DE4232667C2 - Rechnergesteuerte Vermittlungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine rechnergesteuerte Vermittlungsanlage innerhalb eines privaten automatischen Zweigamtes (im folgenden: PABX = privat automatic branch exchange), Zentralbüros, Computers, usw. zur Übertragung von Daten zwi­ schen Peripherieeinheiten und einer Zentralrechnersteuerung. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der Erfindung bei verzweigten PABX Systemen.

Moderne, für das digitale Netzwerk mit integrierten Diensten (ISDN = Integra­ ted Services Digital Network) kompatible PABX verwenden üblicherweise eine zen­ trale Hauptsteuerung und periphere Schnittstellenschaltungen, so beispielsweise, daß PABX des Typs SX 2000 der Anmelderin. Jeder periphere Schnittstellen­ schaltkreis weist eine Kontrolleinheit auf, welche verschiedene Peripherieeinheiten wie beispielsweise Leitungsschnittstellenschaltkreise, Netzwerkschnittstellenschalt­ kreise, usw. kontrolliert. Die verschiedenen Peripherieeinheiten kommunizieren mit den Schnittstellenschaltkreisen beispielsweise unter Verwendung des 2B + D, 23B + D oder 30B + D Leitungsformatprotokolls, wobei der D-Kanal üblicherweise mit 16 kb/s oder 64 kb/s arbeitet. Die peripheren Schnittstellen arbeiten üblicherweise mit der gepackten Signalübertragung auf einem Gemeinschaftskanal unter Verwendung des D-Kanals, wie beispielsweise LAPD (Link Access Protocol für einen D-Kanal), LAPB (Link Access Protocol Balanced), MiLAP (Mitel Link Access Protocol) DP- NSS (Digital Private Network Signalling System), oder DASS 2 (Digital Access Signalling System No. 2). Die Daten des D-Kanals werden unter Verwendung des bitorientierten Steuerungsverfahrens HDLC (High Level Data Link Control) mit 16 kb/s oder 64 kb/s zu den peripheren Kontrolleinheiten übertragen.

Das System benötigt also an beiden Enden für jedes ISDN-Kommunikationsglied des D-Kanals zwischen den peripheren Kontrolleinheiten und jeder externen angeschlos­ senen Peripherieeinheit einen HDLC Kodierer. Bei dieser Architektur erfordern die peripheren Kontrolleinheiten erhebliche Speicherkapazität und Rechnerleistung so­ wohl für die Verarbeitung der verschiedenen Link-Protokolle als auch für die Über­ setzung in das systemspezifische Kommunikationsprotokoll vor der Übertragung zur zentralen Hauptsteuerung.

Ein bekanntes PABX System ist im US-Patent 4,616,360, herausgegeben am 7. Ok­ tober 1986 beschrieben. Die Architektur dieses Systems ist in Fig. 1 dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

Ein Hauptprozessor 1 ist mit einem Hauptsystembus 3 verbunden, an welchem eine Schalteinheit 5 angeschlossen ist. Die beschriebenen Elemente sind von typischem Aufbau, der Prozessor 1 beinhaltet zugeordneten Speicher und andere bekannte Zusatzvorrichtungen. Die Schalteinheit 5 kann ein zeitlicher oder räumlicher Viel­ fachschalter, eine Kombination, ein Netzwerk daraus oder ein anderer Typ einer Schalteinheit sein.

Peripheriegeräte wie Telefonapparate 7, 9, Computerterminals 15 und Leitungen 11 sind an Leitungsschnittstellen 17 angeschlossen und werden von peripheren Kon­ trollschaltkreisen 13 gesteuert. Die peripheren Kontrollschaltkreise sind über Kom­ munikationsleitungen 2 mit dem Prozessor 1 verbunden. In einigen Systemen sind die peripheren Kontrollschaltkreise direkt an den Bus 3 angeschlossen, was von dem verwendeten PABX abhängt.

Die Telefonapparate 7 sind Digitaltelefone, beispielsweise SUPERSET 4 DN, welche eine digitale Netzwerkkarte (Digital Network Interface Circuit = DNIC) beinhalten, welche von der Anmelderin unter der Bezeichnung MT8972 verkauft wird und im "Mitel Semiconductor Data Book, 1991" beschrieben ist. Die Telefonapparate 9 und Computerterminals 15 sind bekannte ISDN-geeignete Geräte. Die Leitungen 11 sind digitale öffentliche Netzwerkleitungen, ISDN-Leitungen, usw. Diese Peri­ pherieeinheiten kommunizieren mit den Leitungsschnittstellen 17 unter Verwendung des bekannten 2B + D, 23B + D oder 30B + D Leitungsformatprotokolls, wobei der D-Kanal ein Datenkanal mit einer Übertragungsrate von 16 kb/s oder 64 kb/s ist.

Die Peripherieschaltkreise kontrollieren die von den Leitungsschnittstellen 17 emp­ fangenen Daten unter Oberkontrolle des Prozessors 1, der über eine eigene Kom­ munikationsleitung 2 mit den peripheren Kontrolleinheiten 13 verbunden ist. Weil der D-Kanal verschiedene standardisierte Link-Schichtprotokolle (LAPD, DPNSS, DASS 2 usw.) aufweisen kann und das Link-Schichtprotokoll verlangt, daß sich am Ende jeder Verbindung ein HDLC Kodierer befinden muß, befindet sich ein HDLC Kodierer 19 bei jedem ISDN C-Kanal oder ISDN-artigem Verbindungsglied zwischen der peripheren Kontrolleinheit 13 und den extern angeschlossenen Peripherieeinhei­ ten 7, 9, 15 und öffentlichen Netzwerkleitungen. Demzufolge wären beispielsweise in einem Vermittlungssystem mit 1500 Peripherieeinheiten 1500 einzelne Kanäle, was 1500 HDLC Kodierer bei den Peripheriekontrolleinheiten erfordern würde.

Bei diesem bekannten System sind bei der Arbeit an den peripheren Kontrolleinhei­ ten die verschiedensten Probleme zu lösen, welche unter anderem Rechnerleistung, Speicherbedarf und Anzahl der benötigten HDLC-Kanäle betreffen. Die HDLC Ko­ dierer müssen für Datenübertragungsraten von 16 kb/s und von 64 kb/s tauglich sein. Die Bearbeitung von HDLC Kodierern ist eine sehr zeitintensive Operation für einen Mikroprozessor, beispielsweise kann ein MC68020 Prozessor bei 12.5 MHz etwa acht 64 kb/s Kanäle HDLC Daten und nur zweiunddreißig 16 kb/s HDLC Kanäle bei Vollast verarbeiten. Der Mikroprozessor kann jedoch bei geringer Be­ lastung etwa das 10fache hiervon verarbeiten. Der benötigte Speicherplatz zur Unterstützung verschiedener Protokolle kann in der Größenordnung von 2 bis 4 Me­ gabyte liegen. Außerdem wird üblicherweise weitere Hardware zur Verbesserung der Leistung des Mikroprozessors benötigt, beispielsweise DMA Kanäle (Direct Memory Access = direkter Speicherzugriff) zur Unterstützung des Datenflusses innerhalb der Peripheriekontrolle.

Es sei angemerkt, daß die Arbeiten an den bekannten Systemen äußerst schwie­ rig sind, weil eine Peripheriekontrolle, welche ISDN Basisanschlüsse bearbeitet, nur wenige HDLC Kodierer benötigt (einen für den 23B oder 30B Kanal), jedoch eine hohe Rechnerleistung erfordert, weil die Leitungsbenutzung sehr hoch ist, beispiels­ weise 36 CCS (Calculus of Communicating System). Wenn auf der anderen Seite dieselben peripheren Kontrolleinheiten zur Kontrolle von Leitungsschnittstellen, beispielsweise digitaler Telefone, welche erheblich geringere Belegungsraten von 4 CCS haben, benutzt würden, wäre die Anzahl der Leitungen, für welche die Re­ chenleistung der Kontrolleinheit ausreicht erheblich größer, beispielsweise 288. Zur Ausnutzung der vollen Leistungsfähigkeit der peripheren Kontrolleinheit müßte diese dann mit 288 HDLC Kodierern ausgerüstet sein. Es ist jedoch nicht praktikabel, 288 HDLC Kodierer mit einem Prozessor zu verwenden.

In diesem bekannten System wurde daher eine periphere Kontrollarchitektur ver­ wirklicht, welche sehr hierarchisch ist. So bearbeitet beispielsweise eine Schnitt­ stellenkarte für die Innenleitungen, also die Leitungen innerhalb der Vermittlungs­ stelle, nur Innenleitungen, weist jedoch alle Ressourcen des HDLC Kodierers auf, den notwendigen Speicherplatz und die notwendige Rechnerleistung. In gleicher Weise haben verschiedene Schnittstellenkarten für die Außenleitungen für alle verschiede­ nen Anforderungen der einzelnen Telefontypen die notwendigen HDLC Kodiererres­ sourcen, den notwendigen Speicherplatz und die notwendige Rechenleistung. Jede Leitungsschnittstellenkarte ist so auszulegen, daß sie auch bei Spitzenwerten des Rufverkehrs funktioniert. Eine statistische Rufverkehrsanalyse kann mit dieser Ar­ chitektur auf der Leitungsschnittstellenebene nicht durchgeführt werden. Ein Pro­ zessor innerhalb der peripheren Kontrolleinheit 13 wird zur Kontrolle eingesetzt und zur Kommunikation zwischen den Prozessoren, welche das Link-Schichtprotokoll auf den Schnittstellenkarten der Innen- und Außenleitungen beenden. Diese Architek­ tur benötigt eine sehr prozessorintensive und komplexe periphere Kontrolleinheit, welche ein komplexes Packen der Daten, große Netzgeräte und komplexe Verbin­ dungsstrukturen erfordert. Die Kosten für ein System nach dieser Architektur sind also hoch und begrenzen ihren Einsatz.

Die DE 38 08 413 C1 beschreibt ein digitales Kommunikations-Vermittlungssystem, insbesondere Nebenstellensystem für Sprache, Daten, Bilder, Bildtelefon usw., wel­ ches alle Arten von Nutz- und Signalisierungsinformationen in einheitlicher Form zwischen Sender und Empfänger austauschen kann. Die einzelnen Vermittlungs­ anlagen sind hierbei über einheitliche Schnittstellen miteinander verbunden. Das System weist Netzwerkstellenschaltkreise zur Verbindung mit Peripherieeinheiten und Innenleitungen auf, periphere Knoten zur Steuerung von Gruppen dieser Netz­ werkschnittstellenschaltkreise, eine Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit und ei­ nen Hochgeschwindigkeitsdatenbus zur Datenübertragung zwischen den peripheren Knoten und der Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit. Die peripheren Kno­ ten empfangen hierbei Daten von den Peripherieeinheiten und Innenleitungen und fügen in diese einen Identifizierer für die Anschlußadresse der diese Daten über­ tragenen Peripherieeinheit oder Innenleitung ein. Der Hochgeschwindigkeitsdaten­ bus überträgt diese Daten mit der Anschlußadresse zu der Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit, wodurch diese die Quelle der Daten erkennen und die Daten auch entsprechend zuweisen kann.

Es besteht daher die Aufgabe, eine derartige Vermittlungsanlage so weiterzubilden, daß eine hohe Datenübertragungsrate auch unter Verwendung möglichst weniger Bauteile und damit auf billige Weise ermöglicht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein schnelles Kommunikationsglied zwi­ schen den peripheren Knoten und einer einzelnen, viele Anschlüsse aufweisenden Zugangsprotokollkontrolleinheit mit einem integrierten HDLC Kodierer in einem Prozessor des Hauptkontrollkomplexes. Jeder periphere Knoten enthält eine sehr einfache Kontrollvorrichtung, welche alle HDLC Datenpakete des C-Kanals von den Peripherieeinheiten zu einer einzelnen MLAP (Multi Link Access Protocol = Mehr­ fachverbindungszugangsprotokoll) Kontrolleinheit überträgt, wodurch die periphe­ ren Knoten physisch klein, extrem anpaßbar an neue Schnittstellen und leicht trag­ bar werden. Demzufolge wird die effiziente, verteilte Auslastung des PABX erleich­ tert. Unter Verwendung des vorliegenden Systems können das PABX selbst oder andere Kommunikationssysteme bei Einsatz einer Hochgeschwindigkeitsverbindung innerhalb eines Gebäudes verteilt sein. Periphere Knoten können sich an verschie­ denen Stellen in einem Gebäude befinden und Peripherieeinheiten wie Außenleitun­ gen, Netzwerkschnittstellen und damit verbundene Digitaltelefone an den benötig­ ten Plätzen aufweisen. Sie müssen nicht nahe beim Hauptkontrollkomplex zentra­ lisiert sein, wie es der Stand der Technik erfordert. Dies erleichtert die Bauweise des Gebäudes mit einem flexiblen Vermittlungssystem und ermöglicht erheblich ge­ ringere Verdrahtungsanforderungen. Es werden keine peripheren Prozessoren, keine großen Speicherkapazitäten auf dem Peripherieniveau und keine HDLC Kodierer für jede Schnittstelle benötigt, das umständliche Packen der Daten und die komplexe Energieversorgung entfällt ebenso.

Weiterhin erlaubt die vorliegende Erfindung das Wachstum oder die Modifizierung eines einzelnen Vermittlungssystems durch Hinzufügen oder Ersetzen von peripheren Knoten, wenn sich die Kommunikationsanforderungen ändern, wodurch das gesamte Gebäude oder Teile davon umgestaltet werden können ohne kostenspielige neue Ver­ drahtungen oder Änderungen der Verdrahtung.

Ferner wird die Vergrößerung oder Modifikation des Vermittlungssystems auf mo­ dulare und billige Weise ermöglicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bitrate der Datenübertragung HDLC- formatierter Daten von 16 kb/s oder 64 kb/s auf 2048 mb/s gesetzt und umge­ kehrt. Es werden eine Vielzahl modifizierter HDLC Pakete im Multiplexverfahren auf eine physische Einheit gegeben, welche durch einen HDLC Kodierer abgeschlos­ sen ist innerhalb der viele Anschlüsse aufweisenden, Zugangsprotokollkontrolleinheit im Hauptsteuerungskomplex, d. h. es können von einer MLAP Prozessorkontrollein­ heit viele Peripherieeinheiten adressiert und gesteuert werden. Die Funktionen der vorliegenden Erfindung sind für die endseitigen HDLC Kodierer ersichtlich und da­ mit auch für das Link-Schichtprotokoll und für periphere Software.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 Ein Blockdiagramm eines Systems nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Paketrelaiskontrolleinheit zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Darstellung eines Datenpakets nach dem Stand der Technik und eines Datenpakets zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 5A und 5B stellen gemeinsam ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, wobei beide Figuren ent­ sprechend der Darstellung nach Fig. 5 zusammenzulegen und gemeinsam (als Fig. 5) zu betrachten sind.

Fig. 2 stellt ein schematisches Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung dar. Eine Datenübertragungsleitung mit einer Übertragungsrate von 2048 mb/s, vorzugs­ weise aus optischer Faser verläuft zwischen einer einzelnen MLAP Kontrolleinheit mit integriertem HDLC Kodierer 41 und den peripheren Knoten 13. Jeder periphere Knoten beinhaltet eine Paketrelaiskontrolleinheit 21 und Leitungs- oder Netzwerk­ schnittstellenschaltkreise 17. Ein Blockdiagramm einer Paketrelaiskontrolleinheit ist in Fig. 3 dargestellt. Die Form der Datenpakete in einem HDLC Code und in einem modifizierten Code gemäß der vorliegenden Erfindung, so wie er auf den Datenleitungen 20A und 20B verwendet wird, ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Daten werden von den Peripherieeinheiten 7, 9, 15 oder von einer Netzwerklei­ tung 16 im HDLC Format erzeugt und im geeigneten Leitungscode zum Leitungs- oder Netzwerkschnittstellenschaltkreis 17 übertragen. Unter besonderer Bezug­ nahme auf Fig. 3 werden für Daten, welche auf der Aufwärtsleitung 20B der Hauptkontrolle zugeführt werden, HDLC-Formatpakete gesammelt, welche von den Peripherieeinheiten 7 im D-Kanal auf Leitung 23 (bezeichnet mit ST-Link von den Leitungsschnittstellen) empfangen werden. Die empfangenen Daten werden einem DX Schalter 25 zugeführt, vorzugsweise einem Schalter der Typen MT8980 oder MT8981 von der Anmelderin, beschrieben im vorgenannten Mitel Semiconductor Data Book. Die empfangenen Daten werden von dem DX Schalter auf den Seriell- Parallel-Konverter 27 und dann auf den Parallelbus 29 übertragen.

Der Mikrokontroller oder Mikroprozessor 31 testet unter Verwendung eines assoziier­ ten programmierbaren Lesespeichers (PROM), welcher ein digitaler Signalprozessor sein kann, jedes HDLC Paket auf ein Merkeroktett (01111110). Dieses bildet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, das erste Oktett eines HDLC Rahmens 35. Wenn der Prozessor 31 ein Merkeroktett festgestellt hat speichert er dieses und die folgenden Adressen, Kontrollen, Informationen, CRC (cyclic redundancy check = zyklische Redundanzkontrolle) und die Merkeroktette für das Paketende über den Bus 29 in einem Speicher 33.

In Fig. 4 ist ein Standard HDLC Rahmenformat 35 dargestellt, welches aus einem Startmerker, Adressen, Kontrollen, Informationen, CRC und beendenden Merker­ stellen besteht.

Bei der vorliegenden Erfindung ist das HDLC Rahmenformat so modifiziert, wie es die Bezugszahl 37 zeigt. Zwischen dem Startmerker und der Adresse ist ein Anschlußadressenidentifizierer 39 eingefügt, welcher identifiziert von welchem An­ schluß das Paket kommt oder für welchen es bestimmt ist. Der Inhalt des An­ schlußadreßidentifizierers ist unter der Bezugszahl 40 näher dargestellt. Er besteht aus zwei Oktetten, wobei das erste Oktett ein Identifizierer für die periphere Kno­ tennummer ist, welche bis zu 128 auf einer Verbindung adressierte periphere Knoten identifizieren kann. Das erste Bit "Ä" dieses Oktetts ist ein Arbitrationsbit. Wenn es auf "1" gesetzt ist identifiziert es eine Zugangsanfrage zu dieser Verbindung. Wenn es auf "0" gesetzt ist indiziert es, daß der Zugang zu dieser Verbindung gewährt wurde.

Das zweite Oktett beginnt mit einer "1", welcher 7 Bits folgen, die die maximale Anzahl an Anschlußadressen pro Peripherieknoten identifizieren, im vorliegenden Fall 128.

Wie wiederum aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, werden beim Ankommen des Pakets von den Peripherieknoten die Daten kontinuierlich vom Mikrokontroller 31 auf das beendende Merkeroktett überprüft und so das Ende des Pakets detektiert. Weil HDLC ein bitorientiertes Protokoll ist, welches nach Zeichenketten von 5 mal "1" zur Verhinderung der Imitation eines Merkers oder Abbruchzeichens in die Daten eine oder mehrere "0"en einfügt, ist die gespeicherte Information nicht in Oktetten ausgerichtet. Aus diesem Grund muß der Mikrokontroller verfolgen, wo das Paket endet.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist fügt der Mikrokontroller 31 zwei Byte (Oktett) lange Anschlußadressenidentifizierer zwischen den Paketanfangsmerker und das HDLC- Rahmenadreßoktett. Der zwei Byte lange Anschlußadressenidentifizierer wird vom Rufverarbeitungselement in der PABX verwendet, um zu identifizieren woher das Paket kam. Weil das erste Byte im Anschlußadressenidentifizierer ein Anschlußar­ bitrationsbit (Bit 0) und einen 7 Bit langen Identifizierer für die Adresse des peri­ pheren Knotens (Bits 1-7) enthält, kann er bis zu 128 periphere Knoten adressieren. Das zweite Adreßbyte wird zur Adressierung von bis zu 128 Anschlüssen auf diesem peripheren Knoten verwendet, wobei das Bit 0 zurückbehalten wird.

Der Mikrokontroller führt eine 0-Bit-Einfügung auf dem Anschlußadressenidentifi­ zierer aus, weil dieser von einem HDLC Kodierer im Hauptkontrollkomplex emp­ fangen wird. Zusätzlich berechnet der Mikrokontroller 31 das CRC für das Paket, welches zum Hauptkontrollkomplex übertragen wird noch einmal. Das Paket wird im Speicher 33 abgespeichert.

Der Mikrokontroller verschafft sich dann Zugang zur Hochgeschwindigkeitsaufwärts­ leitung 20B, welche Pakete aus der Peripherie zum Hauptkontrollkomplex führt. Die Entscheidung für diesen Zugang wird im folgenden beschrieben.

Nach Schaffung des Zugangs ruft der Mikrokontroller 31 das gespeicherte Paket 37 aus dem Speicher 33 ab und leitet es einschließlich der Merker mit 2048 mb/s dem Hauptkontrollkomplex zu.

Vor es der Aufwärtsleitung zugeführt wird, wird das Paket 37 im Parallel-Seriell- Konverter 43 in serielle Form gebracht und vom Merkergenerator 45 werden Merker angebracht um das modifizierte Rahmenformat 37 zu vervollständigen.

Das Paket wird von einer MLAP Kontrolleinheit 41 empfangen, welche für eine nicht protokollgemäße (non-LAPD) Betriebsart zum Paketempfang programmiert ist. Vorzugsweise ist dieser Kontroller ein MC68606 Kontroller von Motorola, Inc.

Der Anschlußadressenidentifizierer hat eine zum DLCI (data link connection iden­ tifier = Datenübertragungsverbindungsidentifizierer) kompatible Bitanordnung für LAPD und wird vom MLAP Kontroller 41 zur Indizierung einer externen Tabelle in einem zugeordneten Speicher verwendet, um festzustellen ob der Anschlußadres­ senidentifizierer zugeordnet wurde.

Falls der Anschlußadressenidentifizierer als gültig markiert ist verwendet der MLAP Kontroller 41 Adressenübersetzungstabellen in einem zugeordneten Speicher zur Programmierung eines virtuellen DMA-Kanals zur Übertragung des Informations­ pakets von seinem vorderseitigen HDLC Kodierer in den Speicher (nicht dargestellt). Für eine detaillierte Beschreibung der Funktionen des MC68606 Kontrollers wird auf das Motorola Benutzerhandbuch verwiesen.

Falls HDLC Pakete vom Hauptkontrollkomplex an die Peripherie übertragen wer­ den sollen programmiert der MLAP Kontroller 41 seine notwendigen Register zur Übertragung der Information. Der Anschlußadressenidentifizierer wird für die Ziela­ dresse des Pakets, des peripheren Knotens und der Anschlußnummer verwendet. Der MLAP Kontroller 41 führt alle notwendigen Funktionen durch und überträgt das D-Kanalpaket mit 2048 mb/s an die Peripherieeinheiten. Alle Paketrelaiskontrollein­ heiten 21 sind mit der Abwärtsleitung 20A verbunden. Die Paketrelaiskontrollein­ heit 21 im peripheren Knoten 30 überwacht den Datenfluß auf der Abwärtsleitung 20A und untersucht ihn auf ein HDLC Merkeroktett.

Das Paket wird auf der Abwärtsleitung 20A empfangen und im Seriell-Parallel- Konverter 43 in Parallelformat umgesetzt. Die momentane Adresse wird in der Adressenvergleicherschaltung 46 detektiert und im Null-Bit-Einfügungsdetektor 48 werden 0 Bits detektiert.

Wenn ein Merker detektiert wurde wird das erste Adressenoktett geprüft, um fest­ zustellen, ob das Paket zu diesem peripheren Knoten adressiert ist. Falls das Paket zu dem peripheren Knoten oder zu den Peripherieeinheiten, welche mit diesem über Leitungs- oder Netzwerkschnittstellenschaltkreise verbunden sind, adressiert wurde wird das Paket vollständig in den Pufferspeicher 33 kopiert.

Der Mikrokontroller 31 überprüft dann das zweite Anschlußadressenidentifiziererok­ tett, um festzustellen, an welches Peripheriegerät das Paket zu senden ist. Der Mi­ krokontroller berechnet auch die neue CRC für das Paket, weil die Anschlußadressen­ identifiziereroktette entfernt wurden. Das Paket ist nun bereit zur Übertragung an die Peripherieeinheiten 7, 9, 15 usw. mit der für diese Einheiten geeigneten Datenrate von 16 kb/s oder 64 kb/s. Dies wird durch Parallel-Seriell-Umsetzung im Konverter 47 ausgeführt, die Daten werden dann zum DX-Chip 25 und über das ST Link 49 zu den Leitungs- oder Netzwerkschnittstellenschaltkreisen 17 übertragen.

Die Arbitration der Daten wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 5 be­ schrieben.

Die Aufwärts- und Abwärtsleitungen 20A und 20B sind an Schnittstellen 52 für optische Fasern angeschlossen, welche jeweils eine Aufwärts- und Abwärtsleitung enthalten. Diese optischen Schnittstellen sind am Hauptkontrollkomplex an optische Faserschnittstellen 53 angeschlossen.

Die Aufwärtsleitungen der Faserschnittstellen 53 sind an die Eingänge eines Mul­ tiplexers 55 angeschlossen, dessen Ausgang an dem MLAP Kontroller 41 mit dem integrierten HDLC Kodierer angeschlossen ist.

Ein anderer Ausgang des Multiplexers 55 ist an den Anforderungsreihen-Schaltkreis 57 angeschlossen, der eine eigene Kontrolle aufweist. Die Ausgänge der Anforde­ rungsreihe 57 und des MLAP Kontrollers 41 sind an den Multiplexer 60 angeschlos­ sen. Der Multiplexer 60 ist mit dem Abwärtsleitungseingang der Faserschnittstellen 53 verbunden, um über die Faser 51 den Abwärtsdatenfluß auf die Abwärtsleitungen 20A zu übertragen.

Die Faserverbindungen 51 bilden die vorab beschriebene Gebäudeverkabelung.

Das Arbitrationsverfahren zum Erhalt von Zugang an die Aufwärtsleitung ist ein System aus einer Anforderungsreihe und einem Gewährungsverfahren und funk­ tioniert wie folgt, wobei der Zugang zur Abwärtsleitung analog erfolgt. Wenn die Leitung unbelastet ist arbitriert die Paketrelaiskontrolleinheit im peripheren Knoten 13 um Zugang auf die Aufwärtsleitung zur Übertragung von Paketen an den MLAP Kontroller 41 im Hauptkontrollkomplex. Der unbelastete Zustand der Leitung wird durch den kontinuierlich gesetzten Zustand ("1"en) auf der Aufwärtsleitung für 15 oder mehr Bit-Intervalle angezeigt. Wenn die Aufwärtsleitung unbelastet ist, kann die Paketrelaiskontrolleinheit ein Merkeroktett übertragen, gefolgt von einer Kartenschlitznummer, wobei das erste Bit auf "1" gesetzt ist, gefolgt von einem Beendigungsmerkeroktett. Diese drei Oktette definieren ein Anfragepaket, welches vom Multiplexer 55 erkannt und der Anforderungsreihe 57 zugeleitet wird.

Die Paketrelaiskontrolleinheit überwacht auch Zugangskollisionen auf der Verbin­ dung. Sie überwacht die Aufwärtsleitung, wenn diese das Kartenschlitznummer­ oktett auf die Verbindung überträgt. Falls die übertragene Information sich vom Empfang im Adressenvergleicherschaltkreis 46 unterscheidet, nimmt sie an, daß eine Übertragungskollision erfolgt ist.

Falls eine Kollision festgestellt wurde beendet die Paketrelaiskontrolleinheit die Übertragung für eine bestimmte Zeitdauer. Der Mikrokontroller 31 führt unter Ver­ wendung der Adressennummer des peripheren Knotens eine Verzögerungsschleife aus, bevor er den Zugang zur Aufwärtsleitung wieder zuläßt.

Wenn festgestellt wurde, daß eine Kollision stattgefunden hat, wird das ab­ schließende Merkeroktett nicht an den Multiplexer 55 übertragen. Der Multiplexer 55 mißachtet sämtliche Anfragepakete, welche einen Abschlußmerker enthalten.

Wenn keine Kollision stattgefunden hat empfängt die Paketrelaiseinheit 62 eine An­ fragepaket auf eine Weise, welche im folgenden beschrieben wird.

Die Multiplexer 55 und 60, die Anforderungsreihe 57, die Kontrolleinheit 58 für die Paketrelaiseinheit und der MLAP Kontroller 51 werden im folgenden als Paketrelais­ einheit 62 bezeichnet. Die Paketrelaiseinheit verwendet das Startmerkeroktett, falls benötigt, zur Bytezuordnung. Sie überprüft dann das erste Bit der Kartenschlitz­ nummer. Falls dieses erste Bit auf "0" gesetzt ist, was ein normales Paket indiziert, kann das Paket durch den Multiplexer 55 zum MLAP Kontroller 41 laufen. Wenn jedoch das erste Bit auf "1" gesetzt ist, was ein Anfragepaket indiziert, kopiert ein Sequenzierer innerhalb der Paketrelaiseinheit dieses Byte zum Anfragereihenspei­ cher 57, der eine FIFO (First-In-First-Out = erstes Hinein, erstes Hinaus)-Struktur aufweist.

Die Paketrelaiseinheit 62 gestattet keine Anfragen an den MLAP Kontroller 41; anstatt dessen überträgt sie Leerlaufbits oder ein normales Paket zum MLAP Kon­ troller 41 von einem anderen Peripherieknoten.

Eine Kontrollsequenz in der Paketrelaiseinheit 62 puffert alle Adressennummern der Peripherieknoten, welche Zugang zu der Aufwärtsleitung zur Übertragung von Pake­ ten von der Peripherie zum MLAP Kontroller 41 begehren. Die Priorität entspricht der Sequenz, mit welcher die Pakete von der Paketrelaiseinheit 62 empfangen wer­ den. Der Anfragereihenspeicher 57 sollte eine geeignete Größe aufweisen, so daß die abgeschätzte Spitzenverkehrsbelastung ihn nicht überfordert. Falls jedoch ein Über­ lauf stattfindet ist dies der Hauptkontrolleinheit mitzuteilen, das Kommunikations­ protokoll erholt sich und überträgt verlorene Pakete noch einmal.

Die Kontrolleinheit 58 der Paketrelaiseinheit überwacht die Übertragung und den Empfang von und zum MLAP Kontroller 41. Wenn die Paketrelaiskontrolleinheit 21 die Übertragung ihres Pakets beendet hat, was durch die Detektion des Ab­ schlußmerkers durch die Paketrelaiseinheit indiziert wird, befindet sich in dem An­ forderungsreihenspeicher eine Zugangsanforderung. Sodann sucht die Kontrollein­ heit 58 für die Paketrelaiseinheit nach einem freien Zustand auf der von dem MLAP Kontroller 41 kommenden Verbindung wie es oben unter Bezugnahme auf die Pa­ ketrelaiskontrolleinheit auf dem peripheren Knoten 13 beschrieben wurde. Nach Detektion eines freien Zustands sendet die Paketrelaiseinheit 62 die oberste Adres­ sennummer des peripheren Knotens vom Reihenspeicher zurück zur Paketrelaiskon­ trolleinheit. Die Adreßnummer des peripheren Knotens, welche zu dem adressierten peripheren Knoten zurückgesendet wird, indiziert diesem die Erlaubnis zum Zugang auf die Aufwärtsleitung und zum Beginn der Übertragung des Pakets, sobald die Leitung frei ist. Das Paket wird dann von der Paketrelaiskontrolleinheit 21 übertra­ gen, wobei das erste Bit der Adreßnummer des peripheren Knotens auf "0" gesetzt ist, was dem Multiplexer 55 in der Paketrelaiseinheit anzeigt, daß es sich um ein normales Informationspaket handelt, welches dem MLAP Kontroller 41 zugeleitet werden soll.

Der MLAP Kontroller 41 hat eine Schnittstelle zum Hauptprozessor 1 über den CPU Bus 3 im Hauptkontrollkomplex um die Daten des D-Kanals dem Hauptkontroll­ komplex zuzuführen.

Es wurde herausgefunden, daß bei starker Belastung ein PABX mit 1500 Leitungen nur etwa 2% seiner verfügbaren Bandbreite des hierin beschriebenen Vermittlungs­ systems für die Rufkontrolle aufwenden muß. Die verbleibende Bandbreite kann für andere Datentransportfunktionen verwendet werden.

Claims (10)

1. Rechnergesteuerte Vermittlungsanlage mit Leitungs- und/oder Netzwerkschnitt­ stellenschaltkreise (17) zur Verbindung mit Peripherieeinheiten (7, 9, 15) und Innenleitungen, peripheren Knoten (13) zur Steuerung von Gruppen dieser Leitungs- und Netzwerkschnittstellenschaltkreise (17), einer Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit (41) und einem Hochgeschwindigkeitsdatenbus (20A, 20B) zur Datenübertragung zwischen den peripheren Knoten (13) und der Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit (41), wobei die peripheren Knoten (13) Daten von den Peripherieeinheiten (7, 9, 15) und Innenleitungen emp­ fangen und in diese einen Identifizierer (39) für die Anschlußadresse der diese Daten übertragenden Peripherieeinheit (7, 9, 15) oder Innenleitung einfügen, und der Hochgeschwindigkeitsdatenbus (20A, 20B) diese Daten mit der An­ schlußadresse zu der Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit (41) übertragen kann, wodurch diese die Quelle dieser Daten erkennen und die Daten ent­ sprechend zuweisen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten von den peripheren Knoten (13) im HDLC-Format empfangen werden und der Identi­ fizierer (39) als zusätzliches Feld in jedem Datenpaket (35, 37) eingefügt wird und die Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit (41) Vorrichtungen enthält zur Übertragung abwärtsgerichteter HDLC-formatierter und mit einem die Zieladresse des Datenpakets (37) enthaltenden zusätzlichen Identifikationsfeld ergänzter Datenpakete zu den peripheren Knoten (13) und jeder periphere Knoten (13) eine Dekodiervorrichtung enthält zur Dekodierung dieses zusätz­ lichen Feldes und - falls die Anschlußadresse eine von diesem peripheren Kno­ ten (13) kontrollierte Leitungs- oder Netzwerkschnittstelle (17) identifiziert - zum Entfernen dieses zusätzlichen Feldes, worauf diese abwärtsgerichteten Datenpakete im HDLC-Format an die durch die Anschlußadresse identifizierte Peripherieeinheit (13) übertragen werden.

2. Vermittlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Feld aus einem Arbitrationsbit (A), einer Adreßnummer für den peripheren Knoten und einer Anschlußnummer besteht.

3. Vermittlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den Peripherieeinheiten (7, 9, 15) stammende und von den peripheren Knoten (13) empfangene sowie von den peripheren Knoten (13) stammende und von den Peripherieeinheiten (7, 9, 15) empfangene Daten in D-Kanälen übertragen werden.

4. Vermittlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hochgeschwindigkeitsdatenbus (20A, 20B) eine op­ tische Faserverbindung (51) enthält, welche bei der zentralen Kontroll- und -vermittlungseinheit (41) endet und mit dieser über Multiplexvorrichtungen (55, 60) kommuniziert.

5. Vermittlungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit den Multiplexvorrichtungen (55, 60) verbundene Arbitrationsvorrichtungen aufweist zur Arbitration des Empfangs und der Übertragung von Datenpa­ keten zwischen der zentralen Kontroll- und -vermittlungseinheit (41) und den peripheren Knoten (13).

6. Vermittlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hauptkontroll- und -vermittlungseinheit (41) einen MLAP Kontroller aufweist, jeder periphere Knoten (13) eine Paketrelaiskon­ trolleinheit (21) zur Übertragung an und zum Empfang von Daten des D- Kanals von den Peripherieeinheiten (7, 9, 15) aufweist, digitale Aufwärts- und Abwärtskommunikationsleitungen (20A, 20B) vorhanden sind, welche die Paketrelaiskontrolleinheit (21) zur Übertragung dieser D-Kanal-Daten mit dem MLAP Kontroller (41) verbinden, der MLAP Kontroller (41) Multiplex- Demultiplex-Einrichtungen aufweist, mit denen diese Kommunikationsleitun­ gen bei einer Bitrate betreibbar sind, die ein Vielfaches der Bitrate der Paketre­ laiskontrolleinheiten (21) beträgt und der MLAP Kontroller (41) einen HDLC Kodierer aufweist, der mehrere Paketrelaiskontrolleinheiten (21) versorgt, wo­ bei die in D-Kanälen übertragenen Daten HDLC-Paket-Format aufweisen und die in den Kommunikationsleitungen (20A, 20B) übertragenen Daten ein modifiziertes HDLC-Format aufweisen, bei dem ein Feld hinzugefügt ist, wel­ ches eine Quellen- oder Zielanschlußadresse enthält.

7. Vermittlungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arbitrationsvorrichtung Einrichtungen zum Vergleich der Kartenschlitznummernadresse in aufwärts übertragenen Zugangsanfragepake­ ten mit der abwärts übertragenen Kartenschlitznummernadresse aufweist, wel­ che eine Kollision feststellen, falls diese Adressen nicht identisch sind.

8. Vermittlungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in ei­ nem peripheren Knoten (13) Vorrichtungen vorhanden sind, welche die Aufwärtsüber­ tragung bei Feststellung einer Kollision beenden.

9. Vermittlungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in je­ dem peripheren Knoten (13) Vorrichtungen vorhanden sind, welche eine Adreßnum­ mer eines peripheren Knotens (13) für eine Verzögerungszählung verwenden falls eine Kollision detektiert wird bevor die Arbitration zum Zugang des pe­ ripheren Knotens (13) zur Aufwärtsübertragung wieder aufgebaut wird.

10. Vermittlungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Vor­ richtungen zum Abbruch der Übertragung eines Abschlußmerkers vorhanden sind falls eine Kollision erklärt wird wobei Anfragepakete ohne Abschlußmer­ ker unbeachtet bleiben können.