DE2241573C2 - Schaltungsanordnung zur Herstellung einer Datenverbindung für Datenpakete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Herstellung einer Datenverbindung für Datenpakete über mindestens eine Datenvermittlungsstelle in Datenübertragungsanlagen.

Zur Übertragung von Daten zwischen Digitalgeräten und insbesondere geographisch weit voneinander entfernten Geräten werden entweder eigene Übertragungsleitungen für eine Verbindung zwischen den Geräten vorgesehen oder zeitweilige Verbindungen über ein Vermittlungsnetz geschaltet. Da es in der Natur der digitalen Geräte liegt, viele digitale Kanäle zu benötigen, aber nur für kurze Zeit und auch nur gelegentlich, so sind die oben erläuterten Übertragungsmöglichkeiten sehr unwirtschaftlich, da die Übertragungskanäle die meiste Zeit ungenutzt bleiben. Vermittelte Trägcrfrequenzleitungen sind gewöhnlich bezüglich ihrer Bandbreite auf die Sprachfrequenzen eingeengt und daher für eine schnelle Digitalübertragung nicM unmittelbar geeignet.

Ein weiteres Problem der vermittelten Leitungen ist die Tatsache, daß manchmal der Aufbau eines Übertragungsweges langer dauert als die eigentliche Übertragung. Das Fernsprechnetz arbeitet mit Realzeitübertragung in dem Sinne, daß die Signale im wesentlichen zur gleichen Zeit abgegeben werden müssen, wie sie erzeugt werden. Es ist deshalb nötig, zuerst den Übertragungsweg vollständig aufzubauen, bevor die Übertragung beginnt. Andererseits braucht die digitale Datenübertragung nicht notwendigerweise in Realzeit zu erfolgen und daher ist es Verschwendung, eine vollständige Verbindung durchzuschalten, bevor die Übertragung beginnt

Es ist auch bereits ein Verbindungsnetzwerk für Rechner zur Übertragung von Datenpaketen bekannt (F. E Heart, R. E, Kahn, S, M. Ornstein, W. R. Crowther, D. C, Waiden »The Interface Message Processor for the ARPA Computer Network«, AFIPS Conference Proceedings, Band 36 (1970), Spring Joint Computer Conference, 5.-7. Mai 1970, S. 551-567) Bei diesem

ίο ARPA-Netzwerk wird jedem Datenpaket \m Kopf vorangestellt, der Informationen hinsichtlich der Bestimmungsstelle enthält Mit Hilfe einer Weglenkung wird dann jedes einzelne Datenpaket über die Vermittlungsstellen des Netzes geführt, wobei der jeweilige Weg nicht im voraus bestimmt ist und auch nicht für alle Datenpakete einer bestimmten Verbindung beibehalten wird. Abgesehen davon, daß wegen unterschiedlicher Laufzeiten für die einzelnen Pakete einer Verbindung die Pakete dann in anderer Reihenfolge als der ursprünglichen am Bestimmungsort eintreffen können, ergibt sich aber auch eine verhältnismäßig hohe mittlere Laufzeit, weil die Datenpakete beim Eintreffen in jeder Vermittlungsstelle eine Wegermittlung und -festlegung erforderlich machen.

Bekannt ist auch eine Schaltungsanordnung zur Übertragung von Schaltkennzeichen in einer PCM-Zeitmultiplexanlage, insbesondere mit PCM-Zeitmultiplex-VermittlungssisIlen (DE-AS 19 10 975). Die Übertragung der Schaltkennzeichen erfolgt dabei über jeweils einen gemeinsamen Datenzeitkanal, der allen Verbindungszeitkanälen gemeinsam ist. Im Ausführungsbeispiel werden jeweils nur Änderungen der Schaltkennzeichen in Form von PCM-Signalisierungswörtern übertragen, die aus der Änderung selbst und der Bezeichnung des Zeitkanals bestehen, über den die eigentliche Verbindung läuft. In einer Vermittlungsstelle erfolgt die Übertragung der Signalisierungsinformation zur richtigen abgehenden Zeitmultiplexleitung über ein Signalkoppelfeld, das synchron mit dem eigentlichen Koppelfeld für die eigentlichen Verbindungen betrieben wird.

Ausgehend von dem obenerläulerten ARPA-Netzwerk liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Datenübertragungsanordnung zu schaffen, die eine wirtschaftlichere Herstellung von Verbindungswegen für Datenpakete mit kleinen Laufzeiten ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 1 angegeben.
Dadurch, daß in den jeweiligen Vermittlungsstellen in Vorbereitung einei Datenverbindung bereits die Informationen für die zusammengehörigen und bei Eintreffen eines Datenpaketes dann durchzuschaltenden Kanäle vorliegen, kann die eigentliche Verbindungsherstellung schnell und ohne großen Aufwand erfolgen.

Trotzdem sind die Kanäle nur für die eigentliche Übertragungsdauer belegt. Bandbreite, also Übertragungsraum, wird demgemäß erst dann zugeordnet und belegt, wenn tatsächlich Datenpakete zu übertragen sind. Durch diese Art von »virtuellen« Verbindungen wird demgemäß eine Einsparung von Übertragungskanälen ermöglicht, ohne daß hohe Laufzeiten in Kauf genommen werden müssen.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß unter »Kanälen« alle Arten von Verbindungsmöglichkeiten verslanden werden sollen, und zwar drahtgebundene und drahtlose Verbindungen, Frequenz- und Zeitmultiplcxkanäle usw.

Die Erfindung ".ird anhand einss Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. I das allgemeine Blockschaltbild einer digitalen Datenübertragungsanlage;

F i g. 2 ein Schema der Signal- und Datenübertragung in der Übertragungsanlage nach F i g. 1;

F i g. 3 eine genauere Darstellung der Vermittlungseinheit gemäß Fig. 1;

F i g. 4 eine genauere Darstellung von Teilen der Blockschaltung nach F i g. 1;

F i g. 5 das Format der auf den Übertragungsleitungen und Übertragungsschleifen nach F i g. 1 auftretenden Signale;

F i g. 6 die Vergrößerung eines Abschnitts der F i g. 5;

Fig.7 die Verwendung des Leitungsformates nach F i g. 5 bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 8 die Vergrößerung eines Abschnitts der F i g. 7;

Fig.9 eine weitere Vergrößerung eines Abschnitts derFig. 7;

Fig. 10 die Darstellung des Befehlswortes, wie es in einem Schnittstellenrechner gemäß Fig.4 verwendet wird;

Fig. 11 ein Blockschaltbild des Schnittstellenrechners gemäß Fig.4;

Fig. 12 ein Zeitdiagramm zur Erklärung der Arbeitsweise des Schnittstellenrechners gemäß Fig. 11;

Fig. 13 ein Funktionsdiagramm, welches die Daten- und Signalübertragung zwischen einem Digitalgerät, einer Schnittstelleneinheit und der Vermittlungseinheit gemäß F i g. 1 darstellt;

Fig. 14 ein Funktionsdiagramm, welches die Daten- und Signalübertragung zwischen den Vermittlungseinheiten gemäß F i g. I darstellt;

Fig. 15, 16 und 17 Daten- und Signalformate, die in der Anlage gemäß F i g. 1 übertragen werden.

Das Ausführungibeispiel der Erfindung umfaßt ein System miteinander verbundener Übertragungsschleifen einschließlich einer Vielzahl miteinander verbundener Vermittlungseinheiten, die programmierbare Allzweckrechner enthalten. Jede Vermittlungseinheit ist mindestens mit einer Übertragungsschleife verbunden. Jede Schleife umfaßt mindestens eine Schleifenzugangseinheit, und jede Schleifenzugangseinheit ist wiederum mit einer Schnittstelleneinheit verbunden, an die ein Digitalgerät angeschlossen ist.

Je Verrrittlungscinheit steuert die Digitalübertragung zu und von den an die zugehörige Übertragungsschleife angeschlossenen Digitalgeräten. Jedem Digitalgerät können bis zu 256 unterschiedliche Kanäle zugeordnet sein, von denen ein einzelner für die Signalisierung zwischen dem Digitalgerät und der zugehörigen Vermittlungseinheit benutzt wird. Die Vermittlungseinheit steuert die Zuweisung und die tatsächliche Durchführung der Verbindungen mit den restlichen 255 Kanälen mittels einer Operation, die als »virtuelle« oder »scheinbare« Zuweisung bezeichnet werden kann.

Wenn eine Anforderung zur Herstellung einer Verbindung empfangen wird, so bestimmt und speichert die Vermittlungseinheit die Merkmale des gewünschten Übertragungskanals. Übertragungskanäle werden jedoch nicht wirklich zu dieser Zeit bereitgestellt, und es werden keine Mittel der Anlage zugeordnet, mit Ausnahme von dem Speicherraum der Vermittlungseinheit, der für die Speicherung der Merkmale des Übertragungsweges benötigt wird. Der Übertragungsweg wird tatsächlich erst dann aufgebaut, wenn das Digitalgerät mit der Datenübertragung beginnt. Der Datenfluß wird dann in Übereinstimmung mit den obengenannten Eigenschaften durch ein Befehlsprogramm gesteuert, das ein Anforderungs-Bestätigungsverfahren umfaßt. Ein Übertragungsweg wird grundsätzlich nur solange durchgeschaltet, wie Daten übertragen werden. Im anderen Fall bleibt der Übertragungsweg nur »scheinbar« oder »virtuell« zugewiesen. Da es ein charakteristisches Merkmal der Digitalgeräte ist. Daten in »Ausbrüchen« und mit

in Pausen zwischen den »Ausbrüchen« zu übertragen, verhindert dieses Verfahren das Aufrechterhalten von untätigen Verbindungswegen. Die sich daraus ergabende bessere Ausnutzung der Übertragungseinrichtungen ermöglicht es, eine größere Menge von Daten zu handhaben.

Die Schleifenzugangseinheiten halten den Durchfluß innerhalb der Übertragungsschleife aufrecht und bilden gleichzeitig eine Schnittstelle zwischen den Schleifen und den Schnittstelleneinheiten. Diese übertragen die Daten im Voll-Duplexverfahren zwischen ihren zugeordneten Digitalgeräten und de"? Rest der Anlage. Jede Schnittstelleneinheit umfaßt r-inen kleinen programmierbaren Digitalrechner, der mit dem Rechner in der Vermittlungseinheit zusammenwirkt, um die Signalgäbe zwischen der Vermittlungseinheit und dem zugeordneten Digitalgerät zu steuern, und der für die Steueiung der Datenübertragung von und zu dem Digitalgerät zuständig ist.

Das Befehlsprogramm, das die Datenübertragung in

jo der Anlage steuert, besteht aus zwei Programmteilen. Der eine wird von der Vermittlungseinheit gespeichert und ausgeführt, und der andere Teil wird von dem Rechner gespeichert und ausgeführt, der in der Schnittstelleneinheit enthalten ist. Das Befehlspro-

Jj gramrn verwendet die Merkmale der gewünschten Datenübertragung zur Bestimmung der benötigten Einrichtungen der Anlage. Während der tatsächlichen Datenübertragung sorgt das Programm für eine Zwischenspeicherung, die erforderlich ist, damit das rufende Datengerät Daten an das gerufene Datengerät übertragen kann. Auf diese Weise sorgt das Befehlsprogrpmm dafür, daß die Datenübertragungseigenschaften des sendenden Geräts den Empfangseigenschaften des empfangenden Geräts angepaßt werden.

Im Zusammenhang mit der folgenden ausführlichen Beschreibung sei darauf hingewiesen, daß alle beschriebenen Schaltungen des dargestellten Ausführungsbeispiels mit integrierten Schaltkreisen aufgebaut sein können. Geeignete Schaltkreise können z. B. dem Buch

5(i »The Integrated Circuit Catalog«, I.Ausgabe, Catalog CC 401, veröffentlicht durch Texas Instruments Inc., USA, und alternativ auch aus dem Buch »The Microelectronics Data Book«, 2. Ausgabe, Dezember 1969, der Motorola Semiconductor Products Inc.

η entnommen werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Datenübertragungsanlage. Diese Anlage umfaßt eine Vielzahl von Vermittlungseinheiten 10, die mittels Übertragungsleitungen 12 miteinander verbunden sind. Jede Vermitt- lungseinheit 10 lie^t mindestens in einer Übertragungsschleife 14, und jede Überlragungsschleife 14 ist mit mindestens einer Schieifenzugangseinheit 16 verbunden. Die Schleifenzugangseinheit 16 steuert den Rundlauf der Daten innerhalb der Schleife, zieht Daten aus der Schleife ab und gibt Daten in der Schleife nach einem Verfahren, »vie ec ausführlich nachfolgend beschrieben wird. Jede Schleifenzugangseinheit 16 ist mit einer Schnittstelleneinheit 17 verbunden, die eine

Schnittstelle zwischen dem angeschlossenen Digitalgerät 18 und dem Rest der Anlage bildet. Die Datenübertragung in der Anlage wird primäir durch das Zusammenwirken der Schnittstelleneinheit 17 und der Vermittlungseinheit 10 gesteuert.

Dieses Zusammenwirken wird in Fig. 2 schematisch gezeigt. Diese Figur zeigt einen Voll-Duplex-Übertragungsweg, in welchem eine Schnittstelleneinheit 19 des in Fig. 1 dargestellten Typs Daten an eine weitere Schnittstelleneinheit 23 sendet, die diese Daten empfängt. Die empfangene Einheit 23 bestätigt den Empfang der Daten entweder durch Aussendung von Daten oder Signale oder auch von beiden zurück zur sendenden Einheit 19. Da der Übertragungsweg Voll-Duplex ausgeführt ist. können diese Vo^rgänge gleichzeitig ablaufen.

Zwei Schnittstelleneinheiten 17 (Fig. 1) in der gleichen Übertragungsschleife 17 können miteinander verkehren. Eine typische Datenübertragung läuft jedoch Hälfte des Voll-Duplexkanals zugeordnet, welche Daten von der sendenden Schnittstelleneinheit 19 zur empfangenden Schnittstelleneinheit 23 überträgt. Der Index »R«\st dem anderen Unterkanal des Voll-Duplexweges zugeordnet.

Die mit λ und β bezeichneten Abschnitte in Fig. 2 beziehen sich aber nicht auf die Geräte, sondern auf gespeicherte Vorgänge und Parameter, die für die Steuerung der Aussendung und des Empfangs von Daten zwischen den Schnittstelleneinheiten und den Vermittlungseinheiten dienen. Das α-Verfahren benutzt λ Parameter für die Steuerung der Aussendung, während das /?-V<'fahren ^-Parameter für die Steuerung des Datenempfangs benutzt. Der genaue Ablauf, wie damit der gewünschte Datenverkehr hergestellt wird, wird ausführlich nachfolgend beschrieben. Normalerweise sind die Schnittstelleneinheiten nur mit einem einzigen Satz von α-Parametern und auch nur mit einem einzigen Satz von ^-Parametern ausgestattet,

Einzelheiten des Befehlsprogramms, durch das die Verbindung ausgeführt wird, werden im Anschluß an die Beschreibung der in Fig. 1 dargestellten Übertragungsanlage erläutert. Die folgende kurze Beschreibung des Verf.ihrens des Nachrichtenverkehrs durfte das Verständnis der Anlage nach F i g. 1 fördern.

in der in F i g. 1 dargestellten digitalen Übertragungsanlage kann jedes Digitalgerät 18 bis zu 256 andere Geräte auswählen, denen es Daten übermitteln oder von denen es Daten empfangen will. |i:d<; derartige Auswahloperation bildet einen »Kanal«, der hier einen vorher ausgewählten Weg bedeutet. Es ist also so, als ob an jedes Digitalgerät 256 Voll-Dnplex Kanäle angeschlossen wären, von denen jeder jeweils einzeln benutzt werden kann, um Daten zu senden und zu empfangen. Jedes Gerat Kit zwar nur 256 Kanäle, aber es können die Bestimmungsorte dieser Kanäle wenn gewünscht geändeit werden. Ein Kanal b eibt reserviert für die Verbindung mit der VermittlungS'sinheit, die die Übertragungsschleife steuert, an welcher dieses Gerät angeschlossen ist. Dieser Kanal erhält die Bezeichnung ••.Steuerkanal« und wird durch die Schnitt:ste!ieneinheit des Digitalgerätes benutzt. ™ einen Dalenübertragungsweg aufzubauen, wobei die unmittelbar ange-•-.hlossene Vermittlungseinheit m^;i der vollen Adresse des vorgesehenen Bestimtiungsortes der Daten versehen wird, die auf jedem der restlichen 255 Kanäle auftreten. Der Steuerkanal wird auch von der Vermittlwngseinheit benutzt, um dem Digitalgerät den Befehl zu übermitteln, den Kanal auszuwählen, auf dem es wünscht. Daten zu empfangen, die von einem anderen Digitalgerä! gest.idet werden. Die Vermittlungseinheit unterhalt eine Liste, aus welcher die Entsprechung zwischen den absoluten Adressen und einem jeden der 256 Kanäle des angeschlossenen Digitalgeräts hervorgeht Für jede Sendung oder jeden Empfang handhabt ein Digitalgerät nur eine Adresse mit 8 Bit. F i g. 2 zeigt einen einzelnen Voll-Duplex-Kanal zwischen einer sendenden Schnittstelleneinheit 19 und einer empfangenden Einheit 23. Diese Einheiten 19 und 23 und die eo Vermittlungseinheiten 20, 21 und 22 weisen in Fig.2 getrennt dargestellte Teile * und β auf. Die Bezeichnung χ deutet auf Datensendung, die Bezeichnung β auf Datenempfang hin. Die Verbindung zwischen einem bestimmten x- und einem 0-Teil. zu dem Daten übertragen werden, wird als »Link«-Verbindung bezeichnet. Der index »T«\si derjenigen, als »Unterkanal« bezeichneten und in Fig.2 als Weg 15 dargestellten

|1 tg.A/. L/IC £\J WUUCI UCIUC lJ<31£C ailCIII UUIUII Uli.

angeschlossenen Digitalgeräte bestimmt werden. Daher bleiben die λ- und ^-Parameter einer Schnittstelleneinheit gleich für jeden der 256 Kanäle, auf welchen der Verkehr abgewickelt werden kann.

Das trifft aber nicht für die Vermittlungseinheiten zu. jede Vermittlungseinheit kann in einem bestimmten Augenblick nur mit einem bestimmten der 256 Voll-Diiplexkanäle einer bestimmten Schnittstelleneinheit ve: »ehren. Jede Hälfte dieses Kanals besitzt ein zugeordnetes «,/?-Paar, das einen Λ-0-Paar der anderen Kanalhälfte nicht entsprechen muß. In dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispid stellt die Bezeichnung α, ι die Sendecharakteristik der sendenden Schnittstelleneinheit 19 dar. während β R_n die Empfangscharakteristiken dieser Einheit darstellt. Die Vermittlungseinheit 20 enthält Daten über die Linkleitung 24 von der Einheit 19 in Übereinstimmung mit dem Parameter ß_n und sendet die Daten zur Vermittlungseinheit 21 über die Linkleitung 25 in Übereinstimmung mit dem Parameter λ_Τ2- In ähnlicher Weise empfängt die Vermittlungseinheit 20 Daten über die Linkleitung 28 von der Vermittlungseinheit 21. die von der Schnittstelleneinheit 23 in Übereinstimmung mit dem Parameter ßR<_n-\) ausgehen und sendet diese Daten zur Einheit 19 über die Linkleitung 29 in Übereinstimmung mit dem Parameter α^_n.

Jede Vermittlungseinheit ist mit zwei Λ-0-Paaren pro durchgehendem Voll-Duplexkanal ausgestattet. Daher kann eine Vermittlungseinheit 22 z. B. nicht nur diese zwei in F i g. 2 gezeigten Λ-^-Paare, sondern auch andere Paare haben, die für weitere Kanäle von anderen Schnittstelleneinheiten vorgesehen sind, welche beiden Vermittlungseinheiten 20 und 21 zugeordnet sind. Die Zuteilung solcher Paare in verschiedenen Vermittlungseinheiten wird als »scheinbare« oder »virtuelle« Zuweisung bezeichnet, da nur richtige «-/?-Paare gespeichert werden müssen. Daher können jeweils viele Kanäle virtuell zugewiesen sein. Ein bestimmter Kanal kann dadurch aktiviert werden, daß die betreffenden Vermittlungseinheiten veranlaßt werden, Daten auf Halb-Duplexbasis entsprechend den den jeweiligen Kanälen zugeordneten a-/J-Paaren zu empfangen und wieder auszusenden.

Fig.3 zeigt die in Fig. 1 als Block 10 markierte Vermittlungseinheit in detaillierter Darstellung. Jede Vermittlungseinheit 10 umfaßt einen einzelnen Steuerrechner 30, der mit einer Vielzahl von Leitungsabschlußeinheiten 31 in Verbindung steht. Jeweils eine

Leitungsabschliißeinhett 31 wird für jede Übertragungsschleife 14 und für jede Übertragungsleitung 12, die an die Vermittlungseinheit 10 angeschlossen ist, vorgesehen. Diese Einheiten geben die Daten des Steuerrechners 30 auf die Übertragungsschleifen 14 und die Übertragungsleilungen 12. Die Übertragungsleitungen 12 und auch die Übertragungsschleifen 14 sind für synchrone, mit festem Rahmen ablaufende Übertragungen £ ^eignet. In dieser Beschreibung des Ausführungsbeispieis der Erfindung wird angenommen, daß die Übertragungsleitungen 12 und auch die Schleifen 14 Standard- T1 -Trägerleitungen bekannter Art sind.

Fig. 4 zeigt eine detaillierte Blockschaltung einer Einrichtung, die für die Steuerung einer einzelnen Übertragungsschleife benutzt wird, an die eine Schleifenzugangseinheit 16 angeschlossen ist. Da jede Leitungsabschlußeinheit 31 in gleicher Weise arbeitet, unabhängig davon, ob sie an eine Übertragungsleitung 12 odor eine Überiragungsschleife 14 angeschlossen ist,

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ήίΐΐΙΙΙ IfIIl VlIILI UUJIUIII llk.IK.ll UL 11,111 LIL/Uflg Ut~l infill ILII-tung nach F i g. 4 auch die Arbeitsweise der Anlage nach F i g. I genügend erklärt werden.

Der in Fig. 4 gezeigte Sleuerrechner 30 ist die Einrichtung, welche das obenangegebene Verfahren der virtuellen Zuweisung und der tatsächlichen Aktivierung der Kanäle durchführt, so daß die Schnittstelleneinheit 17 mit einer anderen Schnittstelleneinheit der Anlage verkehren kann. Der Steuerrechner 30 kann ein handelsüblicher digitaler Allzweckrechner sein. Die Wahl des Rechners hängt natürlich von der Größe der Nachrichtenanlage ab. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Rechner 30 ein TEMPO-I-Computer, hergestellt von der Firma TEMPO-Computer Inc., einer Tochter der Firma General Telephone and Electric Inc.. USA.

Der Steuerrechner 30 ist mit einem Schleifensendepuffer 34 der Leitungsabschlußeinheit 31 über Leitungen 32 verbunden. Da der Rechner TEMPO-I einen 16-Bit-Ausgang hat, enthalten die in Fig.4 gezeigten Leitungen 32 16 getrennte Adern, die das Ausgangsregister des Tempo-Computers und den Schleifensendepuffer 34 verbinden. Der Puffer 34 speichert temporär die 16-Bit-Ausgangswörter aes Steuerrechners 30. Nach der Zwischenspeicherung werden diese Daten in den Byte-Auftrenner 40 geleitet. Jeder Pufferausgang umfaßt ein 10-Bit-Wort, das aus 8 Bits des Steuerrechners und 2 Bits Steuerinformation zusammengesetzt ist, die von dem Schleifensendepuffer 34 zugefügt werden.

Die 10-Bit-Wörter oder 12-Bit-Wörter werden vom Schleifensendepuffer 34 in den Byte-Verteiler 40 der Leitungsabschlußeinheit 31 über Leitungen 38 übertragen, die mit 12 Adern, je einer pro Bit, ausgestattet sind. Der Byte-Auftrenner 40 setzt die Ausgangssignale des Schleifensendepuffers 30 in Seriendaten für die weitere Übergabe an eine Anschlußanpaßeinheit 42 über eine Leitung 44 um. Die Anschlußanpaßeinheit 42 der Leitungsabschlußeinheit 31 stellt nun die Schnittstelle dar, die den Eingang und Ausgang des Steuerrechners 30 mit der Übertraglingsschleife 14 verbindet oder alternativ mit einer Übertragungsleitung 12 für die Leitungsabschlußeinheit 31, die an die Übertragungsleitung 12 angeschlossen ist Die Anschlußanpassungseinheit entspricht dem Standardtyp Ti, der von der Fa. Vicom bezogen werden kann, einer Tochtergesellschaft der Vidar Corporation, USA, und unter der Typenbezeichnung Vicom 2020 vertrieben wird Die Anschlußanpassungseinheit 42 ist mit dem Amtsverstärker 50 mittels Leitungen 46 und 48 verbunden. Die Leitungen 46 umfassen ein Drähtepaar, das es ermöglicht, daß Daten vom Steuercumputer 30 über die Übertragungsleitung 40 übertragen werden, und die Leitungen 48 umfassen ein Adernpaar, welches die Übertragung von Daten in umgekehrter Richtung von der Übertragungsschleife 14 zum Steuerrechner 30 ermöglicht.

Der Amtsverstärker 50 versorgt die Tl-Leitung bzw. die Übertragungsschleife 14 mit elektrischer Energie.

ίο Auch diese Einheit ist kommerziell unter der Typenbezeichnung Vicom 2010 Amtsverstärker erhältlich.

Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, gelangen die vom Amtsverstärker 50 kommenden Daten in die Übertragungsschleife 14 und danach in den Leitungsverstärker

π 52, der in der Schleifenzugangseinheit 16 liegt. Der Leitungsverstärker 52 dient dazu, die über die Übertragungsschleife 14 vom Verstärker empfangenen Daten erneut auszusenden und dient gleichzeitig als eine Vorrichtung, durch welche die Schleifenzugangseinheit !S Daten von der Lciiuilg i4 cMimiim'ii und Daien auf die Schleife 14 gibt. Der Leitungsverstärker 52 ist ebenfalls ein Teil der am Markt erhältlichen Einrichtung Ti und wird als Vicom 1550-04 selbstausgleichender Leitungsverstärker angeboten. Er ist leitungsgespeist und gleicht automatisch Längenunterschiede der Kabel zwischen benachbarten Verstärkern mit einer Bereichsbegrenzung aus. Wenn die Schleifenzugangseinheiten dicht beieinander und daher außerhalb des Kompensationsbereichs der Verstärker liegen, können 15 dB-Kunstleitungen in bekannter Art zwischen die Verstärker geschaltet werden.

Um ein gutes Arbeiten der Anlage auch bei Stromausfall in einer bestimmten Schleifenzugangseinheit zu gewährleisten, ist jede Schleifenzugangseinheit mit einem Schutzrelais 54 ausgestattet. Die Umschaltkontakte des Schutzrelais 54 verbinden im Ruhezustand die Leitungen 78 und 80 und im erregten Zustand die Leitungen 79 und 80. Wenn kein Signal über die Leitung 77 von Leistungsüberwacher 76 dem Schutzrelais 54 zugeführt wird, schließt es die Schleifenzugangseinheit 16 kurz und veranlaßt so auf einfache Weise, daß die Daten durch den Leitungsverstärker 52 über die Übertragungsschleife 14 erneut ausgesendet werden.

Der Leistungsüberwacher 76 ist ein nachtriggerbarer monostabiler Multivibrator, der solange ein Ausgangssignal liefert, wie er von der Schnittstelleneinheit 17 mit Strom versorgt und kontinuierlich über das UND-Glied 73 getriggert wird. Das UND-Glied 73 hat zwei Eingänge, von denen einer am Rechner 62 liegt und bei dessen normaler Arbeit periodisch beaufschlagt wird. Der andere Eingang des UND-Gliedes 73 liest '"'Her den Inverter 74 am Daten-Multiplexer 58. Das Ausgangssignal des Multiplexers 58 zeigt an, daß ein Zyklusfehler in einem Dateneingangssignal auf der Leitung 71 festgestellt worden ist In diesem Fall sperrt der Multiplexer 58 das UND-Glied 73 über die Leitung 74.

Die Anschlußanpassungseinheit 56 der Schleifenzugangseinheit 16 (Fig.4) arbeitet in gleicher Weise wie die Anschlußanpassungseinheit 42, so daß sie auch aus einer Vicom 2020-Anschlußanpassungseinheit bestehen kann.

Der Datenmultiplexer 58 der Schnittstelleneinheit 17 (Fig.4) sorgt für den Empfang der Daten von der Anpaßeinheit 56 der Schleifenzugangseinheit 16 über Leitungen 71 und für die Aussendung von Daten zur Anpaßeinheit 56 über Leitungen 72. Der Datenmultiplexer 58 sorgt weiterhin dafür, daß die seriell von der Anpaßeinheit 56 kommenden Signale für die Übertra-

gung zum Teilnehmerpuffer 60 in 8-Bit-Wörter zusammengefaßt werden, und umgekehrt, daß die vom Teilnehmerpuffer 60 kommenden 8-Bit-Wörter in serielle Daten für die Rückübertragung zur Anpaßeinheit 56 umgesetzt werden.

Der Teilnehmerpuffer 60 speichert alle dem Digitalgerät 18 zugeführten und von diesem kommenden Daten. Der Puffer dient zur Trennung des Digitalgerätes 18 vom ^ynchronbetrieb der Übertragungsschleife 14.

Der Rechner 62 steuert die Schnittstelleneinheit 17. Dieser Rechner (Fig. Il und 12) ist ein Digitalrechner mit begrenzter Befehlskapazität. Die Befehlskapazität ist jedoch genügend flexibel, um den Rechner für verschiedene Aufgaben programmieren zu können, die für die Durchführung des obengenannten Übertragungsprogramms von entscheidender Bedeutung sind. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein spezieller Digitalrechner verwendet. Die Operationen können aber auch von einem handelsüblichen Rechner ausgeführt werden, wie man aus der weiteren Beschreibung des Rechners 62 erkennen kann.

Die seriellen Daten, die vom Leitungsverstärker 52 der Schleifenzugangseinheit 16 kommen, fließen •jum Steuerrechner 30 über den Amtsverstärker 50 und die Anschlußanpaßeinheit 42 zurück. Diese Daten werden seriell von der Anschlußanpaßeinheit 42 über die Leitung 62 zum Byte-Zusammensteller übertragen. Der Byte-Zusammensteller 64 hat im Verhältnis zu dem Byte-Auftrenner 40 eine entgegengesetzte Funktion auszuführen, und zwar setzt er die von der Anschlußanpaßeinheit 42 kommenden seriellen Daten zu 8-Bit-Wörtern für die Übertragung über die Leitung 68 zum Schleifenempfangspuffer 66 zusammen.

Bevor mit der weiteren Beschreibung der in Fig. 4 gezeichneten Einrichtung fortgefahren wird, erscheint es zweckmäßig, zunächst auf das in der vorgeschlagenen Anlage benutzte Datenformat einzugehen, wie es in F i g. 5 und 6 gezeigt wird.

Bei dem in F i g. 5 gezeigten Format handelt es sich um das Standard 7"1-Leitungs-Format. Die Bitfolge, die auf einer 7"I-Leitung auftritt, ist in Standard-Zyklen oder Abschnitte aufgeteilt, von denen jeder ein Zyklus-Bit und 192 folgende Zeitlagen umfaßt. Jedes Zyklus-Bit wechselt zwischen »1« und »0« bei aufeinanderfolgenden Zyklen. Die Verkettung von zwei aufeinanderfolgenden Standard-Zyklen wird in dieser Beschreibung »Hauptzyklusrahmen« genannt und beginnt gemäß Übereinkunft mit einem Zyklus, dessen Zyklusbit den Wert»l« hat.

Die 192 Zeitlagen des Standard-Zyklus sind vergrößert in F i g. 6 gezeigt und werden weiter in 24 Untergruppen zu je 8 Zeitlagen unterteilt. Die Zeitlagen in jeder Gruppe werden entsprechend mit »1« bis »8« bezeichnet Wie aus der Darstellung zu ersehen ist. nimmt ein Leitungsbit »1« 50% der zugeordneten Zeitlage ein, was zu einem Tastverhältnis von 50% führt. Wie bekannt, ist es bei der Verwendung von ri-Leitungen notwendig, sicherzustellen, daß genügend »1 «-Bits auf der Leitung vorkommen, um die Taktgeber der Anlage in Betrieb zu halten. Um dies zu verwirklichen, wird ein sogenanntes »Lebenserhaltungs-Bit« in die sechste Zeitlage jeder Untergruppe von 8 Zeitlagen eingegeben.

Werden serielle Daten auf der Übertragungsleitung verwendet, wie zum Beispiel durch den Byte-Zusammensetzer 64 und den Datenmultiplexer 68 (Fig. 3), werden das Zyklusbit und das »Lebenserhaltungs-Bit« (Taktbit) bei der Byte-Formation fortgelassen. Außer den zwei erwähnten Bit-Arten können noch 42 Achtbit-Bytes in einem Hmiptzyklusrahmen gebildet werden.
Das von der Standard-7"1-Leitung dargebotene Leitungsformat wird von der Einrichtung gemäß Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 7, 8 und 9 benutzt. Sowohl die Netzwerksignalisierung als auch die Datenübertragung werden auf der gleichen Leitung und auf gleiche Weise im Multiplexverfahren behandelt. Von den 42 Bytes, die in einem Hauptzyklusrahmen enthalten sind, werden die in Fig. 8 gezeigten ersten vier Bytes ausschließlich für die Netzwerk-Steuersignalisierung verwendet, während die verbliebenen 38 Bytes für die von dem Teilnehmer gelieferten Daten reserviert sind. Die ersten vier Bytes werden nachfolgend als »Signalpaket« und die anderen 38 Bytes als »Datenpaket« bezeichnet. Wie aus F i g. 8 zu ersehen ist, ist das Datenpaket vom Signalpaket vollständig unabhängig, obwohl beide als Paar innerhalb eines

JO Hauptzyklusrahmens auftreten. Das erste Byte eines jeden Paketes ist bestimmt für einen Identifizierungscode oder einen Spezialcode zur Anzeige, daß das Paket gerade leer ist. Die Paket-Formate werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 15 bis 17 ausführlich

J5 beschrieben.

Der Rechner 62, der als Teil der Schnittstelleneinheit 17 in Fig.4 dargestellt ist, ist als Blockschaltung in F i g. 11 gezeigt. Es handelt sich hierbei um einen kleinen Digitalrechner mit einem einzelnen 8-Bit-Akkumulator 602, mit einem Arbeitsspeicher 604 für Sechzehn-8-Bit-Wörter und einem Festwert-Programmspeicher 600 für 256-Sechzehn-Bit-Wörter. Dieser Rechner überwacht und steuert die Übertragungsoperation mit Hilfe von Steuerleitungen, welche die einzelnen Teile der Übertragungseinrichtungen, wie in den vorhergehenden Figuren gezeigt, verbinden. Die Steuerleitungen sind so organisiert, daß am Schnittstellenrechner 62 sieben Speicherwörter erscheinen, von denen jedes acht Bits umfaßt. Die Steuerleitungen sind insgesamt als »Periso pheriespeicher« bekannt und in Fig. 11 mit 611 beziffert.

Die Befehlsliste des Rechners 62 enthält Tafel I. Wie aus F i g. 10 zu ersehen ist. enthält jedes Befehlswort des Rechners 62 sechzehn Bits, die zu einem Operationscodefeld zu zwei Bit, einem 7"-FeId zu einem Bit, einem A-FeId zu fünf Bits und in einem A¹FeId zu acht Bits organisiert sind.

Τ»fcI !

Befehlsliste für den Schnittstellen-Rechner
Steuerbefehle

Mnemotechnische Operationen T R

Form Code Feld Feld Feld

Befehlsdefinition

GOTOö
BT a

WARTEN
GOTO .v

BT χ
BF.v
WARTEN

00 0 00000 Unbedingter Sprung in die mit α bezeichnete Stelle des

Programmspeichers

01 0 00000 Sprung in die mit α bezeichnete Stelle des Programm

speichers
wenn a = 0

10 0 00000 Spun in die mit α bezeichnete Stelle des Programm

speichers
wenn α Φ 0

11 0 00000 Warten auf Byte-Taktung (strobe)

00 1 00000 Unbedingter Sprung in die mit .v bezeichnete Stelle des

Programmspeichers

01 1 00000 Sprung in die mit χ bezeichnete Stelle des Programm

speichers
wenn .v = 0

10 1 00000 Sprung in die mit .v bezeichnete Stelle des Programm

speichers
wenn χ Φ Ο

11 1 00000 Warten auf Byte-Taktung (strobe)

Arithmetische und logische Befehle

Operation
Code Feld

T Befehlsdefinition

Feld

A = a ! r	00	0
A - a & r	01	0
A = a-Vr	10	0
A = a — r A = .ν ! τ	11 00	0 1
A = x&r	01	1
A = A" + r	10	1

Bilde das logische EXKLUSIV ODER- von α und von dem durch r bestimmten Inhalt und speichere das Resultat in A Bilde das logische UND- von α und von dem durch r bestimmten Inhalt und speichere das Resultat in A Addiere α zum Inhalt des durch r bestimmten Gebietes und speichere das Resultat in A

Speichere α in der durch r bestimmte Stelle und auch in A Bilde das logische EXKLUSIV ODER- von .γ und von dem Inhalt der durch r bestimmte Stelle und speichere das Resultat in A

Bilde das logische UND- von .v und von dem Inhalt der durch r bestimmte Stelle und speichere das Resultat in A Addiere .v zum Inhalt der mit r bestimmte Stelle und speichere das Resultat in A

Speichere χ in der mit r bestimmte Stelle und in A

Die in Tafel I gezeigte Befehlsliste enthält Steuerbefehle sowie arithmetische und logische Befehle. Die Steuerbefehle sind dadurch gekennzeichnet, daß das A-FeId = »0« ist Wenn das T-FeId = »0« ist, dann enthält, wie die Tafel I zeigt der Akkumulator A den Operanden für den Befehl. Wenn das Γ-Feld = »1« ist, dann ist der Operand für den Befehl der Inhalt des X-Feldes. Zu bemerken ist, daß in der Tafel die verschiedenen Befehlswortfelder mit großen Buchstaben und die Felder-Inhalte mit kleinen Buchstaben gekennzeichnet sind.

Die arithmetischen und logischen Befehle enthalten. wie Tafel I zeigt, die Funktionen der Addition, des logischen UND sowie des logischen Exklusiv-ODER. In den Befehlen arithmetischer und logischer Art wie z. B.

60 in den Steuerbefehlen, zeigt der Wert »1« in dem »7>r-FeId an, daß einer der Operanden »x« in dem XFeId enthalten ist während ein »0«-Wert in dem T-FeId anzeigt daß einer der Operanden sich im Akkumulator A befindet Der andere Operand liegt in

65 jedem Fall in der durch r, d. h. dem Inhalt des /?-Feldes, bestimmten Stelle.

Die Speicherstelien, die durch das Ä-Feld bestimmt werden können, sind in Tafel II

16 Arbeitsspeicherstellen, gekennzeichnet mit W„ wobei O < / < 15 ist, und sieben Peripheriespeicherstellen Vt, wo 0 < k < 6 ist, sowie den Akkumulator.

Tafel U
Λ-Feld-Formate

A-FeId (Binär-Wert)

Bestimmte Speicherstelle

10000 + / Arbeitsspeicherstelle W_n
wo 0 < i < 15 ist

01000 + Jt Peripheres Schnittstellen-Wort V_k, wo
0 < A- < 6 ist

01111 Akkumulator

00000 Keine Stelle, was bedeutet, daß der

Befehl ein Steuerbefehl ist

Unter Bezugnahme auf F i g. 11 kann man erkennen, daß der Programmspeicher 600 sechzehn-Bit-Befehlswörter an das Befehlsregister 601 liefert. Der Ausgang des Befehlsregisters 601 und der Ausgang des Akkumulators 602 werden über die Auswahlschaltung

608 auf acht Leitungen 609 geschaltet Von diesen Leitungen 609 kann die Information zu einem Programmzähler 605 übertragen werden, welcher die Adressierung des Programmspeichers 600 steuert, sie kann auch in den acht-Bit-Funktionsgenerator 603 gelangen sowie in den Peripheriespeicher 611 oder in den Arbeitsspeicher 604. Die Übertragung zum Peripheriespeicher wird durch die Schreibauswahlschaltung 607 gesteuert.

Der Funktionsgenerator 603 enthält die Vorrichtungen zur Ausführung der Addition, zur Bildung des logischen UND- und des Exklusiv-ODER-, sowie eine zusätzliche Funktion, bei welcher nach Befehl die Daten auf den Leitungen 609 lediglich zum Ausgang des Funktionsgenerators 603. der den Akkumulator 602 enthält, gegeben werden. Der Funktionsgenerator 603 liefert auch ein bestimmtes Zustandssignal immer dann, wenn sein Ausgang eine »0« liefert. Dieses Zustandssignal wird dem Flipflop 606 zugeführt. Der Funktionsgenerator 603 enthält eines seiner Eingangssignale von den acht Leitungen 609 und das zweite Eingangssignal über die acht Leitungen 610. Die Daten der Leitungen

609 werden entweder vom Befehlsregister 601 oder vom Akkumulator 602 in Abhängigkeit von der Operation der Auswahlschaltung 608 erhalten. Die Daten auf der Leitung 610 können aus dem Arbeitsspeicher 604 oder entweder vom Akkumulator oder vom Peripheriespeicher 611 kommen, was durch den Torkreis 619 bestimmt wird. Die Arbeitsweise des Schnittstellen-Rechners 62 kann am besten mit den in der Tafel 1 angeführten Befehlen erklärt werden.

Jeder Zyklus des Rechners 62 kann gewöhnlich in vier Zeitabschnitte gegliedert werden, die im Zeitdiagramm der Fig. 12 mit fi, /2. ti und U gekennzeichnet sind. Während des Zeitabschnitts I₁ wird ein I6-Bit-Befehlaus dem Programmspeicher 600 ausgelesen und in den Befehlsspeicher 601 eingeschrieben. Die Ausgangssignale der höchstwertigen acht Bits der Befehlsregister bestimmen dann das Verhalten des Rechners im Verlaufe der anderen drei Zeitabschnitte des Maschinenzyklus. Das Verhalten des Rechners unterscheidet sich in allen acht unterschiedlichen Befehlen, die in Tafel 1 angeführt sind. Bei allen Befehlsarten erhöht der Rechner den Zählstand des Programmzählers 605 im Zeitabschnitt t₂. Das Ausgangssignal dieses Zählers wählt in der nachfolgenden Zeit fi den Befehl aus, der für den nachfolgenden Zyklus benutzt wird.

Zuerst sollen die acht Steuerbefehle behandelt werden. Die Tafel I zeigt, daß die Befehle in zwei Gruppen aufgeteilt sind. Die erste Gruppe hat ein mit »0« gekennzeichnetes 7¹FeId, während bei der zweiten Gruppe das Γ-Feld einer »1« entspricht Der T-Wert bestimmt das Verhalten der Wählschaltung 608. Wenn T gleich »0« ist, so wird das Ausgangssignal des Akkumulators 602 auf die Sammelleitung 609 gegeben. Bei T gleich »1« dagegen veranlaßt die Wählschaltung 608, daß die niedrig wertigsten acht Bit des laufenden Befehls im /-Register 601 den Sammelleitungen 609 zugeführt werden.

Das Operationscodefeld im Befehl bestimmt, was mit dem auf die Sammelleitung 609 geschalteten Wert passiert. Bei einem »GOTO«-Befehl wird der auf der Sammelleitung 609 geführte Inhalt unbedingt in den Programmzähler 605 in dem Zeitabschnitt gebracht, der mit f₂ beginnt Diese Operation überspielt die vorher erwähnte Operation der Weiterschaltung des Programmzählers um »1«. Das Resultat besteht darin, daß der nächste Befehl von der Adresse abgeleitet wird, die sich aus dem Wert auf der Sammelleitung 609 ergibt

Der Befehl, dessen Operations-Codefeld dem Wert »01« entspricht ist ein Sprungbefehl, der von dem Wert im Akkumulator 6Ö2 bedingt wird. Die Wirkung dieses Befehls besteht darin, die Daten auf der Sammelleitung 609 in den Programmzähler 605 zu übertragen, wenn der Akkumulator eine »0« enthält. Der Befehl mit einem Operations-Code »10« hat die Wirkung, die Daten auf der Sammelleitung 609 in den Programmzähler 605 zu übertragen, wenn der Inhalt des Akkumulators keine »0« ist Durch Abfragung des Flipflops 606 ist es möglich, zu bestimmen, wann der Inhalt des Akkumulators »0« ist. Wenn das gesetzte Ausgangssignal des Flipflops 606 »0« isti dann ist der Inhalt des Akkumulators 602 Null. *

Wenn der Sprung ausg eführt und die Information von der Sammelleitung 609 in den Programmzähler 605 übertragen wird, beginnt bei beiden bedingten Sprungbefehlen diese Operatioi mit dem Zeitabschnitt h und überspielt die vorher erwähnte Erhöhung des Programmzählers.

Der verbliebene Steuerbefehl hat den Operationscode »II«, und ist ein Wartebefehl, der die Operation des

so Rechners anhält. Der Rechner setzt dann seine Arbeit wieder fort, wenn er ein Byte-Strobe-Signal vom Daten-Multiplexer 58 erhält.

Die acht arithmetischen und logischen Befehle der Tafel I können auch in zwei Gruppen zu vier Befehlen aufgeteilt werden. In der einen Gruppe entspricht das 7¹FeId einer »1« und in der zweiten einer »0«. Wie bei den vorher beschriebenen Steuerbefehlen bestimmt auch hier das Γ-Feld die Operation der Wählschaltung 608.

Der Operationscode des im Register 601 gespeicherten Befehls bestimmt, welcher Wert im Funktionsgenerator erreicht und nachfolgend im Akkumulator 602 gespeichert wird. Der errechnete Wert wird im Akkumulator im Zeitabschnitt U gespeichert, d. h. zu Beginn des folgenden Befehlszyklus. In derselben Zeit wird das Flipflop 606 entweder auf »0« oder auf »I« gesetzt, in Abhängigkeit davon, ob der Akkumulator entweder auf »0« oder nicht null steht. Für den

Operationscode »Π« entspricht der im Akkumulator abgespeicherte Wert dein Wert auf der Sammelleitung 609. Für den Operationscode »10« ist der im Akkumulator gespeicherte Wert gleich der Summe aus dem Wert auf der Sammelleitung 609 und dem Wert auf der Sammelleitung 610. Für den Operationscode »01« ist der im Akkumulator gespeicherte Wert das logische UND aus dem Wert auf der Sammelleitung 609 und dem Wert auf der Sammelleitung 610. Für den Operationscode »00« ist der im Akkumulator gespeicherte Wert das Exklusiv-ODER aus dem Wert auf der Sammelleitung 609 und dem Wert auf der Sammelleitung 610.

Der Operationscode »11« hat die zusätzliche Wirkung einer Speicherung des Wertes auf der Sammelleitung 609 in einem 8-Bit-Register entweder im Arbeitsspeicher 604 oder im Peripheriespeicher 611. Das entsprechende Register wird bestimmt von dem R-FeId des Befehls, der sich zu dieser Zeit noch im BefehlsregisteriBOl befindet. Dieses Feld bestimmt auch den Wert auf der Sammelleitung 610, der einem der Wörter entweder aus dem Arbeitsspeicher 604 oder der Peripherieschnritsteile 605 oder möglicherweise aus dem Akkumulator 602 entspricht Ein Speicherbefehl, d.h. das Vorliegen des Operationscodes »11«, erfolgt immer in der Zeit ij.

Die oben beschriebene Einrichtung stellt auch die Übertragungswege zur Verfugung, über welche die digitale Datenübertragungsanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung Daten sendet und empfängt. Wie bereits kurz im Zusammenhang mit Fig.2 erwähnt, wird die Einrichtung mit im Rechner 62 und im Steuerrechner gespeicherten Programmen gesteuert. Das Steuerverfahren wird nachfolgend detailliert behandelt.

In Fig. 13 wird das Funktionsdiagramm für Daten und Signale, die auf Voll-Duplex-Basis zwischen der Vermittlungseinheil 10 und dem Digitalgerät 18 über eine Schnittstelleneinheit 17 übertragen werden, gezeigt.

Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, gibt das Digitalgerät einen Kanalwählbefehl an die zugehörige Schnittstelleneinheit (TlU) 17 jedesmal dann ab, wenn es eine neue Datenübertragung zu beginnen wünscht. Die Einheit 17 sendet daraufhin ein Wählsignal SEL an die Vermittlungseinheit 10, die mit einem Signal ACK für Empfangsbestätigung antwortet. Damit setzt die Datenübertragung ein. Im Maße, wie Daten-Bytes von dem Digitalgerät 18 zu der Einheit 17 gesendet werden, werden sie zu Datenblöcken oder -paketen zusammengefaßt und dann erst der Vermittlungseinheit zugeführt, die periodisch ein Empfangsbcstätigungssignal ACK aussendet.

In der anderen Richtung sendet die Vermittlungseinheit ein V/ählsigrial an die Schnittstelleneinheit 17, wenn sie eine entsprechende Datenmenge für das Digitalgerät 18 gesammelt hat. Die Schnittstelleneinheit 17 beaufschlagt dann die Zustandsleitung für Kanalunterbrechung und benachrichtigt dadurch das Digitalgerät 18, das Daten für dieses Gerät zur Verfügung stehen. Nachdem nun das Digitalgerät 18 einen geeigneten Kanal ausgewählt hat, überträgt die Vermjulungseinheit 10 die Datenblöcke oder -pakete zu der Schnittstelleneinheit 17, die ihrerseits die Übergabe byteweise an das Digitalgerät 18 veranlaßt und periodisch ein Bestätigungszeichen ACK an die Vermittlungseinheit 10 abgibt.

Die Fig. 14 zeigt ein Daten- und Signalflußdiagramm für Voll-Duplex-Verkehr zwischen zwei Vermittlungseinheiten 10a und 106, wobei die Übertragung auf beiden Hälften des Voll-Duplex-Weges vollkommen gleich ist.

Wenn bei der Vermitüungseinheit 10a Daten bereitstehen, sendet diese Einheit ein START-Signal an die Vermittlungsemheit 10Zj, die das Signal mit einem Empfangsbestätigungs-Signal bestätigt Alsdann setzt die Datenübertragung ein. Im Maße wie in der Vermittlungseinheit 10a Daten anfallen, werden sie in Blöcken oder Paketen zur Vermittlungseinheit 10i> weitergeleitet und periodisch von dort mit einem Empfangsbestätigungssignal bestätigt Bei der Feststellung von Fehlern durch die Vermittlungsemheit 10ό sendet diese Einheit Nicht-Empfangsbestätigungs-Signale an die Vermittlungseinheit 10a. Wenn scnließlich die Vermittlungseinheit 10a aufhört. Daten zu senden, sendet sie ein Frei-Signal an die Einheit 10i>.

Die Signal- und Datenübertragung nach F i g. 13 und 14 wird ausführlicher anhand der Datenformate nach Fig. 15,16 und 17 erklärt

Die Fig. 15 zeigt einen Signalblock bzw. -paket mit vier Achtbii-Bytes und einen Datenbiock bzw. -paket mit achtunddreißig Achtbit-Bytes. Betrachtet man den Signalblock, so erkennt man, daß das erste Byte 1100 eine Identifizierungskennzahl (ID) enthält Da das höchstwertige Bit der Identifizierungskennzahl zur Bestimmung der Datenübertragungsrichtung benutzt wird, bietet die Identifizierungskennzahl die Möglichkeit, bis zu 128 Schnittstelleneinheiten 17 an jeder Übertragungsschleife (Fig. 1) zu unterscheiden. In diesem Fall dient die Kennzahl ID aliein zur Identifizierung einer jeden Schnittstelleneinheit 17. Da das gleiche Datenformat auch für die Übertragungsleitungen 12 verwendet wird, die zur Verbindung von Paaren von Vermittlungseinheiten 10 dienen, wird jede Übertragungsleitung 12 effektiv in 128 Voll-Duplexwege vervielfacht. Diese Wege werden »Stammleitungen« genannt und sind eine Art Systemvorrat, der in der nachfolgend beschriebenen Weise zugewiesen und zugeordnet wird. Selbstverständlich würde eine Identifizierkennzahl ID unterschiedlicher Stellenzahl die Möglichkeit der Vervielfachung bieten und damit eine unterschiedliche Anzahl von Schnittstelleneinheiten und Stammleitungen schaffen.

Das Byte 1101 ist in der Fig. 16 näher dargestellt und umfaßt eine Folgekennzahl 1112 aus sechs Bits und ein Zweibit-Feld 1113 (mit F bezeichnet). Die Folgekennzahlen werden nacheinander an die Wähl-Signalpakete SEL und an die Datenpakete während der Übertragung auf der Schleife 14 angelegt und anschließend an die Datenpakete während der Übertragung auf der Leitung 12. Die Bedeutung der Folgekennzahl bzw. des 5£<?-Feldes 1112 wir auch des CW-Bytes 1102 hängt von dem Wert des F-Feldes 1113 ab.

Wenn das F-FeId 1113 Null entspricht, zeigt es an, daß das Paket ein Bestätigungspaket (ACK) ist. Das SEQ-Fe\d 1112 bestätigt den Empfang von Daten- oder Wähl-Signalen SEL und umfaßt die Kennzahl, die an das letzte korrekt empfangene Datenpaket oder Wähl-Signal 5EL angelegt ist. Die Bedeutung des CH- Feldes 1102 in einem Bestätigungspaket hängt von den Umständen ab, unter denen das Paket verwendet wird. Wird ein Bestätigungs-Signal ACK von der Vermittlungseinheit zu einer Schnittstelleneinheit oder zu einer anderen Vermittlungseinheit gesandt, so dient das CH-FeId dafür, die weitere Übertragung einzuleiten. In diesem Fall enthält das CW-FeId die letzte Folgekennzahl, die für eine nachfolgende Übertragung benutzt

werden kann. Wird das Bestätigungssignal ACK von einer Schnittstelleneinheit erzeugt, enthält das C//-Feld eine Null, wenr keine Übertragungsfehler festgestellt wurden und es enthält die entsprechenden Fehlercodes, wenn irgendwelche Fehler festgestellt werden. Diese Fehler zeigt die Tafel III,

Tafel m

Wert Fehler

1 Störung des Blockzyklus

2 Steuer-Prüfsummen-Fehler 4 Falscher Kanal

8 Falsche Folgekennzahl

16 Bipolarer Format-Fehler

32 Daten-Prüfsummen-Fehler

Wenn das F-FeId 1113 eine eins ist, zeigt es ein Wählsignal SEL bei der Verwendung auf der Schleife 14, und Start-Signaf STRTan, wenn es auf der Leitung 12 verwendet wird. In einem Wählsignal SEL ist das SfQ-FeId 1112 die Folgekennzahl, wie oben erwähnt, und das CW-FeId 1102 enthält die Nummer des ausgewählten Kanals. In dem Start-Signal STAT sind die beiden Felder 1112 und 1102 kombiniert, so daß sie eine vierzehnstellige Zahl bilden, die den Kanal identifiziert, auf dem die Übertragung beginnen soll.

Wenn das F-FeId 1113 eine zwei ist, zeigt es ein Frei-Signal IDL an und das 5EQ-FeId 1112 ist die letzte Folgekennzahl, die in der unmittelbar vorhergehenden Übertragung beiutzt worden war.

Wenn das F-FeId 1112 eine cVei ist, zeigt es ein Nichtbestätigungs-Signal NACK an, und die Felder SEQ bzw. CH (1112 und 1103) wer 'en in der gleichen Weise wie ein von der Teilnehmer-Übergangseinheit kommendes Bestätigungs-Signal benutzt.

Schließlich umfaßt das letzte Byte in einem Signalpaket, das Byte 1103, eine Achtbit-Prüfsumme, welche von einer Programmeinrichtung erzeugt wird und welche das Exklusiv-ODER der Werte der Felder 1100,1101 und 1102 aufweist.

Auch das in Fig. 15 gezeigte Datenpaket enthält ein Achtbit-Byte 1104, das die Identifizierungs-Nummer ID des Pakets aufweist. Das Byte 1105, dessen Vergrößerung die F i g. 17 zeigt, enthält eine Sechsbit-Folgekennzahl 1110 und ein Zweibittypenfeld 1111. Wenn in diesem Feld 1111 der Wert zwei steht, dann kennzeichnet das Datenpaket das Ende der Nachricht. Enthält das Feld 1111 den Wert eins, dann kennzeichnet das Datenpaket das Ende eines Bündels. Wenn das Feld 1111 null enthält, dann enthält das Datenpaket lediglich Nachrichten und kennzeichnet weder das Ende der Nachricht noch das Ende eines Bündels.

Das Byte 1106 des Datenpakets enthält die Länge L der Daten im Paket. Die Länge »Null« kennzeichnet gemäß Übereinkunft ein volles Paket mit 32 Bytes. Wenn das Paket nicht voll ist, dann muß die Information in dem vorderen Teil des 32-Bytes-Feldes sein, wobei ; die verbliebenen Positionen einen beliebigen Wert haben können.

Das Byte 1107 des Datenpaketes enthält eine programmerzeugte Achtbit-Prüfziffer bzw. -Prüfsumme. I

Das Feld 1108 enthält aktuelle Daten und kann bis zu 32 Achtbit-Bytes aufnehmen. Schließlich enthält das Feld 1109 noch geräteerzeugte Sechzehnbit-Prüfziffern.

Die Methode, nach welcher die «- und /J-Verfahren die Signalisierungseinrichtungen der Fig, 13 und 13 benutzen, kann am besten an Hand von F i g, 2 erläutert werden. Wie diese Figur zeigt, ist jeder ÜbertragungskanaJ in zwei Unterkanäle aufgeteilt, von denen jeder für die Datenübertragung in einer Richtung zuständig ist Die folgende Beschreibung betrifft den Algorithmus, der die Datenübertragung auf einem Unterkanal behandelt, und zwar auf dem Unterkanal 15 (F i g. 2). Es in versteht sich, daß die Datenübertragung auf einem Vollkanal durch die doppelte Anwendung des Algorithmus erzielt wird.

Wie erinnerlich, sind an der Übertragung auf einem Unterkanal zwei Sätze von Parametern und zwei ι > Verfahren beteiligt Das jc-Verfahren oder der «-Algorithmus steuert die Ausgangsdaten und hält die «-Parameter des Unterkanals auf dem laufenden. Das ^-Verfahren und der 0-AIgorithmus steuert die ankommenden Daten und hält die /(-Parameter des Unterkanals auf dem laufenden.

Das detaillierte Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf gewisser, wichtigen Techniken, die nachfolgend erklärt werden sollen, bevor auf die Algorithmen eingegangen wird.

Die digitalen Daten werden gemäß der Erfindung in »Stoßen« übertragen, wobei ein »Stoß« als eine Datenmenge anzusehen ist, die von einem Digitalgerät während einer kontinuierlichen Aktivitätsperiode auf einen Kanal übertragen wird. Ein Stoß beginnt mit einem Wählsignal SEL und endet entweder mit dem folgenden Wählsignal SEL oder einem Datenpaket mit einer Codekennzeichnung für das Ende der Nachricht Für die Übertragung eines Datens-toßes sind System-Reserven vorgesehen und werden laufend für die nachfolgenden Stöße bereitgehalten. Als »System-Reserve« sind der Raum für die Speicherung von Datenpaketen in einer Vermittlungseinheit und die Stammleitungen an einer Übertragungsleitung zu verstehen, welche zwei Vermittlungseinheiten verbindet

Jede Linkleitung eines Kanals kann bei der Datenübertragung von einer Vermittlungseinheit zur anderen höchstens eine Stammleitung benutzen und daher kann kein einzelner Kanal alle vorhandenen Stammleitungen belegen. Es besteht jedoch die Gefahr, daß ein Kanal den gesamten Speicherraum einer oder mehrerer Vermittlungseinheiten verwendet. Dafür sind folgende Gegenmaßnahmen vorgesehen.

Der Speicherraum in einer Vermittlungseinheit ist in Abschnitt zu M-Paketen aufgeteilt, wo »M« ein für jeden Kanal konstanter Parameter ist. Die spezielle, M zugeordnete Größe für einen bestimmten Kanal wird dann bestimmt, wenn der Kanal virtuell zugewiesen wird. Wenn nun eine Stoß-Übertragung beginnt, enthält das 0-Verfahren die Zuordnung von M-Speicherplätzen. Wenn diese Plätze mit den empfangenen Daten durch das ß-Verfahren aufgefüllt sind, stellt es eine weitere Anforderung auf Zuweisung von Λί-Speicherplätzen.

Die während des j?-Verfahrens aufgefüllten Speicherplätze werden dann im «-Prozeß zur erneuten Übertragung verfügbar gemacht. Wenn die erneute Übertragung zufriedenstellend beendet ist, löscht das «-Verfahren die Speicherplätze. Sie stehen dann für eine erneute Zuweisung in einem folgenden ^-Verfahren zur Verfügung, das eine Speicherplatzzuweisung anfordert. Daher ist der mit »V« gekennzeichnete Speicherraum in einer Vermittlungseinheit, die gerade einem aktiven Unterkanal zugeordnet ist, die Summe

aller Zuweisungen von M, die fpr die /i-Verfahren der Unterkanäle erfolgen, abzüglich des Speicherraums, der bei dem «-Verfahreji des Unterkanals frei geworden ist.

Der mit K gekennzeichnete Speicherraum, der einem bestimmten Unterkanal zugewiesen wird, ist auf keinen Fall größer als ein bestimmter Wert »A«, wo »A« eine weitere, für den Unterkanal typische Konstante ist. Daher wird, solange A — V < M für einen bestimmten Unterkanal Gültigkeit hat, die Anforderungen für die Zuweisung von weiterem Speicherraum durch dieses /^-Verfahren des Unterkanals nicht erfüllt Diese Verwendung der Bestätigungs-Signale ACK stellt das Mittel dar, wodurch die Datenübertragungsanlage gemäß Erfindung automatisch die Sendegeschwindigkeit eines jeden DigitaJgerätes der Empfangsgeschwindigkeit des korrespondierenden Digitalgerätes anpaßt

Die Art, wie die Datenübertragungsanlage gemäß Erfindung die Übertragung der Daten steuert, ist abhängig von allen, den Daten zugeordneten Folgekennzahien, die von den Bestätigungs-Signalen ACK benutzt werden, um sowohl den korrekten Empfang der bis dahin gesendeten Daten zu bestätigen, als auch die weitere Übertragung zu bewilligen. Die Verwendung einer Sechsbit-Folgekennzahl, wie sie dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zugrunde liegt, ermöglicht es einem einzigen Bestätigungs-Signal, die Übertragung von bis zu 63 Datenpakete zu bewilligen. Andere Ausführungsformen könnten selbstverständlich eine Folgekennzahl unterschiedlicher Größe benutzen, um die Bewilligung zur Übertragung einer kleineren oder größeren Anzahl von Paketen zu ermöglichen.

Die Datenpakete, die zwischen den aufeinanderfolgenden Bewilligungssignalen übertragen werden, werden gemeinsam als ein »Bündel« bezeichnet. Da in diesem Ausführungsbeispiel eine Sechsbit-Folgekennzahl verwendet wird, kann die Größe eines Bündels nicht 63 Datenpakete überschreiten. Tatsächlich kann es weniger als diese Anzahl aufweisen, wobei die Länge von dem Α-Verfahren bestimmt wird, welches die Übertragung steuert. Die maximale Bewilligung durch ein /?-Verfahren wird von dem Parameter N bestimmt, der für den Unterkanal konstant ist »N« ist somit die zweite Einschränkung dar Maximaigröße eines Bündels. In allen Fällen wird das letzte Datenpaket in einem Bündel eindeutig durch das Typenfeld 1111 der Fig. 17 identifiziert. Durch Verabredung ist ein Wählsignal immer das Ende eines Bündels. Ein Digitalgerät kann willkürlich die Daten aufteilen, die es an ein anderes Digitalgerät sendet, und zwar in Einheiten, die als »Nachrichten« bezeichnet werden. Wenn ein Digitalgerät das letzte Bit einer Nachricht der angeschlossenen Schnittstelleneinheit übergibt, sendet es ein entsprechendes Signal an diese Einheit. Durch Verabredung definiert das letzte Paket einer Nachricht das Ende eines Bündels und das Ende eines Dalenstoßes.

Die Arbeitsweise der A- und jS-Verfahren kann unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert werden, und zwar unter Berücksichtigung der Datenübertragung von der Schnittstelleneinheit 19 zur Vermittlungseinheit 21 über die Vermittlungseinheit 20. '

Wie aus der Fig.2 zu erkennen ist, ist das «ri-Verfahren der Schnittstelleneinheit 19 mit dem /?n-Verfahren der Vermittlungseinheit 20 verbunden. Die zweite Hälfte der Vermittlungseinheit 20, Teil des Unterkanals 15, unterliegt dem <χτ2-Verfahren, das die t Verbindung zu dem /!^-Verfahren der Vermittlungseinhcit 21 herstellt.

Zunächst soll eine Übertragung von Art nach ß_T\ aufgezeigt werden. Die Daten- und Wählsignalpakete, die von <κγ\ nach βτ\ fließen, sind, wie oben beschrieben, in der Reihenfolge numeriert, und die Folgekennzahlen werden von βτ\ geprüft. Nur Daten- und Wahlsignaipa- -, kete mil aufeinanderfolgenden Nummern werden für die Bearbeitung durch βτι angenommen. Alle anderen werden als Fehler behandelt. Wenn das mit der Schnittstelleneinheit 19 verbundene Digitalgerät eine Übertragung auf einem Unterkanal 15 einzuleiten

in wünscht, muß es diesen Kanal vorher auswählen, was dann zur Aussendung eines Wählsignals von αγι nach βτι führt Nach Eintreffen bei βτι beinhaltet das Wählsignal eine Anforderung für freie Kapazitäten für die Übertragung eines Datenstoßes von «ri über die

ι -» Vermittlungseinheit 20 zur Linkleitung 25. Im einzelnen stellt βτι eine Anforderung für eine Unter-Stammleitung, um die Linkleitung 25 zu bilden, und für einen ziemlich großen Speicherplatz in der Vermittlungseinheit 20, um A/-Datenpakete aufnehmen zu können.

.'o Wenn eine dieser Kapazitäten nicht sofort βτι zugewieser, werden kann, dann wird die Übertragung zur Vermittlungseinheit 20 über Lc-λ Unterkanal 15 zurückgestellt, bis die entsprechende Kapazität zur Verfügung steht.

a: Sobald die angeforderten Kapazitäten βτι zugewiesen sind, wird das Wähl-Signal von «n durch Aussenden eines B^stätigungs-Signals von ß_T\ an απ bestätigt und freigegeben. Das «n-Verfahren sendet, wenn das Digitalgerät genügend Daten liefert, die genehmigte

in Anzahl von Datenpaketen an βτι und markiert das letzte Paket als das letzte des Datenbündels. Nachdem alle Datenblöcke empfangen worden sind, prüft βτι die zugehörige Folgekennzahl und speichert sie in der Vermittlungseinheit 20. Nachdem das letzte Paket des

r> Datenbündels empfangen worden ist, erzeugt βτι ein neues Bestätigungs-Signal und sendet es an «π. Das neue Bestätigungs-Signal bestätigt den ordnungsgemäßen Empfang der übertragenen Daten und genehmigt die weitere Übertragung, bis der gesamte übertragene

-in Betrag gleich M ist. Ist das geschehen, fordert βτι Speicherraum für ein neues M-Paket von Daten an.

Wenn diese Forderung bewilligt wird, sendet βτι ein erneutes Bestätigungs-Signal an oc_T\ aus.

Wenn βτι entweder ein Wählsignal oder das letzte

;■. Paket einer Nachricht empfängt, der das Ende eines Datenstoßes bedeutet, wird jede unbenutzte Speicherkapazität, die bei der Stoß-Übertragung zugewiesen worden, aber im Augenblick unbenutzt ist, dem Gemeinschaftsspeichervorrat der Vermittlungseinheit

ν· 20 wieder zur Verfügung gestellt.

Nunmehr wird die Übertragung von «Γ2 nach βτΐ betrachtet, und es ist ersichtlich, daß es von βτι abhängt, die von «ri empfangenen Daten an «Γ2 zu geben. βτ< macht diese Daten verfügbar für xr·. in dem sie in eine

> · Wartenih'ange mit der Bedingung »was zuerst eingegeben ist, wird auch zuerst ausgegeben« eingetragen. Zu dieser Warteschlange hat auch ιχτί Zutritt. <x_T2 /ersucht ständig, die Warteschlange zu leeren, indem die Daten weiter an ß_T2 gesendet werden. Der Übertragungspro-

> zeß umfaßt die Folgenumerierung der Datenpakete und die Anwendung des Bestätigungs-Signals für die Genehmigung der weiteren Übertragung, wie oben beschrieben, und auch für die Durchführung der Rückübertragung.

Die Übertragung von Daten auf der Linkleitung 25 (Fig. 2) ist die gleiche wie im Zusammenhang mit der Linkleitung 24 beschrieben. Ein Unterschied ist nur für die Anfangs- und Endsignalisierune von Datenstnßpn

vorhanden.

Fin Datenstoß auf der Linkleitung 25 beginnt, wenn der 0n-Prozeß eine Zuweisung für eine Unter-Stammleitung erhält, welche die Vermittlungseinheiten 20 und 21 verbindet. Gleichzeitig wird ein Start-Signal STRT über die zugewiesene Unter-Stammleitung an die Vermittlungseinheit 21 ausgesandt. Wie erwähnt, werden die SEQ- und CW-Felder kombiniert, um den Teil des Unterkanals 15 eindeutig zu bestimmen, welcher die Vermittlungseinheit 20 durchläuft (F i g. 2). Wenn die Vermittlungseinheit 21 ein Start-Signal STRT erhält, ordnet sie die zugewiesene Unterstammleitungsnummer dem richtigen Unterkanal zu, so daß die folgende Übertragung auf dieser Unterstammleitung durch den /?rrProzeß richtig ausgeführt wird. Das Start-Signal STRT veranlaßt 07-2-Kapazitäten für die Übertragung von Datenstößen anzufordern, und zwar in gleicher Weise wie bei βτ\ beschrieben.

Das Ende eines Datenstoßes tritt ein, wenn bei α 7-2 die

7iir [ Ihprtramino vnrupcphpnpn Datpn amophpn nnH lungseinheit, wenn das angerufene Gerät in der Lage ist, Daten vom rufenden Gerät zu übernehmen. Andernfalls sendet das gerufene Gerät ein »Zurückweisungssignal« aus. Das Signal »Ende des Rufs« wird entweder vom rufenden oder gerufenen Gerät benutzt, um einen Kanal freizugeben.

Wenn ein rufendes Gerät die Zuweisung eines neuen Kanals zu erhalten verlangt, sendet es eine Nachricht »Verbinden« an den zugeordneten Steuerrechner. Diese Nachricht enthält die Identifizierungsinformation des gerufenen Gerätes. Der Steuerrechner überträgt die Nachricht »Verbinden« an das gerufene Gerät. Ein Funktionscode im ersten Byte der Nachricht ermöglicht es dem gerufenen Gerät, den Ruf als Verbindungsanforderung zu identifizieren. Wenn das gerufene Gerät die Verbindungsanforderung annehmen will, fügt es gewisse Informationen an die Verbindungsanforderung an, ändert den Funktionscode im Sinne von »Annahme« und sendet die so gebildete, vervollständigte Nachricht an Hpn rlpin upmfpnpn Oprüt »iiupordnplpn Stpiiprrprh-

gleichzeitig auf der Linkleitung 24 keine neuen Datenstöße anstehen. Zu diesem Zeitpunkt gibt «72 die Unterstammleitung frei, die zur Realisierung der Linkleitung benutzt wurde. Diese Unterstammleitung steht nun für neue Zuweisung bereit. Wenn die Unterstammleitung freigegeben wird und periodisch auch danach, sendet die Vermittlungseinheit 20 ein Frei-Signal IDL solange über dieser Unterstammleitung aus. wie sie unzugeteilt bleibt. Wenn die Vermittlungseinheit 21 ein Frei-Sigiial IDL auf der Unterstammleitung empfängt, während diese βτι zugeordnet ist, unterbricht sie die Zuordnung der Unterstammleitung zu ßn und gibt Nachricht an βτ2, daß der Datenstoß zu Ende ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Operation von βτι die gleiche wie vorher im Zusammenhang mit βτ\ bei der Stoßbeendigung beschrieben.

Das gemäß dieser Erfindung ausgeführte und oben beschriebene Nachrichtenübertragungsverfahren beruht auf der Anwendung von Programmen, die in jedem Schnittstellenrechner 62 und in jeden Steuerrechner 30 (Fig.4) gespeichert sind. Jeder Schnittstellenrechner und jeder Steuerrechner in der Datenübertragungsanlage führt das gleiche Programm aus.

Das Steuerrechnerprogramm, das die oben beschriebenen Datenstrukturen benutzt, beginnt seine Operati'-ii mit Bezug auf eine bestimmte Nachrichtenübertragung, indem er auf eine Anforderung für die virtuelle Zuweisung eines Übertragungsweges anspricht und beendet diese Operation durch Auflösung der Zuordnung des Weges. Dieses Verfahren macht eine Kommunikation zwischen dem Steuerrechner und dem Rest der Anlage c-forderiich. Diese Kommunikation verwendet Nachrichten mit Standardformat, die dem Steuerrechner 30 der Vermittlungseinheit 10 zugeführt werden. Die Nachrichten werden sowohl von dem Digitalgerät 18, welches als rufende Einrichtung die Datenübertragung einleitet, als auch von demjenigen Digitalgerät 18, dis als gerufene Einrichtung die übertragenen Daten empfängt, gesendet Jede Nachricht umfaßt zweiunddreißig Bytes, wobei das zweiunddreißigste Byte als Endzeichen, wie oben im Zusammenhang mit F i g. 17 erklärt, in geeigneter Weise identifiziert wird.

Es werden vier unterschiedliche Nachrichten benutzt: Eine Nachricht »Verbinden« wird vom rufenden Gerät zur zugeordneten Vermittlungseinheit zwecks Kanalzuweisung ausgesandt Das gerufene Gerät antwortet mit einer »Annahmenachricht« an die zugeordnete Vermittner. Wenn das gerufene Gerät wünscht, eine Verbindungsanforderung zurückzuweisen, wird der Funktionscode der Anforderung so geändert, daß er die Zurückweisung anzeigt, und die Nachricht wird dem Steuerrechner zugeleitet.

Die Annahmenachricht umfaßt alle benötigten Informationen für alle Vcrmittlungseinheiten auf dem betreffenden Übertragungsweg, um einen virtuellen Kanal zu? ;ordnen. Im Falle einer Annahme, wird die Annahmenachricht zurück zum rufenden Gerät gesandt, und gleichzeitig wird der virtuelle Kanal zugewiesen. Das erfolgt nach dem Schema von Linkleitung-auf-Linkleitung. Die Übertragung kann jederzeit beginnen, wenn das rufende Gerät die Annahmenachricht erhält. Im Falle einer Zurückweisung gelangt die Zurückweisungsnachricht vom gerufenen Gerät zum rufenden Gerät ohne weitere Operation irgendeiner Vermittlungseinheit des Verbindungsweges.

Sowohl das gerufene als auch das rufende Gerät sind in der Lage, einen virtuellen Kanal durch Aussendung der Nachricht »Ende des Rufs« an den zugeordneten Steuerrechner aufzutrennen. Diese Nachricht wird dem jeweils anderen Gerät übermittelt. Während diese Übertragung stattfindet, wird der virtuelle Kanal auf der Basis Linkleitung-auf-Leitung freigegeben.

Wie bereits erwähnt, muß sich der Verkehr mit dem Steuerrechner auf einem Kanal »Null« vollziehen und alle Nachrichten, die von dem Steuerrechner zu einem Digitalgerät übertragen werden, fließen auf dem Kanal »Null« der Geräte.

Eine Nachricht von 32 Bytes besteht aus zwei Hälften zu je 16 Bytes. Die ersten 16 Bytes enthalten ..ne Kennzeichnung des virtuellen Kanals für das rufende Gerät, während die zweiten 16 Bytes eine Kennzeichnung für das gerufene Gerät enthalten. Das erste Byte der Kennzeichnung für das gerufene Gerät wird »Funktion« genannt und enthält einen Funktionscode der aussagt, welche Art von Nachricht gesendet wird. Wenn »Funktion« eins ist, wird eine »Verbindungsanforderung« angezeigt, wenn »Funktion« zwei ist, wird eine »Annahme« angezeigt, bei drei wird eine »Zurückweisung« und bei vier wird »Ende des Rufs« angezeigt Die anderen Bytes der beiden sechzehn Byte-Kennzeichnungen werden in gleicher Weise benutzt Die Werte hängen hier natürlich davon ab, ob es sich um ein rufendes oder gerufenes Gerät handelt Diese verbleibenden Bytes sind wie folgt:

Das zweite Byte einer Kennzeichnung wird als

»AOUT« bezeichnet und umfaßt die Größe des Paket-Pufferspeicheiraums, der in jeder durch den virtuellen Kanal verbundenen Vermittlungseinheit benutzt werden muß. Diese Zahl kennzeichnet gewöhnlich ein Vielfaches von 32 Bytes. Der Paketspeicherraum dient zur Pufferung aller Daten, die von dem Gerät kommen, in deren Kennzeichnung die betreffende Zahl erscheint.

Das dritte Byte ist mit »MIN« bezeichnet und kennzeichnet als Vielfaches von 32 die Anzahl der Bytes des Paketspeicherraumes, der am Anfang einer Stoß-Übertragung zugewiesen werden mu3. Es betrifft Datenstöße, die von dem Gerät weg übertragen werden, in dessen Kennzeichnung die Zahl »MIN« enthalten ist.

Das vierte Byte »NOUT« genannt, kennzeichnet als Vielfaches von 32 die Anzahl der Bytes, die in der Vermittlungseiriheit gesammelt werden sollen, bevor die Lieferung an das Gerät beginnt, in dessen Kennzeichnung dieses vierte Byte erscheint. In dem Fall, d?.ß eine komplette ,Nachricht weniger Bytes als in der Kennzeichnung angegeben enthält, startet die Abgabe der Nachricht, wenn alle Teile der Nachricht in der Vermittlungseinheit angesammelt sind.

Das fünfte Byte, »RIN« bezeichnet, bestimmt die Maximalgeschwindigkeit, mit welcher das Digitalgerät, auf das die Kennzeichnung zutrifft, die Datenpakete auf einem bestimmten markierten Kanal empfangen kann. Diese Geschwindigkeit wird als Mehrfaches von sechs Mikrosekunden angegeben und entspricht der Zeit, die benötigt wird, urn eine Datenbyte zuzustellen.

Das sechste Byte, »ROUT« bezeichnet, kennzeichnet die erv .»rtete maximale Geschwindigkeit des Datenausgangssignals bei einer Stoßübertragung. Auch diese Geschwindigkeit wird als Mehrfaches von sechs Mikrosekunden ausgedrückt und ist die vorweggenommene Lieferzeit pro übertragenem Byte.

Das siebte, achte 'ind neunte Byte werden »SWITCH-NO«, »LINENO« bzw. »TERMINALNO« bezeichnet und identifizieren das Digitalgerät, auf das sich die Kennzeichnung bezieht. Das SWITCHNO-Byte umfaßt das Kennzeichen der Vermittlungseinheit, die mit dem Digitalgerät verbunden ist. Das LINENO-Byte kennzeichnet die Übertragungsschleife dieser Vermittlungseinheit und das TERMINALNO-Byte enthält die Schnittstelleneinheit-Identifizierung.

Das zehnte Byte, »CHANNELNO« bezeichnet, kennzeichnet die Kanalnummer, die durch das Digitalgerät benutzt wird, wenn auf dem neuen virtuellen Kanal verkehrt wird.

Das elfte bis sechzehnte Byte einer Nachricht ist reserviert für die jeweils benutzte Vermittlungseinheit. Das elfte und zwölfte Byte bilden einen Wert aus sechzehn Bit, »LOOPD« genannt, der ein Hinweis auf einen Beschreiber vom Typ 1 ist. Das dreizehnte und vierzehnte Byte, »TERMINALD« genannt, bilden zusammen einen 16-Bit-Wert, der einen Hinweis auf einen Beschreiber vom Typ 2 darstellt. Das fünfzehnte und sechzehnte Byte, »TRUNKN«, bilden zusammen einen 16-Bit-Wert. der eindeutig einen Kanal pro Vermittlungseinheit kennzeichnet.

Die oben beschriebenen Datenstrukturen und Nachrichtenformate werden in dem Steuerrechnerprogramm

ίο in bekannter Weise benutzt.

Wie bereits erklärt, arbeitet der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendete Rechner vom Typ Tempo I mit einem Multiprogramm. Die Unterprogramme werden bei Bedarf auf zwei Unterprogramme,

is die als Ebene-1- und Ebene-2-Unterprogramm bezeichnet sind, aufgeteilt. Diese Unterprogramme werden mit I Interbrechungen betrieben, wobei das Ebene-1-Unterprogramm Vorrang vor dem Ebene-2-Unterprogramm hat und auch die Unterbrechungen im Betrieb des Lberic-z-Uüici'pi ügiäniiüs seizi.

Verschiedene Unterprogramme des Steuerrechnerprogramms enthalten sowohl Ebene-1- und Ebenen-Befehle. Die Ebene-1-Befehle betreffen die synchronen Übertragungsleitungen 12 und die Übertragungsschlei-

fen 14 (Fig.3). Daher steht für jede Übertragungsleitung 12 und jede Übertragungsschleife 14, die an den Steuerrechner 30 angeschlossen sind, ein kompletter Satz von Ebene-1-Befehlen zur Verfügung. Der entsprechende Befehlssatz wird in Abhängigkeit von der Unterbrechung ausgeführt, die durch ein Signal von einer Schnittstelleneinheit 31 (F i g. 3) erzeugt wird. Das bedeutet, daß jede Schnittstelleneinheit 31, die an einem Steuerrechner 30 angeschlossen ist, ihre eigene individuelle Unterbrechungsleitung steuert, die eine Wiederholung der Ebene-1-Befehle veranlaßt, welche dieser speziellen Schnittstelleneinheit 31 zugeordnet sind. Da die Zeit in der Belegung der Synchronschleife 14 und der Leitung 12 eine besondere Wichtigkeit hat, wird den Befehlen des Ebene-1-Unterprogramms eine höhere Priorität gegeben als denen des Ebenen-Unterprogramms.

Die Unterprogramme des Steuerrechnerprogramms können im Zusammenhang mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt werden, wenn man den Befehlssatz des Computers Tempo 1 verwendet. Es dürfte allgemein bekannt sein, daß sich für die Durchführung des aufgezeigten Verfahrens verschiedene Möglichkeiten bieten. Diese sind aus der Beschreibung des Tempo 1-Computers bekannt und im »Tempo 1 Interface Reference Manual«, TA-1000-969 sowie in »Tempo Programers Reference Manual" F 0002 beschrieben.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Herstellung einer Datenverbindung für Datenpakete über mindestens eine Daten"ermttt!ungsstelle in Datenübertragungsanlagen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Vermittlungsstelle (Fig.2:20) vor Herstellung einer Verbindung lediglich eine Information über die Zusammengehörigkeit (26, 27) der betreffenden Kanäle (24,25) speichert und
daß die Vermittlungsstelle (20) nur beim Eintreffen eines Datenpaketes den rufenden und den gerufenen Kanal (24, 25), die entsprechend der gespeicherten Information zusammengehören, tatsächlich und nur für die Dauer der Übertragung des betreffenden Datenpaketes miteinander verbindet.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, zur Herstellung einer Datenverbindung über mehrere Datenvermittlungsstellen, dadurch gekennzeichnet, daß vor Herstellung einer Verbindung zwischen Datengerä'en jede beteiligte Vermittlungsstelle eine Information über die Zusammengehörigkeit der jeweils rufenden und gerufenen Kanäle speichert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor Herstellung der Verbindung in der jeweiligen Vermittlungsstelle (20) die jeweils zu verwendenden rufenden und gerufenen Kanäle (24, 25) mit Hilfe von Weglenkungsverfahren bestimmt werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor Herstellung der Verbindung in der jeweiligen Vermittlungsstelle (20) eine Bestimmung der beteiligten Vermittlungsstellen (20, 21,22) mit Hilfe von Vv'egleni. jngsverfahren erfolgt.