DE69124645T2

DE69124645T2 - Verfahren und Schaltung zur Verkehrsformung

Info

Publication number: DE69124645T2
Application number: DE69124645T
Authority: DE
Inventors: Shinobu Gohara; Takahiko Kozaki; Akihiko Takase; Junichirou Yanagi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JPH0498938A; DE69124645D1; JP2880271B2; EP0471344A1; EP0471344B1; US5280475A; CA2049182C; AU637250B2; AU8247591A; CA2049182A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrsformung sowie eine Schaltung für einen virtuellen Weg oder für eine virtuelle Verbindung in einem Paketvermittler eines Querverbinders oder einem Vermittler für ein Paket mit fester Länge. Jnsbesondere betrifft die Erfindung ein Steuerverfahren für eine Umverteilung sowie eine Schaltung für einen Paketstoß, der von einer Teilnehmerleitung ankommt. Insbesondere ist die Erfindung für einen Zellenvermittler in einen Gerät geeignet, das ein ATM-System (Asynchronübertragungsmodus-System) verwendet.
In dem ATM-System, das dem internationalen Standard der CCITT (Behörde der internationalen Ferumeldeunion) entspricht, wird bezüglich einer Breitband- und Multimedia-Kommunikation in einem Kommunikationsfeld ein Paket fester Länge, das als eine Zelle bezeichnet wird, verwandt, um die Übertragung und Vermittlung zu bewirken. Es sind viele Vermittlungssysteme zum Vermitteln der Zellen vorgeschlagen worden.
Des weiteren wird in einem Übertragungsgerät zur Herstellung einer Verbindung zwischen Vermittlungssystemen eine virtuelle Leitung, die als ein virtueller Weg bezeichnet wird, als eine Einheit verwandt, um die Architektur des Netzwerks flexibel zu modifizieren und um die Verwaltung der Leitung zu vereinfachen. In diesem Fall wird ein Gerät zum Vermitteln der Zelle in Abhängigkeit von dem virtuellen Weg verwandt und dieses Gerät wird als ein ATM-Querverbinder bezeichnet. Dieser Querverbinder wird als eine Art eines ATM-Vermittlers betrachtet
Ein ATM-Vermittlungssystem ist ein Gemeinschaftspufferspeichervermittler. Ein Beispiel eines Verfahrens zu seiner Aufteilung bzw. Anordnung ist in einem Artikel "LSI IMPLEMENTA- TION FOR SHRRED BUFFER TYPE ATM SWITCH" von Kosai u.a., Technical Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, SSE89-144, Seiten 49-54 (February, 1990) beschrieben und in der Fig.2 dargestellt.
Allgemein erzeugen verschiedene, an eine Teilnehmerleitung angeschlossene Anschlußeinrichtungen einen sogenannten Stoßverkehr mit einer Periode, in welcher Daten kontinuierlich erzeugt werden, und mit einer Periode, in welcher keine Daten erzeugt werden. Wenn ein ATM-Vermittlungssystem einen derartigen Stoßverkehr aufnimmt, ist die Menge der für das ATM- Vermittlungssystem benötigten Pufferspeicher über 10-Mal bis zig-Mal so groß wie im Fall des Verkehrs, in dem die Zellen zufällig auftreten. Um daher das ATM-Netzwerk unter Verwendung des Querverbinders mit einer geringen Menge an Pufferspeicher ökonomisch einzurichten, ist es notwendig, den Stoßverkehr in dem Gerät zu eliminieren, das die Teilnehmerleitungen aufnimmt. Daher ist es notwendig, die Zellen, die zum gleichen virtuellen Kanal oder zum gleichen virtuellen Weg gehören, extrem einheitlich bezüglich der Zeit anzuordnen. Dieses Verfahren wird als Verkehrsformung bezeichnet.
Ein Verfahren zum Bewirken einer derartigen Verkehrsformung ist beispielsweise in dem Artikel "PATH HANDLING IN ATM NET- WORKS" von Shigesada u.a., Technical Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, SSE89-120, Seiten 31-36 (January, 1990) beschrieben. Insbesondere ist ein System beschrieben, in dem die Verkehrsformung durch vorheriges Festlegen einer Zeitposition der Zelle, die zu dem virtuellen Weg oder dem virtuellen Kanal innerhalb eines Rahmens gehört, an einem Ausgang eines Vermittlungssystems oder eines Querverbinders bewirkt wird. Des weiteren ist ebenfalls ein Algorithmus zum dynamischen Festlegen der Zeitposition für jeden Ausgang beschrieben.
In der Vermittlungsanordnung mit einem Gemeinschaftspufferspeichervermittler, der die oben angegebene bekannte Technik verwendet, ist die Verkehrsformung nicht berücksichtigt. Demgemäß wird die Leitung, die den Stoßverkehr aufweist, vermittelt und weitergeführt, während die Stoßcharakteristik aufrechterhalten wird. Daraus ergibt sich ein Problem dahingehend, daß in dem Querverbinder oder in dem Vermittler, die an den Ausgang angeschlossen sind, eine große Pufferspeichermenge notwendig ist.
Selbst wenn des weiteren die Verkehrsformung für jeden Ausgang mittels der obengenannten bekannten Technik durchgeführt wird, ist es notwendig, die Zeitreihenfolge zu verändern, um die Verkehrsformung zu bewirken. Da in diesem Fall des weiteren ein Wartepuffer notwendig ist, besteht ein Problem dahingehend, daß eine große Anzahl von Puffern für ein Verkehrsformungsgerät notwendig ist. Andererseits ist bei der Verwendung des Algorhitmusses, der in der oben dargestellten bekannten Technik zur dynamischen Festlegung der Zeitposition dargestellt ist, die Reduzierung der Speicherkapazität ebenfalls gezeigt. Da allerdings ein Gerät zur Ausführung dieses Algorhitmusses kompliziert ist und es des weiteren notwendig ist, die Periode zur Festlegung der Anordnung bzw. Aufteilung zu verlängern, um eine einheitlichere Anordnung zu erzeugen, ergibt sich ein weiteres Problem dahingehend, daß die Speicherkapazität anwächst.
Wenn des weiteren die Speicherkapazität erhöht wird, ergibt sich ein Problem dahingehend, daß die Zeit, während der die Zelle sich in dem Speicher aufhält, verlängert wird, wodurch die Verzögerung der Übertragung und des Vermittelns vergrößert ist.
Ein weiteres System zur Verkehrsformung ergibt sich aus IEEE Journal on Selected Areas in Communication, Vol SAC-5, Nr.8, 1987, Seiten 1315-1326. Dieses System ist mit großen Pufferspeichern für jede der Eingabeleitungen versehen. Die Zellen, die sich in den Pufferspeichern ansammeln, werden für eine Zuführung von Paketen zu den Ausgabeleitungen zyklisch abgetastet. Mittels einer verknüpften Liste werden die Pakete in den Pufferspeichern für unterschiedliche virtuelle Kanäle sortiert, und es wird die Abtastung derart durchgeführt, daß jeder virtuelle Kanal pro Abtastzyklus einmal erfaßt wird.
Wenn keine Überlastung vorliegt, führt dieses System keine Entscheidung bezüglich der Bandbreitenzuordnung durch. Wenn eine Überlastung auftritt, wird eine Bandbreitenzuordnung durchgeführt, in der alle virtuellen Kanäle einheitlich behandelt werden. Dieses System weist daher den Nachteil auf, daß die Bandbreite eines virtuellen Kanals von der Aktivität anderer virtueller Kanäle stark abhängig ist. Es ist unmöglich, eine vorbestimmte Bandbreite für einen bestimmten virtuellen Kanal zu reservieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verkehrsformung sowie eine Schaltung anzugeben, welche die Speicherkapazität effektiv nutzen und es erlauben, eine vorbestimmte Bandbreite für einen virtuellen Kanal oder Weg festzulegen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und durch die Schaltung nach Anspruch 5 gelöst.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Gemeinschaftspufferspeichervermittler mit einem einzelnen Pufferspeicher großer Kapazität angegeben, und diesem Pufferspeicher ist ein Speicher für eine Adressenkette hinzugefügt. Des weiteren ist in dem Puffer eine Listenstruktur vorgesehen, die für jeden Ausgang eine Kette verwendet. Wenn eine Zelle eingegeben worden ist, wird die Zelle zuerst in dem Pufferspeicher abgelegt. Zur gleichen Zeit wird ein Ausgang für diese Zelle festgelegt, und es wird die Adresse des Puffers, der die Zelle speichert, an das Ende der Listenstruktur für den entsprechenden Ausgang angeschlossen. Wenn die Zelle abgegeben wird, wird des weiteren die Listenstruktur in Abhängigkeit von dem Ausgang, zu dem die Zelle zu liefern ist, ausgewählt, und es wird aus dem Puffer, der die zu liefernde Zelle speichert, von der Spitze der Listenstruktur eine Adresse herausgenommen, um die Zelle an der Adresse zu liefern.
Wenn die oben angegebene Operation periodisch für alle Einund Ausgänge durchgeführt wird, wird die eingegebene Zelle in Abhängigkeit von deren Ausgangskennung klassifiziert und zur Listenstruktur hinzugefügt und durch Lesen der entsprechenden Ausgangskennung ausgeliefert. D.h., die Vermittlungsoperation kann erreicht werden. Da die Zelle mit der Listenstruktur verbunden ist, wird des weiteren die Reihenfolge der Zellen aufrechterhalten.
Um die oben angegebenen Aufgaben zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung die Zelle nicht nur zur Listenstruktur für den jeweiligen Ausgang hinzugefügt, sondern auch noch entsprechend einem virtuellen Weg oder einem virtuellen Kanal für den jeweiligen Ausgang klassifiziert, zur Verbindung mit der Listenstruktur, die dem virtuellen Weg oder dem virtuellen Kanal entspricht. Wenn die Zelle ausgelesen wird, wird des weiteren der virtuelle Weg oder der virtuelle Kanal, auf dem die Zelle zu befördern ist, für jeden Zeitschlitz und für jeden Ausgang festgelegt, und es wird die Zelle von der Spitze der Listenstruktur ausgelesen, die dem bestimmten virtuellen Kanal oder Weg entspricht.
Um des weiteren die anderen Aufgaben erfindungsgemäß zu lösen, wird die folgende Schaltungskonfiguration verwandt. Um eine Eingangszelle in Abhängigkeit vom jeweiligen virtuellen Weg oder Kanal zu klassifizieren und diese mit der Listenstruktur zu verbinden, enthält die Schaltung eine Tabelle erzeugter Kennungen, um die Listenstruktur zum Verbinden der Zelle zuzuordnen, und eine Adresse zum Ablegen der Zelle oder eine Adresse einer zu verbindenden Kette, wenn eine Kennung des virtuellen Weges oder des virtuellen Kanals festgelegt worden ist. Um des weiteren die Zelle, die zu einem virtuellen Weg oder zu einem virtuellen Kanal gehört, aus der Listenstruktur herauszunehmen, ist eine Tabelle zum Erzeugen einer Kennung vorhanden, um die Listenstruktur zum Herausnehmen der Zelle zuzuordnen, und eine Adresse zum Auslesen der Zelle oder eine Adresse einer vorzunehmenden Kette anzugeben, wenn die Kennung des virtuellen Weges oder des virtuellen Kanals festgelegt worden ist. Um des weiteren einen virtuellen Weg oder den virtuellen Kanal in Abhängigkeit von der Lesetaktung für jeden Ausgang zuzuordnen, sind ein Zähler, der eine feste Periode aufweist, sowie eine Tabelle für die Bandbreitenzuordnung vorgesehen, auf die periodisch mittels eines Werts des Zählers Bezug genommen wird, und die den virtuellen Weg oder den virtuellen Kanal zum entsprechenden Zeitpunkt hält.
In dem erfindungsgemäßen Speichervermittler des Gemeinschaftspuffertyps wird die Klassifikation nicht nur in Abhängigkeit von dem Ausgang, sondern auch in Abhängigkeit von dem virtuellen Weg oder dem virtuellen Kanal durchgeführt, zu welchem die Zelle gehört, um die Listenstruktur zu erstellen. Dementsprechend können die virtuellen Wege oder die virtuellen Kanäle den Zellen zugeordnet werden, während die Reihenfolge der zugeführten Zellen, die zu dem gleichen virtuellen Weg oder zu dem gleichen virtuellen Kanal gehören, aufrecht erhalten wird. Durch Zuordnen der virtuellen Wege oder der virtuellen Kanäle derart, daß sie so einheitlich wie möglich angeordnet sind, können daher die stoßartig ankommenden Zellen einheitlich angeordnet bzw. aufgeteilt und befördert werden.
In der Verkehrsformungsschaltung, die den erfindungsgemäßen Speichervermittler des Gemeinschaftspuffertyps verwendet, wird in dem Puffer innerhalb des Vermittlers für jeden virtuellen Weg oder virtuellen Kanal die Listenstruktur erstellt. Infolgedessen kann der Puffer zur Umgestaltung der Reihenfolge der Zellen, was für die Verkehrsformung für jeden Ausgang notwendig ist, gemeinsam genutzt werden. Das bedeutet, daß die Zunahme an Pufferspeicher vermieden werden kann.
Ganz allgemein weist der Vermittler, der die Vermittlungsoperation mit einem einzelnen Gemeinschaftspuffer durchführt, verglichen mit dem Vermittler, der für jeden Ausgang einen Puffer aufweist, eine stark reduzierte Speicherkapazität auf. Das liegt daran, daß selbst eine reduzierte Gesamtanzahl von Puffern bei dem Vermittler des Gemeinschaftspuffertyps ausreichend ist, da die Puffer bei Bedarf dynamisch zugeordnet werden, selbst wenn ein Ausgang existiert, der viele Puffer benötigt. Dies wird als ein Reduktionseffekt der Puffer durch gemeinsame Nutzung, d.h. Gemeinschaftsnutzungseffekt, bezeichnet. In der erfindungsgemäßen Verkehrsformung, in welcher der Vermittler die Puffer enthält, sind die Gesamtzahl von Pufferspeichern sowie ein Blockieren durch den Gemeinschaftsnutzungseffekt verglichen mit dem Fall reduziert, in dem die Verkehrsformung für jeden Ausgang durchgeführt wird. Da sich des weiteren in der vorliegenden Erfindung der Vermittler sowie die Verkehrsformungsfunktion die Puffer teilen, kann die Anzahl der Pufferspeicher für das gesamte Gerät durch diesen Gemeinschaftsnutzungseffekt reduziert werden.
Des weiteren sind in der vorliegenden Erfindung eine Tabelle und ein Zähler vorhanden, um den virtuellen Weg oder den virtuellen Kanal zuzuordnen, zu dem die Zelle zu befördern ist, und es wird die Zuordnung der Anordnung der Zellen, d.h., die Zuordnung und Steuerung der Bandbreite in Abhängigkeit von dem Inhalt der Tabelle durchgeführt. Falls der Inhalt der Tabelle vorher optimal festgelegt werden kann, kann die Verkehrsformung effektiv durchgeführt werden. Des weiteren ist die Anzahl der sich in dem Puffer aufhaltenden Zellen ebenfalls reduziert, was auch für die Verzögerung gilt. Allgemein betrachtet liegt das daran, daß die Zellen durch Festlegen der Anordnung der Zellen verglichen mit dem Fall, in dem die Anordnung der Zellen dynamisch festgelegt wird, einheitlich und statisch angeordnet werden können.
Da die Zuordnung der Bandbreite unter Verwendung der Tabelle durchgeführt wird, kann in der vorliegenden Erfindung die Bandbreite extrem flexibel geändert werden.
In dem erfindungsgemäßen Gemeinschaftspuffervermittler kann zusätzlich zur Klassifizierung des virtuellen Weges oder des virtuellen Kanals und der Verbindung an die Listenstruktur die Klassifizierung durch die Leitungsnummer durchgeführt werden, und zwar in dem Fall des Demultiplexens an einer Leitung mit einer geringen Geschwindigkeit derart, daß die Listenstruktur erstellt werden kann. Falls die Leitungsnumrner, die eine geringe Geschwindigkeit aufweist, zusätzlich zu dem virtuellen Weg oder dem virtuellen Kanal zugeordnet wird, kann die Zelle derart befördert werden, daß die Leitungsnummer periodisch ist. Infolgedessen kann die Zelle von einem Demultiplexer zur Leitung mit der niedrigen Geschwindigkeit periodisch zugeteilt werden, um dadurch die Puffer in dem Demultiplexer zu minimieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig.1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform gem. der vorliegenden Erfindung;
Fig.2 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Anordnung eines bekannten Gemeinschaftspuffervermittlers;
Fig.3 zeigt schematisch ein Beispiel einer Anordnung von Tabellen in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig.4 zeigt schematisch ein Beispiel einer Anordnung von Tabellen gem. einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig.5 ist ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig.1 und 3 beschrieben.
Fig.1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Gemeinschaftspuffervermittlers zur Durchführung der Verkehrsformung gem. der vorliegenden Erfindung. Zum Zwecke der Beschreibung wird angenommen, daß der Gemeinschaftspuffervermittler mit 36 x 36 Vermittlern angeordnet ist. Der Grund liegt darin, daß das Verhältnis der Zahl von Eingabe und Ausgabe und der Länge von der Zelle auf ein einfaches, ganzzah liges Verhältnis festgelegt wird, welches 2 : 3 (= 36 : 54) ist, so daß die Logikkonfiguration für die Multiplexierung/Demultiplexierung bei dem Schreiben der Zelle in den Puffer vereinfacht ist. Des weiteren wird die Verkehrsformung für jeden virtuellen Weg durchgeführt. Der virtuelle Weg kann mittels einer virtuellen Wegkennung (VPI) erkannt werden.
Der Vermittler enthält einen Pufferblock 1 sowie einen Puffersteuerblock 2.
Die über die Eingänge 501-1 bis 501-36 ankommenden Zellen werden in einem Multiplexer (MUX) 11 multiplexiert, um nacheinander in einem Pufferspeicher (BFM) 12 abgelegt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zelle an einem Ort abgespeichert, der von einer in einem Freiadressenspeicher (IA BUF) 3 gespeicherten Freiadresse adressiert wird. Simultan wird von dem Pufferblock 1 an den Puffersteuerblock 2 eine Wegwahlmarke (RTG) zugeführt, die einen Ausgang für jede der Zellen anzeigt. Die RTG wird von einem Wegwahldecoder (RT DEC) 21 decodiert, um eine der Schreibketten-Adreßtabellen (WR CH Tabelle) 22-1 bis 22-36 zuzuordnen, die den Ausgängen der ankommenden Zellen entspricht. Die WR CH Tabellen 22-1 bis 22- 36 halten Adressen, die verwandt werden, um die Zellen der vergangenen Zeit für jede VPI zu speichern. Falls mit der VPI der ankommenden Zelle auf die WR CH Tabellen 22-1 bis 22-36 Bezug genommen wird, wird dementsprechend die Adresse, die zum Speichern der Zelle der gleichen VPI der vergangenen Zeit verwandt wird, identifiziert, und es wird eine Kette zu einer Adresse, die zum Schreiben der Zelle der vorliegenden Zeit verwandt wird, an einem Ort abgespeichert, der von dieser Adresse gekennzeichnet wird, so daß die Listenstruktur gebildet werden kann. Schreibketten-Adreßregister (CH WA) 23-1 bis 23-36 dienen dazu, einen aus den WR CH Tabellen 21-1 bis 22- 36 ausgelesenen Wert temporär zu halten. Simultan werden die WR CH Tabellen 22-1 bis 22-36 durch die Adresse aktualisiert, die zum Schreiben der zu dieser Zeit ankommenden Zelle verwandt wird, d.h., der Adresse, die für das nachfolgende Schreiben aus dem IA BUF 3 herausgenommen worden ist.
Das Auslesen der Zelle wird folgendermaßen durchgeführt.
Zuerst ordnet ein Ausgangsleitung-Zähler (OUT CNT) 24 einen Ausgang zu, zu welchem ein Paket als nächstes zugeführt werden soll. Der Ausgang des OUT CNT 24 wird an einen Ausgangsleitungs-Decoder (OUT DEC) 25 zugeführt, um einen von Bandbreiten-Zählern (BW CNT) 26-1 bis 26-36 auszuwählen, die für jeden Ausgang vorgesehen sind. Die BW CNT 26-1 bis 26-36 dienen dazu, einen für jeden Zeitschlitz errichteten Ausgangs- VPI zuzuordnen. Mit einem Wert der BW CNT 26-1 bis 26-36 wird auf Bandbreitentabellen (BW TABELLE) 27-1 bis 27-36 Bezug genommen, um die für diese Zeit zu befördernde VPI zu erhalten. Dann wird diese VPI verwandt, um auf Leseadressentabellen (RD ADR Tabelle) 28-1 bis 28-36 Bezug zu nehmen. Die RD ADR Tabellen 28-1 bis 28-36 halten eine Adresse eines Puffers, um nacheinander in Abhängigkeit von der VPI ausgelesen zu werden und um die Ausgangszelle aus dem Pufferspeicher (BEM) 12 mit dieser Adresse herauszunehmen, um diese Zelle mittels eines Demultiplexers (DE MUX) 13 zu demultiplexieren, damit sie zugeführt werden kann. Zur gleichen Zeit wird aus dem BEM 12 die Kette ausgelesen, um die RD ADR Tabellen 28-1 bis 28-36 zu aktualisieren. Auf diese Weise kann durch aufeinanderfolgendes Lesen die Adresse in dem BEM 12 erhalten werden. Des weiteren ist die Adresse, die zum Lesen der Zelle in dem BEM 12 verwandt wird, frei und demzufolge wird diese Freiadresse in den Freiadressenspeicher (TA BUF) 3 abgelegt. Leseadressenregister (RA) 29-1 bis 29-36 dienen dazu, einen aus den RD ADR Tabellen 28-1 bis 28-36 ausgelesenen Wert zeitweilig zu halten.
Der Gemeinschaftspuffervermittler ist wie oben beschrieben konfiguriert. Die Verkehrsformung wird von diesem Vermittler wie folgt durchgeführt. Das bedeutet, es werden die dem Zeitschlitz entsprechenden VPI für jede der Ausgangsleitungen 502-1 bis 502-36 in den Bandbreitentabellen (BW Tabelle) 27-1 bis 27-36 abgelegt. Wenn z.B. die Gesamtzahl der Bandbreiten für die Ausgangsleitungen 502-1 bis 502-36 150 MB/s beträgt und es erwünscht ist, einen virtuellen Weg mit einer Bandbreite von 50 MB/s festzusetzen, wird die dem virtuellen Weg entsprechende VPI auf ein Verhältnis von 3 Adressen der BW Tabellen 27-1 bis 27-36 zu einer Adresse festgesetzt. Die Zelle mit der von dem festgelegten Ausgang festgesetzten VPI wird lediglich mit einem Verhältnis von maximal einer Zelle von 3 Zellen befördert, um die Spitzenbandbreite zu halten. Des weiteren werden die in den BW Tabellen 27-1 bis 27-36 festgesetzten Adressen auf gleiche Intervalle festgelegt, so daß die Zelle des lestgelegten Ausgangs nicht mit einem kürzeren als dem festgelegten Intervall befördert wird. Konsequenterweise kann daher die den Stoßverkehr aufweisende Zelle einheitlich befördert werden.
Die Fig.3 zeigt schematisch die Tabellen in dem Puffersteuerblock.
Wenn die Zelle geschrieben worden ist, werden Schreibketten- Adressentabellen (CH WR Tabelle) 21-1 bis 22-36 in Abhängigkeit von dem Ausgang der zu schreibenden Zelle ausgewählt. Die VPI wird den CH WR Tabellen 21-1 bis 22-36 zugeführt, um eine Adresse für den Zugriff auf den Zellenpuffer 12 zu erhalten. Wenn die Zelle gelesen ist, werden des weiteren die Bandbreitenzähler (BW CNT) 26-1 bis 26-36, die Bandbreitentabellen (BW Tabelle) 27-1 bis 27-36 und die Leseadressentabellen (RD ADR Tabelle) 28-1 bis 28-36 in Abhängigkeit von dem Ausqangsleitungs-Zähler (OUT CNT) 24 ausgewählt. Dann wird auf die BW Tabellen 27-1 bis 27-36 in Abhängigkeit von dem Zeitschlitz Bezug genommen, der von dem ausgewählten BW CNT 26-1 bis 26-36 zugeordnet worden ist, um die zu liefernde VPI zu erhalten. Des weiteren wird auf die RD ADR Tabellen 28-1 bis 28-36 in Abhängigkeit von dieser VPI Bezug genommen, um die die Zelle speichernde Adresse zu erhalten, um auf den Zellenpuffer 12 zuzugreifen.
In der Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, in welchem eine der Bandbreitentabellen 27-1 bis 27-36 für jeden Ausgang vorgesehen ist. Es können allerdings auch zwei Bandbreitentabellen für jeden Ausgang vorgesehen werden. Wenn die Inhalte der zwei der Bandbreitentabellen 27-1 bis 27-36 unterschiedlich sind, kann in dem Fall die Bandbreite sofort durch das Schalten der zu verwendenden Tabelle geändert werden. Des weiteren kann das Schreiben der Bandbreitentabelle in der nicht benutzten Tabelle durchgeführt werden, so daß ein schädlicher Einfluß auf die Bandbreite durch das Schreiben reduziert werden kann. Es versteht sich von selbst, daß dieser Wechsel für jeden Ausgang durchgeführt werden kann und auch gleichzeitig durchgeführt werden kann. Zusätzlich kann eine Vielzahl von Bandbreitenzuordnungen durch das Vorhandensein von zwei oder mehreren Bandbreitentabellen sofort geändert werden.
Des weiteren kann anstelle einer gesamten die der Tabelle eingegebene VPI ein Teil der in der Zelle vorgesehenen VPI sein, wobei in diesem Falle die VPI, die unterschiedliche nicht benutzte Bit hat, an die gleiche Listenstruktur angeschlossen werden kann. Das bedeutet, daß die VPI gebündelt werden kann. Daher ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß die Zelle in der bestimmten VPI-Gruppe in dem Puffer existiert, und die Möglichkeit, diese Zelle zu befördern, ist erhöht, so daß die Kapazität des Puffers reduziert werden kann.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Bandbreitenzähler 26-1 bis 26-36 für jeden Ausgang vorgesehen. Deren Aufgabe kann allerdings auch von einem einzigen Zähler durchgeführt werden. In diesem Fall ist die Zuordnung des Zeitschlitzes für jeden Ausgang synchronisiert.
Des weiteren können Bandbreitenzähler 26-1 bis 26-36 vewandt werden, die eine feste Periode wie z.B. 256 Perioden aufweist. Allerdings können Zähler mit einer variabel festgesetzten Periode ebenfalls verwandt werden. Durch Variieren der Bandbreite kann die minimale Bandbreite des festsetzbaren virtuellen Weges geändert werden.
In der oben angegebenen Konfiguration kann die Zelle nicht zugeführt werden, wenn die Zelle nicht an der Listenstruktur angeschlossen ist, die der von den Bandbreitentabellen 27-1 bis 27-36 zugeordneten VPI entspricht. Das bedeutet, daß Schwankungen bezüglich der Zuordnung des virtuellen Weges nicht zugelassen sind. Um die Schwankungen zuzulassen, wenn die Listenstruktur der den angrenzenden Zeitschlitzen entsprechenden VPI überprüft wird und die Zelle in der entsprechenden Listenstruktur existiert, darf die Zelle zugeführt werden, so daß die Schwankung zu einem gewissen Grad zugelassen werden kann. Des weiteren wird zusätzlich zu dem Verfahren der gleichzeitigen Untersuchung die VPI, auf die in einigen vergangenen Zeitschlitzen Bezug genommen wurde, abgespeichert und die Zelle kann in Abhängigkeit von dem Vorhandensein der Zelle ausgegeben werden. Es versteht sich dabei von selbst, daß die Priorität zwischen ihnen festgelegt werden kann, wenn die einer Vielzahl von VPI entsprechende Listenstruktur geprüft und die Zelle zugeführt wird.
Die Fig.4 zeigt schematisch eine Anordnung von Tabellen des Puffersteuerblocks gemäß einer anderen Ausführungsform Bei dem Schreiben der Zelle werden die Schreibketten-Adressenregister (WR CH Tabelle) 22'-1 bis 22'-36 durch den Ausgang der zu schreibenden Zelle ausgewählt. Zwei niedrigere Bit der Ausgangszuordnung RTG werden zusammen mit der VPI den WR CH Tabellen 22'-1 bis 22'-36 zugeführt, um für den Zugriff auf den Zellenpuffer 12 die Adresse zu erhalten. Des weiteren werden bei dem Lesen der Zelle die Bandbreitenzähler (WW CNT) 26-1 bis 26-36, die Bandbreitentabellen (BW Tabelle) 27'-1 bis 27'-36 und die Leseadressentabellen (RD ADR Tabelle) 28'- 1 bis 28'-36 zuerst von dem Ausgangsleitungszähler (OUT CNT) 24 ausgewählt. Anschließend wird auf die BW Tabellen 27'-1 bis 27'-36 in Abhängigkeit von durch den ausgewählten BW CNT 26-1 bis 26-36 zugeordneten Zeitschlitz Bezug genommen, um die zuzuführende VPI zu erhalten. Zur gleichen Zeit werden zwei untere Bit der Zuordnung RTG des zuzuführenden Ausgangs erhalten. Auf die RD ADR Tabellen 28'-1 bis 28'-36 wird in Abhängigkeit von der VPI und der Ausgangszuordnung Bezug genommen, so daß die die Zelle abspeichernde Adresse für einen Zugriff auf den Zellenpuffer 12 erhalten wird.
Bei einer derartigen Konfiguration kann der Zellenausgang nicht nur von der VPI der Zelle dem Zeitschlitz zugeordnet werden, sonden auch noch durch zusätzliche Information, wie z.B. der Ausgang in dem Fall des Demultiplexierens auf eine Leitung mit niedriger Geschwindigkeit. In diesem Fall ist der Puffer zum Demultiplexieren der Leitung niedriger Geschwindigkeit wegen der Zuordnung auf die Nummer der Leitung niedriger Geschwindigkeit nicht notwendig Das Vorstehende hat das Beispiel beschrieben, in welchem die zwei niedrigeren Bit für die Zuordnung des Ausgangs gegeben waren. Es versteht sich allerdings von selbst, daß andere Informationen gegeben werden können. Zum Beispiel kann durch eine gegebene Prioritätsinformation der Zelle die Position der nicht berücksichtigten Zelle periodisch angegeben werden. Das bedeutet, daß durch das Bereitstellen der zusätzlichen Information, um auf die Tabelle Bezug zu nehmen, es möglich ist, die von der zusätzlichen Information klassifizierte Listenstruktur auszubilden. Entsprechend können die Zuordnung der zusätzlichen Information und die Neuordnung frei durchgeführt werden.
Es ist wiederum klar, daß in der oben angegebenen Ausführungsform die VCI, die eine Kennung des virtuellen Kanals ist, verwandt werden kann, ein Teil der VCI verwandt werden kann oder ein Teil der VPI und ein Teil der VCI simultan anstelle der VPI verwendet werden können.
Mit der oben angegebenen Ausführungsform ist die Konfiguration beschrieben worden, die Tabellen enthält, die einem jeden Ausgang entsprechen. Es ist allerdings auch möglich, daß lediglich eine Tabelle vorgesehen ist und die Ausgangsinformation als zusätzliche Information gegeben wird. Das bedeutet, daß die Vermittlungsoperation in dem Speichervermittler identisch mit der Zuordnung der Phase des Ausgangs der Zelle ist. Die Konfiguration, die die gleiche Tabelle verwendet, wie sie bei der Zuordnung der Ausgangs VPI verwandt wurde, ist für die Zuordnung der Phase ausgelegt. Bei einer derartigen Konfiguration sind der Wegwahldecoder (RT DC) 21, der Ausgangsleitungs-Zähler (OUT CNT) 24 und der Ausgangsleitungsdecoder (OUT DEC) 25 nicht notwendig. Die Figur 5 zeigt eine Ausführungsforn, in welcher lediglich eine Tabelle vorgesehen ist. In diesem Fall werden der Schreibketten-Adressentabelle (WR CH Tabelle) 22 die virtuelle Wegkennung (VPI) und die Wegewahlmarke (RTG) zugeführt. Falls daher der Ausgang, d.h., falls selbst für die gleiche VPI eine Wegwahl unterschiedlich ist, wird die Zelle an die unterschiedliche Listenstruktur angeschlossen. Infolgedessen wird die Zelle nicht einem falschen Ausgang zugeführt. Des weiteren wird der Bandbreitentabelle (BB Tabelle) 27 ein zusätzlicher Ausgang des Bandbreitenzählers (BWC CNT) 26 sowie der Ausgang des Ausgangsleitungszähelrs (OUT CNT) 24 zugeführt. Falls daher die durch den Ausgang des Ausgangsleitungszählers 24 gebildete Ausgangsinformation unterschiedlich ist, kann für jeden Ausgang die zuzuführende VPI selbst in dem gleichen Zeitschlitz bezeichnet werden, der von dem Bandbreitenzähler 26 dargestellt ist, und es kann die Zelle aus der unterschiedlichen, zu liefernden Listenstruktur herausgenommen werden. Der Betrieb der anderen Bereiche ist gleich demjenigen der Fig.1.
Erfindungsgemäß wird der Speichervermittler des Gemeinschaftspuffertyps, der für jede VPI eine Listenstruktur aufweist, derart verwandt, daß der virtuelle Weg oder der virtuelle Kanal zugeordnet werden kann, um die Zellen zu befördem, wobei die Reihenfolge der Zellen, die zum gleichen virtuellen Weg oder virtuellen Kanal gehören, beibehalten wird. Demgemäß kann durch Zuordnung derart, daß der virtuelle Weg oder der virtuelle Kanal so einheitlich wie möglich angeordnet ist, die stoßartig ankommende Zelle einheitlich angeordnet und befördert werden, so daß die Verkehrsformung erreicht wird.
Des weiteren wird gemäß der Verkehrsformungsschaltung, die den Speichervermittler des Gemeinschaftspuffertyps der vorliegenden Erfindung verwendet, die Listenstruktur für jeden virtuellen Kanal oder virtuellen Weg in dem Puffer innerhalb des Vermittlers erstellt. Konsequenterweise ist bei der Verkehrsformung für jeden Ausgang kein Puffer notwendig. Das bedeutet, daß es möglich ist, die angewachsene Anzahl der Puffer zu eliminieren.
Des weiteren kann die vorliegende Erfindung, bei der die Puffer in dem Vermittler und in dem Block vorhanden sind, die Puffer durch den Gemeinschaftsnutzungeffekt im Vergleich zu dem Fall reduzieren, in dem die Verkehrsformung für jeden Ausgang durchgeführt wird. Da der Vermittler und die Verkehrsformungsfunktion sich die Puffer teilen, kann erfindungsgemäß die Anzahl der Puffer des gesamten Geräts ebenfalls reduziert werden.
Da die Zuordnung und die Steuerung der Bandbreite gemäß der vorliegenden Erfindung durch den Zähler und durch die Tabelle zum Zuordnen des zu liefernden virtuellen Weges oder virtuellen Kanales durchgeführt wird, kann der Vermittler, der die Verkehrsformung durchführen kann, so ausgelegt sein, daß lediglich eine einfache Schaltung der Puffersteuerschaltung hinzugefügt wird. Falls des weiteren der Inhalt der Tabelle vorher optimal festgelegt werden kann, kann die Verkehrsformung effektiv durchgeführt werden.
Da durch die Verwendung der Tabelle die Bandbreite zugeordnet worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung des weiteren die Bandbreite extrem flexibel geändert werden. Zusätzlich kann durch das Vorsehen einer Vielzahl von Bandbreitentabellen die Bandbreite sofort gewechselt werden.
In dem Gemeinschaftspuffervermittler der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu dem virtuellen Weg oder dem virtuellen Kanal Zusatzinformation verwandt, um eine Klassifikation zu bewirken, so daß die Verbindung zur Listenstruktur hergestellt werden kann. Konsequenterweise ist die Zellenausgabe zur Zuordnung der Zusatzinformation möglich. Falls beispielsweise die Anzahl der Leitungen mit einer niedrigeren Geschwindigkeit ebenfalls zugeordnet worden ist, kann die Zelle geliefert werden, so daß die Leitungszahl periodisch zur Verfügung gestellt wird. Daher können die Puffer in dem Demultiplexer durch das periodische Verteilen der Zellen auf Leitungen mit niedriger Geschwindigkeit innerhalb des Demultiplexers auf Leitungen mit niedriger Geschwindigkeit minimiert werden.

Claims

1. Verfahren zur Verkehrsformung bei einem Vermittlungssystem mit einem gemeinsam genutzten Pufferspeicher (12), wobei Eingabepakete fester Länge auf einer Vielzahl von Eingabeleitungen (501) empfangen werden und zur Abgabe auf einer einer Vielzahl von Ausgabeleitungen (502) gemultiplext werden, und wobei die Pakete Wegewahlinformation (RTG), die Ausgabeleitungen, an die die Pakete abgegeben werden sollen, bezeichnet, und Verbindungskennungen, die virtuelle Kanäle oder Wege der Pakete bezeichnen, beinhalten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Speichern eines Eingabepakets in dem Pufferspeicher (12),

Zuordnen eines Adressenzeigers zu dem gespeicherten Paket, der eine Speicherstelle eines folgenden Pakets in Listenstrukturen, mittels der die Eingabepakete entsprechend der Wegewahlinformation (RTG) und der Verbindungskennungen eingeteilt werden, angibt,

Zuordnen von Verbindungskennungen zu Zeitschlitzen der einzelnen Ausgabeleitungen (502), wobei eine Verbindungskennung eines Zeitschlitzes bezeichnet, daß ein in diesem Zeitschlitz abzugebendes Paket ein Paket mit der gleichen Verbindungskennung ist, und Zeitschlitze mit gleichen Verbindungskennungen eine Übertragungsrate damit bezeichneter Pakete festlegen, wobei die Übertragungsrate einer vorbestimmten Bandbreite eines von den genannten gleichen Verbindungskennungen bezeichneten virtuellen Kanals oder Wegs entspricht,

periodisches Bezeichnen einer der Ausgabeleitungen (502),

Bezeichnen der Speicherstelle eines aus dem Pufferspeicher (12) auszulesenden Pakets entsprechend der Verbindungskennung, die dem momentanen Zeitschlitz der bezeichneten Ausgabeleitung zugeordnet ist,

Auslesen des Pakets der bezeichneten Speicherstelle sowie des ihm zugeordneten Adressenzeigers aus dem Pufferspeicher (12), um das ausgelesene Paket an eine Ausgabeleitung (502) abzugeben, und

Speichern der von dem ausgelesenen Adressenzeiger angegebenen Adresse zur Verwendung in einem späteren Schritt des Bezeichnens der Speicherstelle eines aus dem Pufferspeicher (12) auszulesenden Pakets.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn in der Listenstruktur entsprechend der dem vorliegenden Zeitschlitz zugeordneten Verbindungskennung kein Paket vorliegt, eine verbindungskennung entsprechend einem um einen oder mehrere Zeitschlitze vorausgehenden oder einem um einen oder mehrere Zeitschlitze später folgenden Zeitschlitz oder der vorausgehende Zeitschlitz und der nachfolgende Zeitschlitz geprüft werden und dann, wenn ein Paket in der Listenstruktur entsprechend dieser Kennung vorliegt, dieses Paket zur Abgabe entnommen wird, so daß eine Fluktuation der Paketabgabe gestatten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindungskennung ein Teil oder das Ganze der virtuellen Wegekennung oder ein Teil oder das Ganze der virtuellen Kanalkennung oder ein Teil einer Kombination aus der virtuellen Wegekennung und der virtuellen Kanalkennung darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Listenstruktur entsprechend der Verbindungskennung und einer zusätzlichen Information gebildet wird.

5. Schaltung zur Verkehrsformung bei einem Paketvermittlungssystem, in dem Eingabepakete fester Länge auf einer Vielzahl von Eingabeleitungen (501) empfangen werden und zur Abgabe auf irgendeiner einer Vielzahl von Ausgabeleitungen (502) gemultiplext werden, wobei die Pakete Wegewahlinformation (RTG), die Ausgabeleitungen angibt, und Verbindungskennungen, die virtuelle Kanäle oder virtuelle Wege der Pakete angeben, aufweisen, umfassend:

einen Multiplexer (11) zum Multiplexen der Eingabepakete zu einem fortlaufenden Paketstrom,

einen Pufferspeicher (12) zur vorübergehenden Speicherung der gemultiplexten Pakete,

einen Freiadressenpuffer (3), um freie Adressen zur Verwendung als Schreibadressen des Pufferspeichers (12) zu speichern,

eine Schreibsteuereinrichtung (22, 23) zur Zuordnung eines Adressenzeigers zu jedem gespeicherten Paket unter Bezugnahme auf eine aus dem Freiadressenpuffer (3) herausgenommene Schreibadresse, wobei der Adressenzeiger eine Speicherstelle eines folgenden Pakets in Listenstrukturen angibt, mittels der die Pakete entsprechend der Wegewahlinformation (RTG) und der Verbindungskennungen klassifiziert sind,

einen ersten Zähler (24), um die Ausgabeleitungen (502) periodisch nacheinander zur Abgabe eines gespeicherten Pakets zu bezeichnen,

einen zweiten Zähler (26), um einen momentanen Zeitschlitz auf der bezeichneten Ausgabeleitung (502) zu bezeichnen,

eine Bandbreitentabelle (27), um in Reaktion auf eine Ausgabe des zweiten Zählers (26) eine Verbindungskennung eines in dem momentanen Zeitschlitz auf der bezeichneten Ausgabeleitung (502) abzugebenden Pakets zu liefern, und

eine Lesesteuereinrichtung (28, 29), um eine Leseadresse eines Pakets und seinen zugeordneten Adressenzeiger zum Auslesen aus dem Pufferspeicher (12) entsprechend der von der = Bandbreitentabelle (27) gelieferten Verbindungskennung zu erzeugen, wobei das Paket entsprechend der von der Lesesteuereinrichtung (28, 29) erzeugten Leseadresse aus dem Pufferspeicher (12) ausgelesen und an die bezeichnete Ausgabeleitung abgegeben wird und wobei die von dem zusammen mit dem Paket ausgelesenen Adressenzeiger angegebene Adresse zur späteren Verwendung in dem Lesevorgang für ein folgendes Paket innerhalb der gleichen Listenstruktur gespeichert wird.

6. Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Schreibsteuereinrichtung (22, 23) entsprechend den Ausgabeleitungen (502) mehrere Schreibketten-Adressentabellen (22) und zur Auswahl einer der Schreibketten-Adressentabellen (22) auf der Grundlage der Wegewahlinformation (RTG) eines in dem Pufferspeicher (12) zu speichernden Eingabepakets einen Wegewahldecoder (21) aufweist, und

wobei mehrere Sätze aus dem zweiten Zähler (26) der Bandbreitentabelle (27) und der Lesesteuereinrichtung (28, 29) vorhanden sind, von denen jeweils einer für eine jeweilige Ausgabeleitung (502) vorgesehen ist, so daß auf der Grundlage einer Ausgabe des ersten Zählers einer der Sätze ausgewählt wird.

7. Schaltung nach Anspruch 5, wobei zwei oder mehr Bandbreitentabellen (27) vorhanden sind und die Bandbreite durch Umschalten auf die momentan wirksame Bandbreitentabelle mit sofortiger Wirkung geändert wird.

8. Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Periode des zweiten Zählers (26) für jede Ausgabeleitung (502) unterschiedlich ist oder für jede Ausgabeleitung festgelegt werden kann.

9. Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Listenstrukturen in Abhängigkeit von dem Ganzen oder einem Teil der Kennung des virtuellen Wegs oder dem Ganzen oder einem Teil der Kennung des virtuellen Kanals oder einem Teil einer Kombination der virtuellen Wegekennung und der virtuellen Kanalkennung klassifiziert sind.

10. Schaltung nach Anspruch 5, wobei die Listenstrukturen in Abhängigkeit von sowohl der Verbindungskennung als auch einer zusätzlichen Information klassifiziert sind.

11. Verfahren nach Anspruch 4 oder Schaltung nach Anspruch 10, wobei die zusätzliche Information eine Angabe einer Identifikationsnummer der Ausgabeleitung (502) beinhaltet.

12. Verfahren nach Anspruch 4 oder Schaltung nach Anspruch 10, wobei die zusätzliche Information eine Prioritätsinformation beinhaltet.

13. Verfahren nach Anspruch 4 oder Schaltung nach Anspruch 10, wobei die zusätzliche Information eine Identifikationsnummer einer Ausgabeleitung niedriger Geschwindigkeit eines Demultiplexers zum Demultiplexen der Ausgabepakete auf die Leitung niedriger Geschwindigkeit oder einen Teil der Identifikationsnummer der Ausgabeleitung niedriger Geschwindigkeit beinhaltet.