DE4004396A1 - Koppelfeld fuer paketvermittlungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für zentral­ gesteuerte Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernmeldevermitt­ lungsanlagen und/oder Paketvermittlungsanlagen, in denen ein der Verbindungsdurchschaltung dienendes Koppelfeld (PSN) vorgesehen ist, das aus einer Vielzahl von in mehreren Stufen hintereinander geschalteten, je mehrere Ein-/Ausgänge besitzen­ den Koppelfeldeinheiten besteht, aufgrund deren Verbindung untereinander
erstens ein an einem der Eingänge des so strukturierten Koppelfeldes (PSN) eindringender Nachrichtenstrom beliebiger, aber begrenzter Länge zu einem der Ausgänge des Koppelfeldes (PSN) durchgeleitet wird, wobei diese Durchleitung des Nachrichtenstromes mittels Auswertung einer am Kopf des Nachrichtenstromes sich befindenden Zieladresse durch die Koppelfeldeinheiten selbst erfolgt, indem das höchstwertigste Bit - bzw. die höchstwertigsten Bits - der im Kopf des Nach­ richtenstromes sich befindenden Zieladresse durch die Koppel­ feldeinheit ausgewertet und anschließend die im Speicherregister enthaltene Folge von Bits der Zieladresse um die Anzahl der ausgewerteten Bits rotiert wird, und
zweitens der Nachrichtenstrom die Koppelfeldeinheit ausgangs­ seitig, in Abhängigkeit von dem ausgewerteten, höchstwertigsten Bit - bzw. den ausgewerteten, höchstwertigsten Bits - in Rich­ tung der nachfolgenden Koppelfeldeinheiten verläßt, woraufhin den letzteren jeweils neue, höchstwertige Adreßbits zur Aus­ wertung zur Verfügung stehen, und
drittens pro Koppelfeldeinheit solange hintereinander die jeweils höchstwertigsten Adreßbits ausgewertet werden und anschließend die im Speicherregister enthaltene Folge von Bits der Zieladresse rotiert wird, bis der Ausgang des Koppelfeldes (PSN) erreicht ist und der Nachrichtenstrom dasselbe verläßt.

Die Vorteile einer Datenübertragung in Paketform sind seit langem bekannt, und haben sich auch auf vielen Anwendungs­ gebieten der Technik durchgesetzt. Dabei werden die Datenpakete von einem Netzknoten zu einem anderen Netzknoten über Daten­ leitungen weitergeleitet. Ein Netzknoten besteht aus einer Paketvermittlungsanlage. In Abhängigkeit vom Ziel und von den zur Verfügung stehenden Datenleitungen werden die Datenpakete entsprechend zu einem anderen Netzknoten und schließlich bis hin zum Endziel weitergeleitet. Voraussetzung für ein erfolgreiches Weiterleiten ist das Vorhandensein eines entsprechend leistungs­ fähigen Koppelfeldes in einer Fernmeldevermittlungsanlage bzw. Paketvermittlungsanlage. In der Vergangenheit wurden bereits verschiedene Lösungen für ein solches Koppelfeld vorgeschlagen. So stellen bereits die heute noch weit verbreiteten Ringbus- bzw. Multibuskonzepte Lösungen dar, die die seinerseits bestehen­ den Anforderungen erfüllt haben. Für moderne Anforderun­ gen z. B. im Hinblick auf die dienstintegrierenden Dienste (wie ISDN) stoßen diese Lösungskonzepte jedoch sehr schnell an ihre Leistungsgrenzen. Eine weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit wurde dann mit einem Konzept erreicht, wie es in der US-Patent­ schrift 44 91 945 beschrieben ist. Ein solches Koppelfeld ist modular aus einer Vielzahl von Koppelfeldeinheiten, die in drei Stufen hintereinander angeordnet sind, aufgebaut und demzufolge auch beliebig erweiterbar. Eine Koppelfeldeinheit besitzt dabei zwei Eingänge und zwei Ausgänge. Ein an einem der Eingänge des Koppelfeldes eindringender Nachrichtenstrom wird so weiterge­ leitet, daß er an einem der Ausgänge dasselbe wieder verläßt. Die Leistungsfähigkeit eines so aufgebauten Koppelfeldes ist ungleich größer als zum Beispiel bei den zuvor erwähnten Multi­ bus- bzw. Ringbuskonzepten. Die Koppelfeldeinheiten selbst sind in der zuvor erwähnten Patentschrift aus einer Vielzahl von diskreten Bauelementen aufgebaut. Dies birgt hinsichtlich der Ausfallsicherheit stets Gefahren in sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der Bauelemente innerhalb einer Koppelfeldeinheit auf ein Minimum zu reduzieren, und damit einhergehend eine Koppelfeldeinheit derart modular zu konstruieren, daß sie leicht auf mehrere Ein/Ausgabekanäle erweiterbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Koppelfeld bildenden Koppelfeldeinheiten aus Transputern auf­ gebaut sind, deren Datenkanäle teils, insbesondere zur Hälfte, als Eingabekanäle und teils, insbesondere ebenfalls zur Hälfte, als Ausgabekanäle geschaltet sind, und die zum Zwecke der Struk­ turierung des Koppelfeldes als intelligente Koppelpunkte ver­ wendet werden und zwar derart, daß mehrere die Koppelfeldeinheit bildenden Transputer in mehreren Stufen hintereinander geschaltet werden, indem die Ausgabekanäle eines jeden Trans­ puters der einen Stufe mit den Eingabekanälen eines jeden Trans­ puters der nachfolgenden Stufe verbunden werden mit dem Ziel, daß ein an einem der Eingänge einer Koppelfeldeinheit ein­ dringender Nachrichtenstrom nach Maßgabe des jeweils höchst­ wertigsten Adreßbits - bzw. der jeweils höchstwertigsten Adreß­ bits - über einen jeweils entsprechenden Ausgang die Koppelfeld­ einheit wieder verläßt.

Die Eigenschaften solcher erfindungsgemäß verwendeten Transputer­ bausteine werden ausführlich beschrieben in c′t 1985, Heft 1 (Magazin für Computertechnik, Verlag Heinz Heise GmbH & Co Kg, Helstorferstr. 7, 3000 Hannover 61).

Im folgenden sei die Erfindung anhand dreier Zeichnungen näher erläutert: Zum näheren Verständnis sei noch einmal der typische Aufbau eines paketorientierten Nachrichtenstromes anhand Fig. 1 gezeigt. Der paketorientierte Nachrichtenstrom besteht aus einer Vielzahl von Datenpaketen DP. Ein einzelnes Datenpaket DP besteht seinerseits aus

• - einem Intern-Header IH
• - einem Service Information Octett SIO
• - dem die zu übertragenden Daten und Informationen enthaltenen Informationsheld IF.

Der Intern-Header IH hält den Kopf des Datenpaketes DP. Er enthält

• - ein Zweibytespeicherregister mit der Nachrichtenlänge NL,
• - ein Einbytespeicherregister mit der Zieladresse ZA sowie
• - ein weiteres Einbytespeicherregister mit der Ursprungs­ adresse UA.

Das an den Intern-Header IH sich anschließende Service Information Octett SIO beinhaltet spezielle Informationen, die Art der Nachricht näher klassifizieren, zum näheren Verständnis der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung jedoch keinen Beitrag leisten, weswegen an dieser Stelle auch nicht näher darauf eingegangen wird.

Der Rest des Datenpaketes DP besteht aus dem Informationsfeld IF. Hier sind die zu übertragenden Daten und Informationen ent­ halten.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeigt Fig. 2. Hier wird eine Koppelfeldeinheit KFE gezeigt, die als Basiseinheit für das gesamte Koppelfeld KF (Fig. 3) dient. Die Koppelfeldeinheit KFE besteht aus insgesamt vier Transputern, die hier verwendeten Transputerbausteine besitzen insgesamt vier Datenkanäle, wobei im vorliegenden Bei­ spiel zwei als Eingabekanäle und zwei als Ausgabekanäle geschaltet sind. Die Transputer sind in zwei Stufen hinterein­ ander angeordnet. Die Transputer, deren Eingabekanäle mit den Eingabekanälen der gesamten Koppelfeldeinheit KFE identisch sind, bilden dabei die erste Stufe, während die Transputer, deren Ausgabekanäle mit den Ausgabekanälen der gesamten Koppelfeldein­ heit KFE identisch sind, die letzte Stufe bilden. Die Ausgabe­ kanäle der beiden Transputer der ersten Stufe sind mit je einem Eingabekanal der beiden Transputer der nachfol­ genden Stufe verbunden. Damit stehen einer Koppelfeldeinheit insgesamt zwei Eingabe- und zwei Ausgabekanäle zur Verfügung. Die vier Transputer sind also derart untereinander vermanscht, daß ein Nachrichtenstrom, der über einen der vier Eingabe­ kanäle in die Koppelfeldeinheit KFE eindringt, dieselbe über jeden der vier Ausgabekanäle alternativ auch wieder verläßt. Jeder Transputer entscheidet selbst, über welchen seiner zwei Ausgabekanäle der Nachrichtenstrom zu den Transputern der zweiten Stufe bzw. in Richtung der nachgeschalteten Koppelfeldeinheiten KFE weitergeleitet wird. Das Kriterium hierzu steht in Form einer 6 Bit Zieladresse im Intern Header IH des Datenpaketes DP. Dabei wertet der erste Transputer, den das in die Koppelfeldeinheit KFE eindringende Datenpaket erreicht, das höchstwertigste Bit der Zieladresse aus; er rotiert anschließend das Register um eben diese eine Bitstelle und leitet das Datenpaket über den Ausgabekanal des betreffenden Transputers, zu dem das höchstwertigste Bit der Zieladresse das Kriterium geliefert hat. Damit hat der nachfolgend geschaltete Transputer der zweiten Stufe ein neues, wiederum höchstwertig­ stes Bit zum Auswerten zur Verfügung und leitet seinerseits entsprechend dem Auswerteergebnis das betreffende Datenpaket über den entsprechenden Ausgabekanal. Auch dieser Transputer rotiert die im Speicherregister enthaltene Zieladresse um eine Bitstelle. Damit verläßt das Datenpaket die Koppelfeldeinheit KFE. Jede Koppelfeldeinheit KFE wertet also stets die zwei höchstwertigsten Bits der Zieladresse aus.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des gesamten Koppelfeldes KF. Als Basis­ einheit dient die eben beschriebene Koppelfeldeinheit KFE. Diese sind im vorliegenden Anwendungsbeispiel in drei Stufen hinter­ einander angeordnet. Um ein dreistufiges Koppelfeld KF zu durch­ laufen, ist folglich eine 6-Bit-Zieladresse notwendig. Die Vernetzung der Koppelfeldeinheiten KFE zum gesamten Koppelfeld KF geschieht in der Weise wie in Fig. 3 gezeigt. Dadurch wird sichergestellt, daß über jeden der Eingänge des Koppelfeldes KF jeder der Ausgänge wahlweise erreicht werden kann.

Der Aufbau eines Koppelfeldes KF, wie es in Fig. 3 beschrieben ist, bietet also durch die Verwendung der Transputerbausteine folgende Vorteile:
Die Ausfallsicherheit eines solchen Koppelfeldes KF wird durch die Reduzierung der Vielzahl diskreter Bauelemente mit der Verwendung einheitlicher Transputerbausteine erhöht.

Ferner sinkt der Platzbedarf derart strukturierter Koppelfelder KF dadurch erheblich.

Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Transputerbausteinen in besonders einfacher Weise Koppelfelder KF, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, zur Steigerung der Leistungsfähigkeit zu erweitern. Dies geschieht durch Hinzunahme weiterer, aus mehreren Transputerbausteinen bestehenden Koppelfeldeinheiten KFE, mit dem Ziel, daß jeder am Koppelfeld KF ankommender Nachrichtenstrom dieses auch wieder wahlweise über einen der Ausgänge verläßt.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung für zentralgesteuerte Fernmeldeanlagen, insbesondere von Fernmeldevermittlungsanlagen und/oder Paket­ vermittlungsanlagen, in denen ein der Verbindungsdurchschal­ tung dienendes Koppelfeld (PSN) vorgesehen ist, das aus einer Vielzahl von in mehreren Stufen hintereinander geschalteten je mehrere Ein-/Ausgänge besitzenden Koppelfeldeinheiten besteht, aufgrund deren Verbindung untereinander erstens ein an einem der Eingänge des so strukturierten Koppelfeldes (PSN) eindringender Nachrichtenstrom beliebiger, aber begrenzter Länge zu einem der Ausgänge des Koppelfeldes (PSN) durchgeleitet wird, wobei diese Durchleitung des Nachrichtenstromes mittels Auswertung einer am Kopf des Nachrichtenstromes sich befindenden Zieladresse durch die Koppelfeldeinheiten selbst erfolgt, indem das höchstwertigste Bit - bzw. die höchstwertigsten Bits - der im Kopf des Nach­ richtenstromes sich befindenden Zieladresse durch die Koppelfeldeinheit ausgewertet und anschließend die im Speicherregister enthaltene Folge von Bits der Zieladresse um die Anzahl der ausgewerteten Bits rotiert wird, und zweitens der Nachrichtenstrom die Koppelfeldeinheit ausgangsseitig, in Abhängigkeit von dem ausgewerteten, höchstwertigsten Bit - bzw. den ausgewerteten, höchstwertigsten Bits - in Richtung der nachfolgenden Koppelfeldeinheiten verläßt, woraufhin den letzteren jeweils neue, höchstwertige Adreßbits zur Auswertung zur Verfügungs stehen, und drittens pro Koppelfeldeinheit solange hintereinander die jeweils höchstwertigsten Adreßbits ausgewertet werden und anschließend die im Speicherregister enthaltene Folge von Bits der Zieladresse rotiert werden, bis der Ausgang des Koppelfeldes (PSN) erreicht ist und der Nachrichtenstrom dasselbe verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die das Koppelfeld (PSN) bildenden Koppelfeldeinheiten aus Transputern aufgebaut sind, deren Datenkanäle teils, insbesondere zur Hälfte, als Eingabekanäle und teils, ins­ besondere ebenfalls zur Hälfte, als Ausgabekanäle geschaltet sind, und die zum Zwecke der Strukturierung des Koppelfeldes (PSN) als intelligente Koppelpunkte verwendet werden und zwar derart, daß mehrere die Koppelfeldeinheit bildenden Trans­ puter in mehreren Stufen hintereinander geschaltet werden, indem die Ausgabekanäle eines jeden Transputers der einen Stufe mit den Eingabekanälen eines jeden Transputers der nachfolgenden Stufe verbunden werden mit dem Ziel, daß ein an einem der Eingänge einer Koppelfeldeinheit eindringender Nachrichtenstrom nach Maßgabe des jeweils höchstwertigsten Adreßbits - bzw. der jeweils höchstwertigsten Adreßbits - über einen jeweils entsprechenden Ausgang die Koppelfeldeinheit wieder verläßt.