesendet wird.
In der Fig. 18 sind die entgegengesetzten Richtungen als
gleiche Richtungen dargestellt. In den aufeinanderfolgend
eintreffenden Zellen werden die Zellen mit anderen Rufnummern
und M = "1" nicht geschaltet, bis die Zellen mit der
gleichen Rufnummer und M = "0" geschaltet sind.
Die über die Eingangsleitungen 2518 kommenden Zellen werden
durch die Rufnummerkonverter (LCA-Konverter) 3221 bezüglich
der Rufnummer umgewandelt und in einem Eingangs-FIFO-(first-in-first-out)-Speicher
3231 gespeichert. Durch einen Leitweg-Kopfetikett-Applikator
3241 werden gemäß den Rufnummern
der Zellen Leitweg-Kopfetiketten entsprechend den Ausgangsleitungen
2159 hinzugegeben, und die Zellen werden dann über
den Raumschalter 3250 auf die entsprechenden Ausgangsleitungen
gegeben. Wenn zwei Zellen auf die gleiche Ausgangsleitung
zu geben sind, wird nur eine davon abgesendet und die
andere nicht beachtet. Das Leitweg-Kopfetikett der von dem
Raumschalter 3250 abgegebenen Zellen wird in einem Leitweg-Kopfetikett-Eliminator
3261 entfernt, und sie werden bezüglich
der Rufnummer und dem M-Bit in einem Rufnummernfilter
(LCA-Filter) 3271 gefiltert. Die von dem Filter abgegebene
Zelle wird in einem Ausgangs-FIFO-Speicher 3281 gespeichert.
Wenn die Zelle den Ausgangs-FIFO-Speicher 3281 erreicht,
sendet dieser über den Raumschalter 3250 ein ACK-Signal 3216
an den Eingangs-FIFO-Speicher 3231. Das ACK-Signal 3216
läuft durch den Raumschalter 3250 und wird als ACK-Signal
3218 an den Eingabe-FIFO-Speicher 3231 zurückgeführt. Wenn
das ACK-Signal 3218 zurückgesendet wird, gibt der Eingangs-FIFO-Speicher
3231 die nächste Zelle aus. Wenn das ACK-Signal
3218 nicht zurückgesendet wird, gibt der Eingangs-FIFO-Speicher
3231 die gleiche Zelle erneut aus.
Der Rufnummernfilter 3271 in der Übertragungs-Schalteinheit
2106 läßt die Zelle mit der eigenen Rufnummer und M = "1"
durch, wenn die folgenden Zellen ebenfalls durchzulassen
sind, und filtert die Zellen mit einer anderen Rufnummer
heraus.
Der Rufnummernfilter 3271 speichert vorübergehend die Rufnummern
der führenden Zellen und erlaubt ein serielles
Schalten und Multiplexen der Zellen mit M = "1" und der
Rufnummer, die der gespeicherten Rufnummer gleich ist.
Nachdem eine Zelle mit M = "0" geschaltet wurde, erfolgt im
nächsten Schritt das Schalten und Multiplexen der Zellen
aller Eingangsleitungen, wenn die Rufnummer der Zelle mit
der gespeicherten Rufnummer übereinstimmt. Wenn sie nicht
übereinstimmt, wird das Schalten und die mehrfache Unterbrechung
von Zellen mit M = "1" von anderen Eingangsleitungen
unterdrückt. Zum Beispiel wird in der Fig. 16 nach a 1
b 1 geschaltet, und nach d wird c 2 geschaltet, in Übereinstimmung
mit dem oben beschriebenen Prinzip.
Das zu den Zellen hinzugefügte Leitweg-Kopfetikett ist nur
innerhalb des Netzwerkes wirksam, und das Kopfetikett wird
nur hinzugefügt, wenn die Zelle durch die Schalteinheit
läuft. Entsprechend ist das Kopfetikett nicht mehr notwendig,
nachdem die Zelle geschaltet wurde, und es wird beseitigt.
In Übereinstimmung mit der Verarbeitung in der Übertragungs-Schalteinheit
2106 werden alle eingegebenen Zellen ausgesendet,
jedoch nur eine der gleichzeitig eintreffenden Zellen
wird aufgenommen und gespeichert, und die anderen Zellen
werden nicht beachtet. Wenn diese Zelle die Ausgabeeinheit
erreicht, wird zur Bestätigung eine Antwort an die Eingabeeinheit
zurückgegeben, so daß nur Zellen, für die an der
Eingabeeinheit keine Antworten erhalten wurden, erneut übertragen
werden, um die nicht berücksichtigten Zellen zu
ersetzen.
Die Zellenübertragungs-Schalteinheit 2106 weist die gleiche
Rufnummer auf. Wenn Zellen mit M = "0" hindurchlaufen, wird
die als nächste ankommende Rufnummer neu gespeichert. Der
Rufnummernfilter 3271 enthält einen Zähler zum Zählen der
Anzahl von Zellen, die aufeinanderfolgend durch den Filter
laufen. Der Stand des Zählers wird laufend mit einem vorgegebenen
Wert 133 verglichen, der als Summe von 128 = (maximale
Netzwerkdatenlänge · 4096 Byte)/(Zellenlänge · 32 Byte)
+ (Rand · 5) bestimmt ist.
Wenn der Zähler überläuft, wird der gleiche Vorgang ausgeführt,
als wenn eine Zelle mit der gleichen Rufnummer und
einem Wert M = "0" durchläuft.
Dieser Vorgang ist ein Fehlerfeststellungsvorgang für die
Übertragungs-Schalteinheit 2106.
Anstelle des Vergleiches gleicher Rufnummer kann das R-Bit
verwendet werden, das gesetzt wird, wenn ein aufeinanderfolgendes
Schalten gefordert ist. In diesem Fall wird das
R-Bit im Kopfetikett 517 der Fig. 4 als M-Bit eingesetzt.
Claims (15)
1. Netzwerksystem mit
- - einer Anzahl von individuellen lokalen Netzwerken (201-204), die jeweils eine Anzahl von Terminals beinhalten und mit einem Netzwerkprotokoll arbeiten; und mit
- - einem Verbindungsnetzwerk (221-224) zum Verbinden der individuellen lokalen Netzwerke;
gekennzeichnet durch
- - eine Anzahl von Verbindungs-Schalteinheiten (211-215),
die zwischen die einzelnen lokalen Netzwerke und das Verbindungsnetzwerk
geschaltet sind; wobei jede dieser
Schalteinheiten enthält
- a) eine Verbindungsaufbautabelle (602′, 603′, 607, 608) zur Aufnahme von Daten von den damit verbundenen lokalen Netzwerken und zum Darstellen einer Beziehung zu einer Rufnummer, die einer Kombination aus einer Datenquellenterminaladresse und einer Bestimmungsterminaladresse zugeordnet ist; und
- b) eine Einrichtung (2104) zum Aussenden eines Verbindungsaufbaublockes mit einer sequentiellen Adressenfolge der übermittelnden Schalteinheiten, die sich zwischen dem Quellenterminal und dem Bestimmungsterminal befinden, und der Rufnummer.
2. Netzwerksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten (211-215) enthält
- - eine Filtertabelle (601) zum Speichern von Terminaladressen für das direkt mit der Einheit verbundene individuelle lokale Netzwerk;
- - eine Leitwegtabelle (602-604) zum Speichern von Terminaladressen (602); einer Adressenfolge (604), die die Schalteinheiten zum Übermitteln der an das Terminal, das durch die Terminaladresse bezeichnet ist, abzusendenden Daten angibt, und von Ausgangsleitungsnummern der Schalteinheiten; und
- - eine Strukturtabelle (617, 618) zum Speichern der Beziehungen zwischen benachbarten Schalteinheiten und den Ausgangsleitungsnummern.
3. Netzwerksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten eine Einrichtung
(2103) zum Aussenden der Daten, die von den lokalen Netzwerken
erhalten wurden, zusammen mit den Rufnummern aufweist.
4. Netzwerksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten eine Informationserzeugungseinheit
(2103) zum Aussenden der erhaltenen Daten
mit der entsprechenden Rufnummer der Verbindungsaufbautabelle
aufweist, wobei der Verbindungsaufbaublock nicht
abgegeben wird, wenn die entsprechende Tabelle bereits bei
der Vorbereitung der Verbindungsaufbautabelle erstellt
wurde.
5. Netzwerksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten, wenn sie den Verbindungsaufbaublock
erhält, die nächste angrenzende übermittelnde
Schalteinheit aus der Schalteinheiten-Adressenfolge
im Verbindungsaufbaublock feststellt und eine Übermittlungstabelle
zum Speichern der Ausgangsleitungsnummer
(603′), die von der Strukturtabelle bestimmt wird, einer
Rufnummer (612), die neu zugeordnet wird, und einer Eingangsrufnummer
(610) vorbereitet.
6. Netzwerksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten (211-215) enthält
- a) eine Übermittlungsterminaleinheit mit einer Einrichtung (2101-1) zum Feststellen eines Fehlers anhand eines Fehlerfeststellungsschemas für die Datenblöcke, die von den angeschlossenen lokalen Netzwerken erhalten werden, und eine Einrichtung (2103-1) zum Aussenden von Daten nur für die fehlerfreien Datenblöcke an das Verbindungsnetzwerk; und
- b) eine Empfangsterminaleinheit mit einer Einrichtung (2112-2) zur Feststellung eines Fehlers durch das Fehlerfeststellungsschema für die Datenblöcke, und eine Einrichtung (2101-2) zum Übertragen nur der fehlerfreien Daten an die angeschlossenen Bestimmungsnetzwerke.
7. Netzwerksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Verbindungs-Schalteinheiten (211-215) enthält
- - eine Einrichtung (503) zum Hinzufügen von Informationen zur Steuerung einer Schaltfolge an ein Kopfetikett, das an den von den einzelnen lokalen Netzwerken erhaltenen Datenblöcken angebracht ist; und
- - eine Einrichtung (2703) zum sequentiellen Schalten und Multiplexen einer Serie von Paketen, die aus den gleichen Benutzerdaten erstellt werden, in Übereinstimmung mit den Schaltfolgesteuerinformationen und der Rufnummer, die der Kombination zugeordnet ist, wobei Pakete mit anderen Rufnummern ausgeschlossen werden.
8. Netzwerksystem zum Verbinden einer Anzahl von individuellen
Netzwerken (201-204) (oder Kommunikationseinheiten)
unter Verwendung von Paketen mit Schaltblöcken und Kopfetiketten
(517) und mit Übertragungs- und Empfangsterminal-Verbindungs-Schalteinheiten
(211-215) zur Bildung eines Verbindungsnetzwerkes, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übertragungsterminal-Verbindungs-Schalteinheit, wenn
sie einen Schaltblock von einem einzelnen Netzwerk (oder
einer Kommunikationseinheit) erhält, das bzw. die direkt daran
angeschlossen ist und eine Übertragungsquelle darstellt,
einen Fehler durch ein Fehlerfeststellungsschema (2101-1)
für den Schaltblock feststellt und nur fehlerfreie Datenblöcke
an das Verbindungsnetzwerk überträgt (2103-1); und
daß die Empfangsterminal-Verbindungs-Schalteinheit einen
Fehler durch das Fehlerfeststellungsschema (2112-2) für den
Schaltblock feststellt und nur fehlerfreie Datenblöcke zu
dem Bestimmungsnetzwerk (423) (oder der Bestimmungs-Kommunikationseinheit),
die direkt daran angeschlossen ist, überträgt.
9. Fehlerfeststellungsschaltung für das Netzwerksystem nach
Anspruch 8, gekennzeichnet durch
- - eine Informationszusammensetzungseinheit mit einem Speicher zum Speichern erhaltener Pakete für jeden Schaltblock und einen Detektor zum Feststellen eines Paketes, das einer letzten Information eines Schaltblocks entspricht;
- - einer Fehlerfeststellungseinheit mit einer Rechen- und Logikeinheit zum erneuten Erzeugen von Fehlerfeststellungsinformationen für den Schaltblock und einem Komparator zum Vergleichen des Ausgangssignales der Rechen- und Logikeinheit mit der Fehlerfeststellungsinformation in dem Schaltblock; sowie durch
- - eine individuelle Netzwerkverbindungseinheit zum Erzeugen einer Übertragungsanforderung für den Schaltblock, der in dem Speicher gespeichert ist, in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Detektors in der Informationszusammensetzungseinheit und dem Ausgangssignal des Komparators in der Fehlerfeststellungseinheit.
10. Datenschalt- und Multiplexvorrichtung zum Schalten und
statistischen Multiplexen von Zellen mit mittels einer Randrufsteuerung
vorab zugeordneten Rufnummern, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rufnummern gleich sind,
wenn sie für die gleichen Benutzerdaten erzeugt wurden;
wobei ein Kopfetikett Informationen (603) zum Steuern einer
Schaltfolge enthält, und daß die Folge von Zellen, die für
bestimmte Benutzerdaten in Übereinstimmung mit diesen Informationen
erzeugt werden, das Multiplexer-Ausgangssignal
bilden sowie die gleiche Bestimmungsadresse haben, fortlaufend
geschaltet und multiplexed werden, bis die letzte
Zelle erreicht ist, wobei keine Zellen eingeschlossen werden,
die in ihren Kopfetiketten andere Rufnummern aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Mehr-Daten-Bit (M) zum Anfordern des fortlaufenden
Schaltens und Multiplexens der aus den gleichen Benutzerdaten
erzeugten Zellen als Information zum Steuern der
Schaltfolge, die in dem Kopfetikett enthalten ist, verwendet
wird, wobei nur das Mehr-Daten-Bit (M) der letzten Zelle (a 3)
einer bestimmten Zellenfolge gleich "0" ist und das Mehr-Daten-Bit
(M) anderer Zellen (a 1, a 2) jeweils gleich "1"
ist, und wobei das Mehr-Daten-Bit einer Ausnahmezelle wie
einer Zelle mit Sprachinformation gleich "0" ist, so daß,
wenn eine Zelle mit M = "0" während des Schaltens der bestimmten
Zellenfolge mit Zellen mit M = "1" auftritt, die
Ausnahmezelle zuerst geschaltet wird, und wobei, wenn eine
Zelle mit M = "1" und einer anderen Rufnummer auftritt, die
bestimmte Zellenfolge fortlaufend weitergeschaltet wird, bis
die letzte Zelle erreicht ist, und nachdem die letzte Zelle
der bestimmten Zellenfolge geschaltet wurde, die Zelle mit M = "1"
und der anderen Rufnummer geschaltet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn Zellen mit jeweils einem Kopfetikett, das ein
Mehr-Daten-Bit (M) und eine Rufnummer enthält, und mit Benutzerinformationen
zu schalten sind, ein Rufnummernfilter
(71) zum Beseitigen der Zellen in Übereinstimmung mit der
Rufnummer und dem M-Bit vorgesehen ist, wobei die Rufnummern
einer Reihe von führenden Zellen vorübergehend gespeichert
werden, ein fortlaufendes Schalten und Multiplexen von
Zellen mit M = "1" und einer Rufnummer erfolgt, die gleich
einer gespeicherten Rufnummer ist, und daß, wenn eine Zelle
mit M = "0" geschaltet wurde und die Rufnummer dieser Zelle
mit einer gespeicherten Rufnummer übereinstimmt, das Schalten
und Multiplexen der Zellen von allen anderen Eingangsleitungen
im nächsten Schritt ausgeführt wird, und wenn die
Rufnummern nicht übereinstimmen, das Schalten und eine
mehrfache Unterbrechung der Zellen mit M = "1" von anderen
Eingabeleitungen unterdrückt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß im Kopfetikett zusätzlich in dem M-Bit anstelle der
Rufnummer ein R-Bit enthalten ist, das die fortlaufend zu
schaltenden und zu multiplexenden Zellen anzeigt, wobei,
nachdem die Zellen mit M = "1" und R = "1" geschaltet und
multiplexed wurden, das Schalten und eine mehrfache Unterbrechung
von Zellen mit R = "1", die von Eingangsleitungen
geliefert werden, zu der die Zellen gehören, unterdrückt
wird, daß, nachdem die Zellen mit M = "0" und R = "1"
geschaltet und multiplexed wurden, das Schalten und mehrfache
Unterbrechen der Zellen von allen anderen Leitungen
erlaubt ist, und daß, nachdem die Zellen mit R = "0" geschaltet
und multiplexed wurden, der Vorgang zu der letzten
Zelle mit R = "1" weitergegeben wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn die Zellen, die fortlaufend über die gleiche
Eingangsleitung eingegeben werden und ein M = "1" haben,
geschaltet und multiplexed werden, wobei eine maximale
Anzahl von fortlaufenden Zellen gespeichert ist, die durch
eine maximale Benutzerdatenlänge und die Zellenlänge festgelegt
ist, die Anzahl der eingegebenen Zellen gezählt und
der Zählerstand mit der gespeicherten maximalen Anzahl verglichen
wird, und daß, wenn der Zählerstand die gespeicherte
maximale Anzahl übersteigt, ein Fehler festgestellt und das
Schalten und die mehrfache Unterbrechung von Zellen von
allen Eingangsleitungen erlaubt ist.
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