DE69233588T2

DE69233588T2 - ATM-Vermittlungsanordnung

Info

Publication number: DE69233588T2
Application number: DE69233588T
Authority: DE
Inventors: Mark Timothy Wimbourne Dorset Jeffrey; Thomas Slade Wimbourne Dorset Maddern; Richard John Wimbourne Dorset Proctor
Original assignee: Marconi UK Intellectual Property Ltd
Current assignee: Ericsson AB
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-08-03
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2012-08-04
Also published as: EP0858192A2; GB9116748D0; EP0551475B1; JPH06501831A; GB2258366A; EP0551475A1; WO1993003567A1; DE69233588D1; JP3328780B2; DE69230217T2; DE69230217D1; EP0858192A3; JP3505658B2; JP2002335272A; ES2137192T3; GB2258366B; US5459724A; EP0858192B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Asynchron-Transfer-Modus (ATM) Vermittlungsanordnung mit einer flexiblen Konstruktionsstruktur sowohl hinsichtlich Größe als auch Rate, die für Broadcast-Übertragung ausgestaltet ist. Sie ist dazu ausgestaltet, um kompakter und preiswerter hergestellt zu werden, wenn die Technologie verbessert wird, ohne dass es erforderlich ist, Veränderungen hinsichtlich des logischen Betriebs vorzunehmen. Sie hat grundsätzlich einen synchronen Betrieb, und die innere Bandbreite ist lediglich zweimal so groß wie die Vermittlungsbandbreite.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht von einer bekannten ATM-Vermittlung zeigt;
2 eine konzeptionelle Ansicht von einer ATM-Vermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine schematische Ansicht von einer ATM-Vermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 die Verwendung von Vorwärtsübertragungs-Speicherungen für Multicast-Betrieb zeigt;
5 die Basissequenz von Anschlussbetrieb für Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen zeigt;
6 eine schematische Ansicht von einer Datenebene von einer Vermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine konzeptionelle Ansicht von einer ATM-Vermittlung der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine schematische Ansicht von dem Kern der Vermittlung aus 7 zeigt;
9 eine schematische Darstellung der physikalischen Struktur von einer Vermittlung zeigt, die 165 M-Technologie verwendet;
10a, 10b und 10c Beispiele von Vermittlungskonfigurationen für die Verwendung in der Vermittlung aus 7 zeigen;
11 eine schematische Ansicht von einer weiteren Vermittlungskonfiguration zeigt;
12 eine schematische Ansicht von einer Steuerebene für eine große Vermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 eine schematische Ansicht von einer Zentralsteuerung für eine Vermittlung zeigt, wie in 7 dargestellt;
14 eine mögliche Konfiguration für ein Rotationsmittel-ASIC zeigt;
15 eine mögliche Konfiguration für ein Zentraldatenvermittlungs-ASIC zeigt;
16 eine mögliche Konfiguration für ein Zentralsteuerungsspeichermanager-ASIC zeigt;
17 eine mögliche Konfiguration für ein Zentralanschlusssteuerungs-ASIC zeigt;
18 eine schematische Ansicht von dem Betrieb von einem Zeitschlitzmanager-ASIC zeigt;
19 ein Blockdiagramm von dem Peripherieanschlussunterstützungs-ASIC zeigt;
20 eine mögliche Konfiguration für ein RX-Anschluss-ASIC zeigt;
21 eine mögliche Konfiguration für ein TX-Anschluss-ASIC zeigt;
22a und 22b schematisch eine Vorwärtsübertragungs-Speicherung zeigt.
Die folgenden drei Definitionen werden in dieser Beschreibung verwendet:

a) Punkt-zu-Punkt: (P:P) eine Verbindung, die von einem Eingangsanschluss zu lediglich einem Ausgangsanschluss verläuft.
b) Punkt-zu-Mehrpunkt: (P:MP) eine Verbindung, die von einem Eingangsanschluss kommt und zu vielen der Ausgangsanschlüsse verläuft (möglicherweise alle).
c) Punkt-zu-wenige Punkte: (P:FP) eine Verbindung, die von einem Anschluss kommt und zu maximal drei anderen Anschlüssen geht.

1. EINLEITUNG
Zuerst werden die Funktionen von ATM-Vermittlungsnetzen betrachtet (in Abschnitt 2). Wenn schnelle synchrone Schaltkreisvermittlungstechniken verwendet werden, in Schlüsselgebieten der Konstruktion, wird gezeigt, wie Vermittlungen mit großer Leistungsfähigkeit implementiert werden können. Die Leistungsfähigkeit dieser Vermittlung wird mit der von einer "idealen" ATM-Vermittlung verglichen, um einen korrekten Messwert von der hohen erhaltenen Leistungsfähigkeit anzugeben. Diese Ausgestaltung von Vermittlung ist sehr einfach zu steuern, zu verwalten und aufrechtzuerhalten, und zwar infolge der vorhersagbaren Eigenschaft ihres inneren Betriebs.
Eine dreistufige Struktur wird für die Vermittlung verwendet, mit: Eingangs-Einreihung-Zentralvermittlung und Ausgangs-Einreihung, das ist eine Zeit-Raum-Zeit-Struktur. Dynamische variable Streckenführung kann über die Streckenführungsstufe verwendet werden, und zwar aufgrund der Tatsache, dass eine feste Verzögerung für alle Pfade auftritt, die eine spezielle virtuelle Verbindung unterstützen. Es wird die Zeit-Domäne verwendet, um eine Verschiedenheit der zentralen Streckenführung zur Verfügung zu stellen.
Die beschriebene Vermittlung hat Ähnlichkeiten mit den Vermittlungen, die in der U.K. Patentanmeldung Nr. GB 2224417A und in dem Dokument A6.1 "Synchronous ATM-Switching Fabrics", veröffentlicht bei ISS90, und "Advances in Digital Switching Architecture" beschrieben sind, herausgegeben bei der zweiten IEE-Telekommunikations-Konferenz.
In "Fast Packet Switch Architectures for Broadcast Integrated Services Digital Networks" (Proceedings IEEE, Band 78, Nr. 1, Januar 1990, Seiten 133–167) erläutert Fouad Paketvermittlungstechniken, insbesondere Vermittlungen, die eine Vielzahl von Vermittlungsebenen beinhalten. In "Switching Structures for ATM" (Computer Communications 12 (1989) Dezember, Nr. 6, Seiten 349 bis 358) erläutern Listanti et al. die Implementierung von verschiedenen synchronen Transfer-Modus-Vermittlungsarchitekturen mit Delta-Netzwerken und kopierten Delta-Netzwerken, die eine Vielzahl paralleler Stufen haben. Die EP-A-0224244 offenbart ein Vermittlungssystem mit einem Datenvermittlungsnetzwerk, das photonische Vorrichtungen und ein separates Steuernetzwerk beinhaltet, das somit die Verwendung von mehreren geeigneten elektronischen Vorrichtungen für den Steuerschaltkreis ermöglicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine ATM-Telekommunikationsvermittlung vorgesehen, welche Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse und eine zentrale Vermittlungseinheit zum Vermitteln jedes Eingangsanschlusses an jeg lichen Ausgangsanschluss hat, wobei die Vermittlung derart angeordnet ist, um eine Ablaufsteuerung für einen Verkehr zwischen den Eingangsanschlüssen und der zentralen Vermittlungseinheit bereitzustellen, wobei der Verkehr unterschiedliche Kategorien enthält, bei welcher die Eingangsanschlüsse ein Mittel zum Einreihen von Verkehr an die zentrale Vermittlungseinheit enthalten, wobei das Einreihungs-Mittel derart angeordnet ist, um eine Mehrzahl an Einreihungs-Stellen einem Eingangs-Verkehrsablauf von einer der Kategorien, und eine einzelne Einreihungs-Stelle einem Eingangs-Verkehrsablauf einer weiteren der Kategorie bereitzustellen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die ATM-Telekommunikationsvermittlung eine Vielzahl von zentralen Vermittlungseinheiten.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält in der ATM-Telekommunikationsvermittlung die oder jede zentrale Vermittlungseinheit eine Vorwärtsübertragungs-Speicherung, um zusätzliche Speicherungen für Mehrpunkt-Zellen zur Verfügung zu stellen.
2. SCHLÜSSELPRINZIPIEN
Bevor die Vermittlung im Detail beschrieben wird, listet dieser Abschnitt einige Schlüsselprinzipien auf.

a) Die Vermittlung verwendet variable Zellenführung, wobei ein Pfad über den Kern für jede Zelle gefunden wird, wenn sie eintrifft. Die zeitliche Steuerung über den Kern ist konstant, wodurch gewährleistet wird, dass eine Zellen-Sequenz-Integrität beibehalten wird. Die variable Zellenführung ermöglicht dynamische Bandbreiten-Veränderungen und unterstützt die Gewährleistung von geringen Zellenverlustraten.
b) Die Vermittlung sendet an jede Zelle in sieben parallelen Strömen von 64 Bits (7 × 8 = 56 Oktetts), verwaltet durch eine Steuerströmung.
c) Die Vermittlung ist vollständig deterministisch mit dem logischem Betrieb in paralleler Form bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten verglichen mit den externen Schnittstellen. Dies macht es möglich, dass externe Schnittstellen mit 600 M oder höheren Raten unterstützt werden, ohne dass die 600 M-Technologie erforderlich ist. Der deterministische Betrieb ermöglicht ein einfaches Auffinden von Fehlern und den schnellen Wechsel für 1:1 und 1:N redundante Anschlüsse.
d) Die Vermittlung verhält sich wie eine einstufige Vermittlung (mit einer gewissen zusätzlichen festen Verzögerung), was zu sehr geringen Zellenverlustraten, geringen Schwankungen und geringer Verzögerung führt.
e) Die Vermittlung verhält sich wie eine einstufige ATM-Vermittlung mit Ausgangswarteschlange. Sie hat eine zentrale räumliche Streckenführungskapazität mit zweifacher Kapazität der externen Anschlüsse, um Zellen von den Eingangs- zu den Ausgangs-Warteschlangen zu erhalten. Durch Anwenden von Strömungssteuerung (und mit kleinen Eingangs-Warteschlangen), um Zugriff auf diese räumliche Führung zu verstärken, kann eine sehr gute Leistungsfähigkeit erreicht werden, ohne zu Blockieren oder jeglichen Zellenverlust.
f) Die Vermittlung wächst durch eine Anzahl von Konfigurationen von kleinen Vermittlungen mit 16 Anschlüssen bis weit über 10.000 Anschlüsse. Das Wachstum von einer Konfiguration zur anderen kann ohne Verlust von existierenden oder neuen Zellen erreicht werden.
g) Die Vermittlung ist weitestgehend von der Technologie unabhängig. Die Vermittlung kann sich weiterentwickeln und kosteneffizienter werden, wenn die Technologie verbessert wird.
h) Die Vermittlung kann für Multicast-Verbindungen von der zentralen räumlichen Führungsfunktion zu allen Anschlüssen eine Ausfächerung durchführen.
i) Die Vermittlung kann Anschlüsse mit jeder Datenrate handhaben, und zwar durch Verkettung von Anschlüssen auf den Kern, wobei Anschlüsse mit 150 M, 600 M, 2.4 G, 9.6 G ... unterstützt werden können, ohne dass die Konstruktion des Kerns verändert wird.

3. VERMITTLUNGSPRINZIPIEN UND ANFORDERUNGEN
3.1 Anforderungen
Die folgenden Anforderungen gelten für eine ATM-Vermittlung mit voller Funktionalität, die für öffentliche (oder private) Netzwerkentwicklung geeignet ist.
3.1.1 Vermittlungskern-bezogene Anforderungen

a) Größe von 8 bis 4000 Anschlüsse bei 150 M (oder äquivalent).
b) Ökonomisch über einen großen Bereich von Größen.
c) Wachstum ohne Service-Unterbrechung und Neuverkabelung.
d) Keine Strukturänderung für Übertragung von Anschlüssen mit 150 M bis 600 M oder 2.4 G.
e) Wahlfreie Mischung von Anschlüssen mit 150 M, 600 M und 2.4 G.
f) Virtuelle Kanäle, virtuelle Pfad-Bandbreitenkapazität von bis zu jeweils 600 M oder mehr.
g) Ausgangsfächerungsverbindungen über die Vermittlung für Broadcast- und Multicast-Anwendungen.
h) Ausgangsfächerungsverbindungen in einem einzelnen ausgehenden Anschluss, d.h. auf mehreren VCS.
i) Eingangsfächerungsverbindungen für Broadcast mit Rückführungs-Anwendungen.
j) Unempfindlich bezüglich extremem Verkehr und ungleichmäßiger Belastung.
k) Virtuell keine Blockierung für alle Verbindungstypen für sowohl Verbindungseinrichtung als auch Verbindungsbandbreitenwechsel.
l) Zellenverlustpriorität basiert auf:
– CLP-Bit in Kopfabschnitt,
– Payload-Typ-Feld in Kopfbereich,
– Virtueller Pfad-Identifizierer (VPI)/virtueller Kanal-Identifizierer (VCI) Priorität.
m) Hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.
n) Geringe feste Verzögerung (zehntel Mikrosekunden).
o) Geringe Verzögerungsschwankung (nahe einer einstufigen Vermittlung).
p) Geringe Zellenverlust-Wahrscheinlichkeit (weniger als 2E-10 bei 80% Last mit Bernoulli-Verteilungsverkehr an jedem Eingang, sogar bei Lastverteilung).

3.1.2 Steueraspekte

a) Dynamischer Wechsel der Bandbreite für existierende Verbindungen ohne Unterbrechung.
b) Flexible Handhabung von Payload-Typ.
c) Steuerdurchsatz von zumindest 10 Millionen BHCA.
d) Wiedergewinnung von Streckenführungstabellen etc. nach Ausfall.
e) Schlupfloser Vermittlungsschutz/Rekonfiguration (als eine Aufgabe, und nicht als Anforderung).
f) Bereitstellung von Statistiken zur Software-Steuerung:
– Zellen-Zählung auf VPI:VCI
– Zellen-Verlust
– Überwachungsverletzungen
– Verkehrsform-Information
– Kopf-Fehler-Steuer-Feld (HEC) Fehler – korrigiert
– Kopf-Fehler-Steuer-Feld (HEC) Fehler – Zellen verworfen
– etc.
g) Durchführung aller Wartungsaktivitäten während der Verarbeitung des Verkehrs.

3.1.3 Zugriffseinheit (Breitband) bezogene Anforderungen

a) Externe ATM-Schnittstellen:
– SDH, SONET, (VC-4, VC-4.4c, VC-4.16c, ...).
– Plesiochron (1.5 M, 2 M 34 M, 45 M, 140 M).
b) 1:1 Aussparung für Zellabschluss; Ziel ist keine Umschaltzeit.
c) 1:M Aussparung für Zellabschluss; Ziel ist kleiner als 20 ms Umschaltung.
d) 100% Ausfallerfassungsfähigkeit, als ein Ziel.

3.2 Funktionen einer ATM-Vermittlung
Die Funktionen einer ATM-Vermittlung können in drei Hauptkomponenten heruntergebrochen werden, wie in 1 gezeigt und nachstehend beschrieben, wobei jede Vermittlungskonstruktion von jeder Funktion ein oder mehrere Beispiele hat:

a) Eine Kopfabschnitt-Dekodereinheit an jedem Anschluss, die die eingehende Schaltungsidentität in einer ausgehende Schaltungsidentität und Anschlussnummer übersetzt. Diese Einheit ist außerdem in der Lage, die Verwendung einer bestimmten Schaltung gegenüber ihren ausgehandelten Verkehrspegelgrenzen zu überwachen und, falls erforderlich, Zellen zu verwerfen, um eine Überlastung der Vermittlung zu verhindern, was sich auf anderen übertragenen Verkehr auswirken kann.
b) Übertragung der Zellen von eingehenden Anschlüssen auf die ausgehenden Anschlüsse gemäß der physikalischen Anschlussführungsinformation, die durch die Kopfabschnitt-Dekodereinheit abgeleitet wird. Dies ist im Wesentlichen eine räumliche Streckenführungsfunktion.
c) Statistisches Multiplexen der Zellen, die über die Streckenführungsfunktion auf den bezeichneten ausgehenden Anschlussverkehrsstrom übertragen werden. Aufgrund der Verkehrsspitzen, die die Kapazität des ausgehenden Stroms übersteigen, ist es erforderlich, einige der Zellen einzureihen. Diese ausgehende Multiplex- und Einreihungs-Funktion kann ähnlich dem Betrieb einer Zeit-Vermittlung in einer synchronen Schaltung sein, die eine vordefinierte zyklische Zuweisung von virtuellen Schaltungen der Zeit-Domäne zeigt, ihr aber nicht gehorcht.

4. VORHANDENE ATM-VERMITTLUNGSNETZWERKE
Bevor die Funktion von der derzeitigen Vermittlung beschrieben wird, wird noch einmal die Art und Weise erläutert, in der die existierende Konstruktion die Streckenführungs- und Einreihungsfunktionen implementiert.
Die Streckenführungsfunktion kann durch ein räumliches Streckenführungsnetzwerk implementiert sein, das ähnlich einem Schaltkreis-Vermittlungsnetzwerk ist, oder es kann von der Zeit-Domäne auf Bussen oder Ringen Gebraucht gemacht werden. Für große Vermittlungen übersteigen die Einzelpunkt- Austauschmedien von einem Zeit-Multiplex-Bus schon bald die praktischen Bandbreitengrenzen.
Die Einreihungsfunktion kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Das direkteste Verfahren ist das Vorsehen von einer bestimmten FIFO-Typ-Speicherung für jeden Ausgangsanschluss. In der Praxis können die räumliche Streckenführungsfunktion und das Ausgangseinreihungselement nicht das Problem simultaner Übertragungen von einer großen Anzahl von Eingangsanschlüssen lösen, und die Ausgangswarteschlange wird zurück auf die Eingangsanschlüsse reflektiert. Es ist ebenfalls möglich, in der räumlichen Streckenführungsfunktion einzureihen, insbesondere dann, wenn von der Zeit-Domäne Gebrauch gemacht wird, um deren Vermittlungsfunktion zu erreichen. Wenn die Ausgangswarteschlangen zurück in die Vermittlung reflektiert werden, ist es möglich, dieses wirtschaftlicher zu machen, indem sich mehrere Warteschlangen einen Speicher teilen.
Es können Vorrichtungen konstruiert sein, die sowohl die Streckenführung wie auch das Einreihen durchführen, um eine Mini-ATM-Vermittlung zu bilden, die dann in einer Netzwerkkonfiguration angeordnet werden kann, um große Vermittlungen vorzusehen.
Wenn die Streckenführungsfunktion nicht in der Lage ist, gleichzeitig die volle Last der Vermittlung zu einem Ausgang zu übertragen, dann ist eine Form des herkömmlichen Lösungsmechanismus erforderlich, oder es müssen zwischenliegend angeordnete Warteschlangen vorgesehen sein. Herkömmliche ATM-Vermittlungen ermöglichen lediglich, dass virtuelle Schaltkreise intern auf einem Weg geführt werden, um die Sequenz-Integrität der Zellen beizubehalten. Auf der Netzwerkebene gibt es auf ähnliche Weise eine feste Streckenführung von Zellen.
Eine geschickte Vermittlungskonstruktion ist nicht in der Lage, die inhärente Einreihungsfunktion einer ATM-Vermittlung zu verkürzen oder zu eliminieren, was zu hohen Spitzenverzöge rungswerten und sogar zu Zellenverlust führen kann (bewirkt durch praktische Warteschlangengrößengrenzen). Die Leistungsfähigkeit einer ATM-Vermittlungskonstruktion muss daher in Begriffen ihrer Verminderung der Leistungsfähigkeit ihres funktionalen Streckenführungs- und Ausgangseinreihungsmodells definiert werden, wie in 1 gezeigt.
5. PRINZIPIEN DER VORLIEGENDEN ATM-VERMITTLUNG
Obwohl einige ATM-Vermittlungen gewisse Ähnlichkeiten mit synchronen Schaltkreisvermittlungen haben, neigen die unvorhersagbaren Verkehrsmuster dazu, Strukturen anzufragen, die mit dynamischen Veränderungen umgehen können. Die Vermittlung der vorliegenden Erfindung behält sehr enge Verbindungen mit synchronen Schaltkreisvermittlungen bei und passt nicht direkt in die vorhandenen Familien von ATM-Vermittlungskonstruktionen.
Die Vermittlung erreicht eine gute Annäherung an das funktionale ATM-Vermittlungsmodell. Sie basiert primär auf der "Ausgangseinreihungs"-Architektur, die in 1 implementiert ist.
Die Hauptaufgaben bestehen darin, den "Kern"-Teil der Vermittlung zu minimieren, um zu ermöglichen, dass große Größen in einer effizienten Weise eingebaut werden können und eine optimale Leistungsfähigkeit erreicht wird, indem eine Stufe der Einreihung vorgesehen ist.
Das Problem der Standard-Ausgangseinreihungsstrukturen besteht darin, dass sie eine sehr hohe Eingangsfächerungs- Kapazität zu jeder Ausgangswarteschlange erfordern. Eine Lösung besteht darin, mehrere Ausgangswarteschlangen miteinander mit geteiltem Mehrfachzugriff zu gruppieren; durch den statistisch erhaltenen Gewinn wird die Effizienz verbessert.
Der Lösungsansatz, der bei der Vermittlungskonstruktion der vorliegenden Erfindung angewendet wird, besteht darin, eine Strömungssteuerung einzuführen, um die Kapazität zu begrenzen, die für den Streckenführungsmechanismus gefordert wird. Diese Strömungssteuerung wird zwischen den Eingangsanschlüssen und dem Kern angewendet, was zu einer Forderung nach (kleinen) Eingangswarteschlangen sowie auch an jedem Ausgang führt. Der Kern gibt auf einer regulären Basis Zellen in die Ausgangswarteschlangen aus, d.h. es gibt keine Strömungssteuerung zwischen Kern und Ausgang.
Für große Vermittlungen wird eine sehr große Durchgangsanfrage bezüglich eines einzelnen zentralisierten Strömungssteuerungsmechanismus angefordert. Dies wird vermieden, indem viele identische Mechanismen angewendet werden, die parallel arbeiten. Ein Beispiel von einer Vermittlung mit 256 Anschlüssen ist in 2 gezeigt, und wobei hier 18 zentrale Kreuzpunktebenen jeweils eine Zelle zu jedem Ausgang übertragen können. Jede Ebene hat Zugriff von allen Eingängen zu allen Ausgängen und handhabt so eine gerechte Aufteilung des gesamten Verkehrs.
Zuerst kann es so scheinen, dass die Zellensequenzintegrität verloren gehen würde, wenn verschiedene zentrale Stufenelemente verwendet werden, um Zellen zu einem virtuellen Schaltkreis zu übertragen. Dies wird verhindert, indem die Eingangs- und Ausgangszentralstufenzugriffszeit stufenweise rotiert wird, so dass es eine konstante Speicherverzögerung in der zentralen Stufe gibt. Verschiedene Eingangs- zu Ausgangsanschlusskombinationen haben verschiedene feste Verzögerungen für die Kernvermittlungsfunktion, aber jeweils zwei Anschlüsse haben die gleiche Verzögerung.
Insgesamt kann die Konstruktion ähnlich einer T-S-T-Schaltkreisvermittlung sein. Die Streckenführungsfunktion, die keine Zellen einreiht, arbeitet wie die zentrale Raumvermittlung. Die Eingangs- und Ausgangswarteschlangen können mit den Zeitvermittlungsstufen gleichgesetzt werden. Die Streckenführungsvermittlung kann nicht als Schaltkreisvermittlung arretiert werden, sondern muss dynamisch sein, um die variierenden Verkehrsanfragen aufzunehmen, da Zellen an den Eingangsanschlüssen eingehen.
Eine nicht-blockierende dreistufige Schaltkreisvermittlung erfordert eine Verdoppelung der Verkehrsaufnahmekapazitäten über die zentrale Stufe. Die gleiche Verdoppelung der Kapazität herrscht in dieser Vermittlung. In einer Schaltkreisvermittlung ist eine Pfad-Installation erforderlich, um über die zentralen Vermittlungselemente zu laufen, um eines zu finden, das einen freien Einlass und Auslass hat, um den erforderlichen Schaltkreis durchzuschalten. Die Vermittlung arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip zum Führen von Verkehr, hat aber in diesem Fall jedes Mal dann durchzulaufen, wenn eine Zelle an einem Eingangsanschluss eintrifft.
Jede Eingangsanschlusswarteschlange hat Zugriff auf alle zentralen Streckenführungselemente. Jedes zentrale Streckenführungselement kann Verkehr in jede Ausgangsanschlusswarteschleife einspeisen. Jedes zentrale Vermittlungselement ist daher in der Lage, einen Teil der vollständigen Verkehrslast aufzunehmen und kann eine gewünschte räumliche Streckenführungsfunktion durchführen. Zugriff zu und von den zentralen Elementen wird auf einer zyklischen Zeitbasis durchgeführt. Während jedes Zeitzyklus ist jeder Eingangsanschluss in der Lage, eine Zelle zu jedem zentralen Stufenelement zu senden. Jedes Zentralstufenelement kann eine Zelle für jeden der Ausgangsanschlüsse in einem Puffer speichern. Die Übertragung von Zellen von den zentralen Elementen zu den Ausgangswarteschlangen findet zu vordefinierten Zeitpunkten in dem Zeitzyklus statt. Obwohl Zellen eine Speicherverzögerung in einem Zentralstufenelement erfahren, ist eine Einreihung nicht möglich, da (für Punkt-zu-Punkt-Verkehr) lediglich eine Zelle von den Eingangsanschlüssen akzeptiert wird, um für jeden Ausgangsanschluss in dem einzelnen Zellenpuffer geladen zu werden.
Zwischen der Zentralstufe und den Ausgangswarteschlangen ist keine Strömungssteuerung erforderlich, da es immer eine ausreichende Highway-Kapazität gibt, um alle gespeicherten Zellen zu übernehmen.
Wenn ein Puffer für einen Ausgangsanschluss in der zentralen Vermittlung belegt ist, dann kann kein anderer Anschluss verwendet werden, bis er nicht durch die Zelle geleert ist, die zu der Ausgangsanschlusswarteschlange übertragen wurde. Die Eingangsanschlüsse sind in der Lage, den Status von Ausgangsanschlusspuffern zu unterbrechen, die sie in den Zentralstufenelementen erfordern. Diese Anfrage wird zur Zellenübertragung geleitet, um Zeit für eine Antwort zu ermöglichen, um von der zentralen Stufe zurückgeführt zu werden. Um die Leistungsfähigkeit der Vermittlung zu verbessern, ist es möglich, den Status von mehr als einem Zentralstufenzellenpuffer zu einem Zeitpunkt anzufragen. Dies hat die Wirkung, dass die Eingangswarteschleife mit mehreren Kopfabschnitten versehen wird, aber lediglich eine Zelle wird für die Übertragung ausgewählt.
5.1 Interne Strömungssteuerungsprotokolle
Um die grundlegenden Protokollprinzipien zu erläutern, wird zuerst das Verhalten von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen betrachtet.
5.1.1 Punkt zu Punkt Verbindungen
Jeder Anschluss fragt jede der Zentralvermittlungen ab und hat die Kapazität, um anzufragen, ob es in dieser zentralen Vermittlung Platz gibt, um eine Zelle zu einem bestimmten Bestimmungsort zu senden. Wenn Platz vorhanden ist, dann liefert die Zentralvermittlung eine positive Bestätigung, und der Anschluss sendet die Zelle zu dieser zentralen Vermittlung.
Die Daten werden dann parallel zu der Zentralstufe gesendet. Anschließend wird die Zelle zu dem Ausgangsanschluss übertragen. Die Basis-Sequenz ist in 4 dargestellt.
Diese Sequenz zeigt, dass die erste Frage blockiert ist und die zweite Frage akzeptiert wird. In der Praxis kann eine An zahl von Fragen nach verschiedenen Bestimmungsorten gefragt werden, um die Eingangswarteschlange mit mehreren Kopfabschnitten zu versehen.
5.1.2 Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen
Die Basis-Sequenz, die vorstehend beschrieben wurde, kann für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen verwendet werden.
Sie kann jedoch auch für Punkt-zu-wenige Punkte (wie zum Beispiel 1:2 oder 1:3) Verbindungen verwendet werden. Für diese Fälle kann die Frage nach zwei oder drei Anschlüssen fragen, um die eine Zelle zu senden, und die Zentralstufe wird diese dann wirksam ausfächern.
Für Punkt-zu-Mehrpunkt-Anwendungen ist es unvernünftig, den Eingangsanschluss auszusenden. Die Zentralvermittlung kann stattdessen verwendet werden. Die Zellenübertragungssequenz kann modifiziert werden, um mehrere Kopien von der Zentralvermittlung zu jedem Ausgangsanschluss zu senden, der sie erfordert.
Eine Ausnahme davon besteht darin, dass eine Verbindung zu mehr als einem VPI:VCI auf einen einzelnen Ausgangsanschluss ausgesendet werden muss. Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass Mehrpunkt-Verbindungen normalerweise verschiedene ausgehende VPI:VCI-Werte auf jedem Anschluss erfordern. Diese Forderungen werden erfüllt, in dem Zellen-Replikation und Kopfabschnitt-Rückübersetzung in der Ausgangsumgebung bereitgestellt wird. Wie dies zur Verfügung gestellt wird, ist in dem Abschnitt über Peripherie-Anschlüsse beschrieben. Diese haben keine Auswirkungen auf den Vermittlungskern.
Es gibt keinen ausreichenden Platz in einer Frage, um mehr als sehr wenige, beispielsweise drei, Adressen zu beschreiben, so dass es erforderlich ist, einen Mehrpunkt-Speicher in jeder zentralen Stufe zu verwenden. Dieser zeichnet die Adressen auf, die mit einem gegebenen "Kanal" in Beziehung stehen, der mit einem VPC oder VCC zusammenfallen kann, obwohl dies nicht erforderlich ist. Statt der Verwendung der Frage, um eine Adresse anzugeben, kann der "Adress"-Raum nun verwendet werden, um den Mehrpunkt-"Kanal" anzugeben, der in dem Mehrpunkt-Speicher gespeichert werden kann.
5.1.2.1 Verwendung von Vorwärtsübertragungs-Speicherungen
Es kann sein, dass ein Zentralvermittlungselement keine leeren Puffer für alle die Anschlüsse hat, die in der Multicast-Verbindung eingebunden sind. Das Warten, um eine Zentralstufe zu finden, kann eine lange Zeit in Anspruch nehmen. Daher wird die Multicast-Zelle in einem Vorwärtsübertragungsraum gespeichert, der in 22(a) und 22(b) gezeigt ist.
Für jene Anschlüsse, für die es leere Puffer in dem Haupt-"Rang" gibt, wird die Zelle in dem derzeitigen Zentralzyklus wie für eine Punkt-zu-Punkt-Zelle übertragen. Jene Zellen, die in dem ersten Vorwärtsübertragungs-"Rang" gespeichert sind, müssen für den nachfolgenden Betriebszyklus warten, während jene in einem höheren "Rang" eine entsprechende Anzahl von Zyklen warten müssen.
Eine zentrale Tabelle wird in der Einheit beibehalten, um aufzuzeichnen, welcher Rang für jeden Anschluss gefüllt ist, und die Zellenspeicherstelle, die diesem Anschluss/Rang entspricht.
Zellen werden für den Ausgangsanschluss immer in den niedrigsten verfügbaren Rang geschrieben. Daher kann eine einzelne Mehrpunkt-Zelle in dem Hauptrang für Anschluss A, in dem oberen Rang für Anschluss B und in einem mittleren Rang für Anschluss C angeordnet werden.
Jeder Rang von Zellen wird immer einmal pro Zyklus "nach vorne bewegt", wenn Zellen ihrerseits zu jedem Ausgangsanschluss übertragen werden.
Punkt-zu-Punkt-Zellen ist es nicht möglich, die Vorwärtsübertragungs-Eigenschaft zu verwenden, so dass sie nur akzeptiert werden, wenn der erste Rang frei ist.
Diese Technik kann bewirken, dass der Multicast-Verkehr außerhalb der Sequenz liegt, wenn er den Ausgangsanschluss erreicht, da die erste Zelle um bis zu drei Zyklen verzögert sein kann, wohingegen die zweite Zelle insgesamt nicht verzögert wird. Jedoch ist das Ausmaß der zusätzlichen Verzögerung bekannt, und der Ausgangsanschluss kann auf einfache Weise kompensiert werden, indem die Multicast-Zellen zeitlich neu gesteuert werden, die nicht in der Zentralvermittlung warten mussten. Die gesamte Verzögerung bleibt daher konstant. Dies wird außerdem in dem Abschnitt betreffend die Peripherie-Anschlüsse diskutiert.
Die Anzahl der Vorwärtsübertragungs-"Ränge" muss für die Simulation abgeleitet werden, wobei dieses Verfahren dadurch nicht kompliziert wird. Es benötigt lediglich eine Quantifizierung. Die Verzögerung für Multicast-Verbindungen wird immer auf die eingestellte maximale Anzahl der Zyklen gefüllt, um die sie in der Zentralstufe verzögert wurde, so dass die Verwendung einer großen Anzahl von Rängen keinen nachteiligen Effekt auf die feste Verzögerungskomponente für Mehrpunkt-Verbindungen hat.
5.1.2.2 Sehr breite Ausfächerungsverbindungen
Für einige Service-Szenarien, beispielsweise Kabelfernsehen, gibt es Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen, die die meisten (wenn nicht alle) der Ausgangsanschlüsse der Vermittlung adressieren. "Broadcast"-Zellen, die auf diese Weise vermittelt werden, haben eine noch höhere Blockierwahrscheinlichkeit als weniger breite "Mehranschluss"-Zellen.
Um dies zu verhindern, besteht eine Möglichkeit darin, die Verwendung von dem obersten Rang der Vorwärtsübertragung so zu beschränken, dass dieser Platz lediglich für sehr breite (Broadcast) Verbindungen verwendet wird. Was in diesem Zusam menhang durch "Broadcast" gebildet ist, muss möglicherweise programmierbar sein, da verschiedene Administrationen und Positionen verschiedene Kriterien haben.
Diese Technik ermöglicht einen Kompromiss zwischen dem Blockieren für Mehrpunkt- und Broadcast-Verbindungen, da einige Einsparungen für Broadcast gemacht werden, und zwar aufgrund der Beschränkungen für Mehrpunkt-Zellen.
5.1.2.3 Vorwärtsströmungssteuerung
Wenn der oberste Rang für Broadcast-Zellen reserviert ist, gibt es eine Möglichkeit, dass ein Eingangsanschluss Schwierigkeiten haben kann, große Anzahlen von Mehrpunkt-Zellen zu übertragen, da ein anderer Anschluss, der Broadcast-Verkehr erzeugt, die Kapazität vermindern kann. Wir können dann sehen, dass die Eingangs-Warteschlange anfängt größer zu werden, als dies für diesen Anschluss gewünscht ist.
Wenn die Eingangs-Warteschlange eine programmierte Länge erreicht, dann kann der Eingangsanschluss ein "Vorwärtsströmungssteuerungs"-Bit in der gefragten "Frage" setzen. Dieses Bit erzählt dann der Zentralstufe, die Mehrpunkt-Zelle als eine Broadcast-Zelle zu behandeln, wodurch ermöglicht wird, dass sie Zugriff auf den "obersten Rang" von Vorwärtsübertragungsspeicherung hat.
5.1.2.4 Verzögerungs-Ökonomie
Wenn der oberste Rang auf Broadcast-Zellen beschränkt ist, dann besteht kein Bedürfnis, diese Verzögerung bei der erneuten Zeitbestimmung von Mehrpunkt-Zellen zu betrachten. Dies verleiht weniger breiten Mehrpunkt-Zellen eine bessere Verzögerungs-Leistung und reduziert die Kapazität, die in der Vorrichtung zur erneuten Zeitbestimmung erforderlich ist.
Wenn natürlich Vorwärtsströmungssteuerung verwendet wird (um zu ermöglichen, dass Mehrpunkt-Zellen auf den obersten Rang zugreifen), kann diese Ökonomie nicht erfolgen.
5.1.2.5 Punkt-zu-wenige Punkte
Wie vorstehend erläutert, kann Verkehr auf 1:2 oder 1:3 Verbindungen geschaltet werden, ohne dass Verweis-Mehrpunkt-Tabellen in dem Schaltungskern vorhanden sein müssen, und kann lediglich in dem "Haupt-Rang" arbeiten, wie für Punkt-zu-Punkt-Zellen.
Es ist jedoch sehr gut möglich, die Verwendung von Vorwärtsübertragung auch für diese Zellen zu ermöglichen, um deren Blockier-Wahrscheinlichkeit zu vermindern. Es ist zweifelhaft, ob dies bei großen Vermittlungen lohnenswert ist, da sie eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, auf irgendeine Weise akzeptiert zu werden, aber es kann wert sein, sie bei kleinen (16,32-Anschluss) Vermittlungen einzusetzen, bei denen das Blockieren wahrscheinlicher ist.
5.1.3 Protokoll-Zusammenfassung
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen werden von dem Eingangs- zu dem Ausgangsanschluss über eine strömungsgesteuerte zentrale Stufe mit fester Verzögerung gesendet;
Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen werden in einer Zentralstufe ausgefächert und nehmen eine kleine Anzahl von diskreten Verzögerungen auf, die auf einfache Weise an dem Ausgangsanschluss wieder sequentiert werden kann;
Punkt-zu-wenige Punkte-Verbindungen können von den Eingangszu den Ausgangsanschlüssen über eine strömungsgesteuerte Zentralstufe gesendet werden, von wo aus sie ausgefächert werden. Sie haben eine feste Verzögerung, und zwar die gleiche wie beim Punkt-zu-Punkt-Verkehr.
5.2 Basiskonzept einer zentralen Vermittlung
Um den Betrieb der zentralen Vermittlung in größerem Detail zu erläutern, werden das Verhalten der Steuerung und einer Datenebene untersucht. Es gibt sieben Datenebenen, die aber alle das gleiche machen, so dass lediglich eine in 5 gezeigt ist.
In Datenebene sind die 16 Eingänge und Ausgänge zeitlich abgestuft angeordnet. Alle vier Taktperioden wird einer der 16 Eingangs-64-Bit-Schieberegister voll, und die 16 Bits werden in den Zellenspeicher geschrieben, alle vier Taktperioden wird ein Ausgangsregister geleert und mit 64 Bits aus dem Zellenspeicher geladen. Die Lese- und Schreibzugriffe erfolgen der Einfachheit halber verschachtelt.
In der Steuerungsebene sind die Anfragen ebenfalls zeitlich abgestuft, so dass lediglich eine Anforderung zu einem Zeitpunkt bewältigt werden muss. Diese sind serielles Lesen aus den 16 Eingängen, und dann gehandhabt durch die Frage-Antwort-Funktion. Es sieht so aus, als wäre der angeforderte Ausgangspuffer leer, und wenn dies der Fall ist, wird auf die Anfrage entsprechend geantwortet. Das Frage-Handhabungsmittel speichert die Adresse, die durch den freien Adressgenerator erzeugt wurde, bis zu dem geeigneten Zeitpunkt, wenn es als eine Leseadresse in der Datenebene verwendet wird.
Für Multicast-Anfragen wird auf den Broadcast-Speicher zugegriffen, um zu bestimmen, welcher Adresse die Zelle dient.
6. LOGISCHE KONSTRUKTION
Die logische Architektur wird nun im Detail beschrieben.
Die logische Hauptdatenrate, die zwischen Application Specific Integrated Circuits (ASICs) verwendet wird, beträgt 41,472 M, das ist die Datenrate, bei der Daten zwischen Funktionen geleitet werden, sie kann bis auf höhere Raten gemultiplext oder mit geringeren Raten parallel gesendet werden.
Es erfolgt eine Betrachtung bezüglich der Verwendung einer Rate von 38,88 M für 1024 Anschlüsse, aber diese Vermittlung verwendet nun 41,472 M. Diese Datenrate ermöglicht ein leichteres Wachstum für kleine Größen in Folge der größeren Anzahl an Faktoren. Es zeigt auch den inneren Zyklus zu SDH-Reihen, was die Rahmenbildung leichter macht. Die Vermittlung benötigt nun sehr viel weniger IO pro Vorrichtung und pro Karte, und wächst durch vier Hauptkonfigurationen auf sehr viel größere Größen als zuvor erlaubt war.
Die Rate 41,472 M ist ein 4/15-TEL von der SDH-Zeilenrate von 155.52 M.
6.1 Logische Struktur
Bevor die physikalische Realisierung betrachtet wird, muss die logische Realisierung abgedeckt werden.
Die Basisbeschreibung betrifft hier die 288-Anschluss-Vermittlung, wobei größere und kleinere Versionen aufgebaut werden können und später erläutert werden. Dies betrifft auch 150 M-ATM-Anschlüsse, Anschlüsse mit höherer Rate werden später erläutert.
Die Vermittlung hat 18 zentrale Ebenen, von denen jede als eine 288 × 288 Schnittpunkt-Matrix dient. Jeder Eingangsanschluss verteilt seine Last über diese Ebenen in einer zyklischen Weise. Jeder Ausgangsanschluss sammelt Zellen von diesen Ebenen in der gleichen zyklischen Weise und reiht dann die Zellen zwecks Übertragung zu dem Ausgangsanschluss in eine Warteschlange ein. Siehe 7.
Der zyklische Zugriff gewährleistet, dass die Verzögerung immer konstant ist, da alle zentralen Ebenen in der gleichen Reihenfolge arbeiten. Der Betrieb der zentralen Stufen ist so abgestuft, dass auf sie der Reihe nach zugegriffen werden kann.
Anschlüsse mit höherer Bandbreite müssen mit mehreren Anschlüssen an dieser Kernvermittlung angeschlossen sein, beispielsweise würden 600 M vier Anschlüsse verwenden, 2,4 G würden 16 Anschlüsse verwenden, und so weiter. Unter der Voraussetzung, dass die Logik an dem Puffer der Eingangsanschlüsse schnell genug arbeiten kann, gibt es keinen Grund, dass dieses Verfahren sich nicht unendlich erweitern lässt, um sich der künftigen Entwicklung der ATM-Standards anzupassen.
8 zeigt die Art und Weise, in der der Kern arbeitet. Der gesamte Kern arbeitet auf acht parallelen Ebenen. Eine für die Steuerung, und sieben für Zellenübertragung. Alle logischen Verbindungen arbeiten bei einer logischen 41 M (das kann 1 × 41 M, 2 × 20 M oder 4 × 10 M sein, wie durch die Technologie erforderlich).
Jeder 155 M Anschluss führt zu 8 Verbindungen für Rotationsfunktionen, 1 für Steuerung und 7 Datenverbindungen. Jede der 8 Rotationsfunktionen hat 18 Eingänge und rotiert diese über die 18 Ausgänge über einen Zyklus von 18 Zeitschlitzen, jeder von 64 Bits. Die 7 Datenverbindungen von 64 Bits sind äquivalent zu 56 Oktets, mehr als genug, um die 53 Oktets einer Zelle zu halten.
Das Eingangs-Rotationsmittel führt Zyklen um die Zentralvermittlungen durch, jede von diesen hat 18 Eingänge und 18 Ausgänge, und in Folge der zyklischen Natur von diesen hat es einen Zugriff zu jedem Eingangsanschluss in jedem Zyklus. Die Zentralsteuerstufe beantwortet die Fragen von den Anschlüssen an die Steuerung des Betriebs von den 7 zentralen Datenvermittlungen.
Um zu ermöglichen, dass Fragen gestellt werden können, bevor die Daten gesendet wurden, muss die Steuerebene etwas anders arbeiten als die Datenebenen. Damit die Steuerung des Eingangsanschlusses in der Lage ist, Fragen zu stellen, und zwar vor dem Daten-Teil der Steuerung, muss die Ebene vor den Datenebenen arbeiten. Außerdem, damit der Eingangsanschluss in der Lage ist, die aktuell gesendeten Daten zu qualifizieren, ist es erforderlich, zum gleichen Zeitpunkt wie die Daten einige Steuerinformationen zu senden. Um dies zu lösen, wird der Steuerzyklus in eine Periode von 48 Bits (zum Stellen der Fragen) aufgeteilt, das heißt, zwei Zeitschlitze über den Daten, dann einen Spalt von 64 Bits (ein Zeitschlitz) um zu ermöglichen, dass die Fragen die Zentralvermittlung erreichen und die Antwort zurückgeführt wird, gefolgt von einer Steuerperiode von 16 Bit zum gleichen Zeitpunkt wie die Daten, um diese zu qualifizieren. Diese Steuerperioden sind zusammen in einem Strom gemultiplext, wie in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
DATENEBENEN
STEUEREBENE
"Daten TS2" sind die Daten in Zeitschlitz 2, die Fragen hatten, die zwei Zeitschlitze vorher bei "Frage2" gefragt wurden, und die Daten werden mit dem Feld "Qual2" zur gleichen Zeit qualifiziert, wie sie gesendet wurden.
Durch gemeinsames Rotieren des Eingangs und des Ausgangs ist die Verzögerung über der Zentralvermittlung für eine gegebene Verbindung konstant. Die Werte dieser konstanten Verzögerung hängen von den relativen Positionen der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse in dem Zeitzyklus ab. Die Schleifenverzögerung (Zeit von A bis B plus der Zeit von B zu A) ist genau ein Zyklus (28 Mikrosekunden).
6.2 Peripherieanschlüsse (600 M, 2,4 G) mit hoher Rate
Die Grundkonstruktion hat so weit die Verwendung des Vermittlungskerns für 150 M ATM-Anschlüsse beschrieben. Für ATM- Anschlussschnittstellen mit höherer Rate werden mehrere Verbindungen zu dem Kern unter der Verwaltung des Eingangsanschlusses verwendet. Im Prinzip kann diese Konstruktion für Anschlüsse jeder Bandbreite verwendet werden.
Um mit höheren Raten zu arbeiten, bestehen die Hauptveränderungen an der Peripherie der Vermittlung, indem Anschlüsse mit hoher Rate vorgesehen sein müssen, die mehrere Verbindungen zu dem Vermittlungskern leiten. Der Vermittlungskern muss für die Anschlüsse mit hoher Rate etwas anders konfiguriert sein, obwohl sich eine Veränderung der Konfiguration für Anschlüsse mit hoher Rate nicht auf den Betrieb des vorhandenen Verkehrs mit geringerer Rate auswirkt. Die Konfigurationsänderungen für den Kern sind sehr gering und können für die Implementierung für 155 M-Schnittstellen erlaubt sein. Die Veränderung in dem Kern ist die gleiche wie für eine höhere Rate, sie beeinflusst nur mehr von diesem.
Es gibt keine Beschränkungen bezüglich der Erzeugung von Verbindungen zwischen Anschlüssen verschiedener Raten.
6.2.1 Prinzipen
Es ist wesentlich, dass Anschlüsse mit hoher Rate Verbindungen mit hoher Rate handhaben können, d.h. größer als 155 M. Dies impliziert, dass lediglich eine Warteschlange aus Zellen in den Anschlüssen vorhanden sein muss.
Anschlüsse können mit den gleichen Protokollen arbeiten, und zwar unabhängig davon, ob sie Zellen zu Anschlüssen mit geringer oder hoher Rate senden.
Es wird als wünschenswert angesehen, alle die Verbindungen von einem Anschluss mit hoher Rate mit einem einzelnen Rotationsmittel zu verbinden, um so ein einfaches Kabelmanagement zu ermöglichen und es zu erlauben, dass diese Verbindungen von internen Übertragungsraten mit höherer Rate Gebrauch machen, wenn es die Technologie erlaubt. Anschlüsse größer als 2,4 G (ein vollständiges Rotationsmittel) werden mit einer Anzahl von benachbarten Rotationsmitteln verbunden.
Die Prinzipien, die folgen, geben im wesentlichen Zugriff auf einen einzelnen Anschluss mit hoher Rate, und zwar mehrere Male pro Zyklus, er behandelt ihn nicht wie eine Anzahl von Anschlüssen mit geringerer Rate.
Die folgende Beschreibung verwendet einen 600 M-Anschluss als Beispiel, aber ähnliche Aktionen werden für irgendeine Rate durchgeführt. Beim Zugreifen auf die zentralen Stufen ist es nicht möglich, eine konstante Verzögerung zu gewährleisten, und keinen Blockierbetrieb zur selben Zeit. Da man jedoch eine kleine Anzahl von bekannten Verzögerungen hat und eine ähnliche erneute Sequenzierung bei Anschlüssen mit hoher Rate verwendet, als die, die für Multicast-Verkehr erforderlich ist, kann dann die volle Last des Verkehrs ohne jegliche Beschränkung gehandhabt werden. Die erneute Zeiteinstellung beinhaltet einen 0, 1, 2 oder 3 Zeitschlitz Neuzeit für 600 M-Verkehr, wobei die volle Last des Verkehrs ohne jede Beschränkung gehandhabt werden kann.
Jede zentrale Stufe hat keinen Puffer für einen 600 M-Ausgang, aber 4 Puffer, die verschiedenen Zeitschlitzen entsprechen. Verkehr befindet sich immer in den ersten verfügbaren freien Zeitschlitz. Da die Zeitschlitze benachbart sind (unabhängig von der Rate), ist dies einfach zu organisieren, in dem zwei Signale (eines für Punkt-zu-Punkt- und eines für Punkt-zu-Mehrpunkt) zwischen benachbarten Fragen stellenden Funktionen in dem Zentrum durchgelassen werden.
Der Anschluss mit hoher Rate muss dann die Gruppen von 4 Zeitschlitzen neu zeitlich steuern, in dem der erste Zeitschlitz um 3 Zeitschlitze verzögert wird, der zweite um 2 und der dritte um 1 Zeitschlitz. Die vier Zellen werden dann in der gleichen Reihenfolge verwendet, wie sie eintreffen.
6.2.2 Schnittstellenanschlüsse mit hoher Rate
Ein Anschluss mit hoher Rate muss mehrere Verbindungen zu dem Zentrum der Vermittlung von einer einzelnen Warteschlange aus Zellen managen. Um dies zu tun, hat er mehrere Sätze von Fragen, die zu verschiedenen zentralen Stufen unbeantwortet sind, und er muss sie koordinieren.
Statt schneller zu arbeiten, um die mehreren Verbindungen zu handhaben, muss gewährleistet werden, dass verschiedene Fragen an verschiedene Zentralstufen gestellt werden, falls möglich, so dass es nicht zu viele offene Fragen für den gleichen Anschluss gibt, verglichen mit der Anzahl von Zellen für diesen Ausgangsanschluss. Es sei angemerkt, dass dieses für 150 M-Anschlüsse sehr gut funktioniert, dies aber nicht notwendig ist.
Für 600 M-Anschlüsse würde der Anschluss 4 separate Verbindungen zu dem Vermittlungskern handhaben, dies ist genau ein Zeitschlitz in Phase, aber ausgerichtet an dem Zeitschlitzpegel (in Folge der Tatsache, dass sie ein gemeinsames Rotationsmittel verwenden). Auf ähnliche Weise handhabt ein 2.4 G-Anschluss 16 Verbindungen, die jeweils einen Zeitschlitz entfernt in Phase sind. Ein 9.6 G-Anschluss würde vier Sätze von Verbindungen haben, wobei jeder Satz 18 gleichmäßig beabstandete Zeitschlitze hat, aber die Sätze würden zeitlich um 4 Bits versetzt sein.
7. PHYSIKALISCHE KONSTRUKTION
Die Konstruktion basiert auf der logischen Struktur, die in dem vorhergehenden Abschnitt beschrieben wurde. Diese Konstruktion ist auf den folgenden Annahmen hinsichtlich der Technologie aufgebaut, wobei in dem Abschnitt später erläutert wird, wie sie mit verbesserter Technologie komprimiert werden kann.

EIGENSCHAFT ANNAHME

Logische interne Datenraten zwischen ASICs 49.152 M

1. Implementationsdatenraten zwischen Karten 8 × 49 M = 393 M

Max. optische IO Anschlüsse pro Karte 32 bei 393 M
Diese Konstruktion wird hinsichtlich einer Implementierungstechnologie mit Kartenebenenverbindung bei 165 M beschrieben. Dies kann auf viele Pegel der Technologie angepasst werden, die sowohl einfacher als auch fortgeschrittener sind als diese Ebene.
Die Basisbeschreibung betrifft die Vermittlung für 288 Anschlüsse, der nächste Abschnitt erläutert, wie sie auf sehr viel größere oder kleinere Vermittlungen angepasst wird.
7.1 Physikalische Struktur bei Verwendung von 393 M-Technik
Die Anpassung dieser logischen Struktur in eine physikalische Realisierung, die 393 M-Verbindungen zwischen Karten verwendet, ist in 9 gezeigt. Es gibt Paare von Eingangs-Rotationsmitteln, Ausgangs-Rotationsmitteln und zentralen Vermittlungskarten. Jede der Rotationsmittel-Karten trägt 8 der 49 M-Verbindungen von und zu jedem Anschluss. Eine der zentralen Vermittlungskarten beinhaltet die Steuerung und 3 Datenebenen, die andere hat 4 Datenebenen. Die innere logische Datenrate von 49 M ist nur ein mögliches Beispiel, in der Praxis (für ATM) wäre es akzeptierbar, mit einer geringeren Datenrate zu arbeiten.
Diese Rotationsmittel und zentralen Vermittlungen sind zusammen montiert, um den Vermittlungskern zu bilden. Bei voller Größe sind (16 + 16 + 16) = 48 Karten erforderlich, wobei durch Technologieverbesserung diese Anzahl signifikant vermindert werden kann, siehe Abschnitt 6.
Die zentrale Vermittlungssteuerungsebene kann als ein einzelnes ASIC aufgefasst werden, aber es geht über den Bereich der vorliegenden Technologie hinaus, wenn Multicast-Verbindungen gehandhabt werden. Daher wird sie hier als zwei Typen gezeigt, eine (die Zentrale Anschlusssteuerung), die vervielfältigt wird, um jeden der 16 Ausgänge zu managen, und ein zentraler Speichermanager, der das gemeinsame Teil der Steuerung ist. Wenn der Broadcast-Speicher integriert ist, dann übersteigt die Steuerungsebene das, was in einem ASIC unter Verwendung der heutigen Technologie vorgesehen werden kann, falls es extern erforderlich wäre, einen zu breiten Highway für eine praktische Implementierung zu erweitern. Die angepasste Lösung integriert den Broadcast-Speicher, dividiert aber die Funktion in handhabbare Einheiten.
8. WACHSTUM
Dieser Abschnitt beschreibt die logischen Wachstumsstufen und beschreibt die Prinzipien der verschiedenen Stufen. Die Details der Implementierung erfolgen in den nachfolgenden Implementierungsabschnitten.
8.1 Wachstumsstufen
Das Vermittlungswachstum durch vier Hauptkonfigurationen, abhängig von der Tiefe der Rotation, die zur Verfügung gestellt wird, und der Konfiguration der zentralen Vermittlungen. 10a–10c zeigen die Prinzipien der ersten drei Konfigurationstypen, die sehr große Version hat die gleiche Größe wie die Struktur, hat aber mehr als 16 Eingänge zu jeder Zentralvermittlung. Die Konfigurationen sind:
8.1.1 Einfache Vermittlungen
Eine einfache 16-Anschluss-Vermittlung, wie in 10a gezeigt, benötigt nicht die Rotationsfunktion, um die Last zu verteilen, 16 Anschlüsse können mit einer zentralen Vermittlung verbunden sein. Falls gewünscht, kann dies für diese Anwendung vereinfacht werden, um sie preiswerter zu machen, aber dies würde die Möglichkeit begrenzen, auf größere Größen anzuwachsen.
8.1.2 Hauptvermittlungen
Ein Wachstum auf bis zu 256 Anschlüsse (16 × 16) ist in 10b gezeigt, und zwar unter Verwendung einer Stufe von Rotationsmitteln und 16 einzelnen zentralen Vermittlungen. Es gibt sensible Wachstumsoptionen, die ökonomischer für kleinere Größen von 128, 64 und 32 Anschlüsse sind. Der größte Teil der Beschreibung dieser Konfiguration betrifft die volle Größe von 256 Anschlüssen. Die Vermittlung ist für diesen Größenbereich optimiert.
8.1.3 Große Vermittlungen
Ein großes Wachstum auf 4096 Anschlüsse (16 × 256) ist in 10c gezeigt. Dies soll als eine Vermittlung mit N × 256 Anschlüssen betrachtet werden, wobei die Verzögerung mit N wächst, wobei dieses zwei Stufen von Rotationsmitteln verwendet, um eine breitere Ausfächerung auf 16 N zentrale Vermittlungen zu ermöglichen.
Jede Zentralstufe hat nur 16 Anschlüsse. Damit die Zentralstufen für längere Perioden arbeiten, können mehrere Zentralstufen miteinander verbunden werden, um eine größer mit einer längeren Zykluszeit zu machen.
Dieser Typ von Konfiguration ist für kleine Werte von N geeignet, und ist für kleine Werte von N preiswerter als die nächste Version. Es gibt sensible Wachstumsoptionen für 512 (N = 2), 1024 (N = 4), 2048 (N = 8) und 4096 (N = 16) Anschlüsse, wobei andere zwischenliegende Schritte ebenfalls erfolgen können. Die Beschreibung von diesem Typ ist auf eine Größe von 1024 Anschlüssen konzentriert, wie in 11 gezeigt.
8.1.4 Sehr große Vermittlungen
Ein sehr großes Wachstum, das im äußersten Fall 65356 Anschlüsse handhaben kann, ist möglich.
Mit der sehr großen Architektur wächst die Anzahl von Eingängen und Ausgängen für jede zentrale Vermittlung. Dies ermöglicht es, dass die Vermittlung bezüglich ihrer Größe wächst, ohne dass die Verzögerung ansteigt. Dies kann nicht einfach erfolgen, indem zentrale Vermittlungen miteinander gekoppelt werden, wie bei den großen Vermittlungen.
Diese verwendet zwei Rotationsmittel-Stufen, um zu einer größeren Ausbreitung zu führen, und koppelt die Anzahl von Zentralstufen miteinander für sehr große Vermittlungen. Für jeden Faktor von vier bezüglich des Anstiegs der Größe gibt es einen Faktor von zwei bezüglich des Anstiegs der Verzögerung und einen Faktor von zwei bezüglich des Anstiegs der Größe der Zentralstufen. Es wäre möglich diesen Typ von Wachstum mit dem vorhergehenden Typ zu kombinieren, und zwar aus Gründen der Ökonomie. Die Zentralvermittlung hat ein quadratisches Wachstum für diesen Typ von Konfiguration, erfordert aber eine zusätzliche Kopplungslogik, um die Steuerebenenkomplexitäten infolge gleichzeitiger Anfragen zu managen. Infolge von Zwischenverbindungsproblemen sind diese Wachstumsstufen einfacher, wenn größere Zentralstufen aus größeren Vorrichtungen hergestellt sind.
In der Steuerebene ist es erforderlich, bei allen Strömen zu arretieren, bevor Fragen beantwortet werden. Dies muss seriell erfolgen, um zu gewährleisten, dass nur eine Anfrage für einen gegebenen Ausgang akzeptiert wird. Es kann möglich sein, zwei Mal so viele Anschlüsse zu haben, d.h. 32 Anschlüsse in einer einzelnen Steuerung, aber darüber hinaus ist es erforderlich, dass eine zusätzliche Ebene der Sequenzierung vorhanden ist, um mehrere Anfragen gleichzeitig zu managen. Für die Details wird auf den nächsten Abschnitt und auf 12 Bezug genommen.
Jede Zentralstufengruppe ist die gleiche wie die zentrale Stufe für große Vermittlungen. Die Reihenfolge und Auswahl sortiert Anfragen auf der gleichen zeitlichen Phase, so dass le diglich eine Anfrage zu jeder Zentralgruppe gesendet wird und jede Gruppe mit 16 Anschlüssen der Zentralstufe entspricht. Die zusätzliche Steuerung für Datenebenen ist für die Auswahlmittel an dem Eingang in der gleichen Weise wie die Auswahl in der Steuerebene arbeitet.
Diese Konfiguration kann mit großen Rotationsmitteln verwendet werden, um effiziente Vermittlungen aufzubauen, ohne die Verzögerungsstrafe bei der Verwendung von ausschließlich Rotationsmitteln.
Es gibt sensible Wachstumsoptionen bei zwischenliegenden Größen von 512, 1024, 2048, 4096, ... Anschlüssen. Es gibt noch andere Optionen, die keine Rotationsmittel so effizient verwenden.
Der größte Teil der detaillierten Beschreibung bezüglich dieser Konfiguration betrifft die Größe mit 4096 Anschlüssen, diese verwendet die Rotationsmittel als ein 64-Weg-Rotationsmittel (16 × 4), und jede zentrale Stufe ist eine 4 × 4-Matrix.
8.2 Wachstumsparameter
Es gibt einige Parameter, die eingestellt werden können, um kleinere Vermittlungen herzustellen, die ein effizientes Wachstum ermöglichen. Die Verwendung der Rotationsmittel und der Zentralvermittlungen ist der Schlüsselfaktor. Diese Anordnungen, die auf die größte Größe wachsen, und zwar ohne Neuverkabelung, verwenden nicht die Einrichtungen so effizient bei kleinen Größen wie solche Anordnungen, die nicht für ein so großes Wachstum gedacht sind.
Die Variablen, die verwendet werden können, sind:

a) Anzahl an Schlitzen in einem Zyklus von 16 bis (8, 4, 2 oder 1), der die Anzahl von zentralen Stufen zur Anpassung reduziert. Wenn es lediglich 8 Schlitze in einem Zyklus gibt, dann kann das Rotationsmittel mit 16 Eingängen als ein Paar von Rotationsmitteln mit 8 Eingängen wirken.
b) Die Anzahl der Zentralstufen kann reduziert werden, ohne eine entsprechende Abnahme in der Anzahl an Zeitschlitzen in einem Zyklus. Dies ist für kleine Größen praktisch, um den Zentralroutenunterschied mit einer kleinen Anzahl von Zentralstufen beizubehalten. Jede Zentralstufe arbeitet dann als eine Anzahl von virtuellen Stufen.
c) Unter-Ausstattung der Rotationsmittel für kleinere Größen und lediglich teilweise Verwendung der Anschlüsse an den Rotationsmitteln bei Konfigurationen, die auf die größten Größen anwachsen.
d) Obwohl eine Zentralstufe mit 16 Eingängen als ein Paar von Zentralstufen mit 8 Eingängen verwendet werden kann, ist es für diesen Zweck viel einfacher, weniger Zentralstufen und weniger Schlitze in einem Zyklus zu haben, anstatt 16 kleinere Zentralstufen zu halten.

Durch Veränderung der Anzahl an Schlitzen in einem Zyklus von 16 auf (8, 4, 2 oder 1) können sehr viel kleinere Vermittlungen aufgebaut werden, die nur noch auf die volle Größe anwachsen, und zwar ohne Neuverkabelung oder Veränderung der Karten. Jedoch wird dadurch die Kapazität der Einrichtung in den kleineren Größen unterverwendet. Eine effizientere Weise des Wachstums kann erreicht werden, indem die Verkabelung zwischen den Rotationsmitteln und den Zentralvermittlungen verändert wird, wenn sie wächst. Weitere Variationen können erreicht werden, indem die Anzahl an Zentralstufen und/oder die Anzahl an Rotationsmitteln für diese Basis-Konfiguration eingestellt wird. Die folgenden Tabellen (nachfolgend) sollen einer besseren Erläuterung dienen und zeigen die Wachstums-Optionen.
Diese Konfigurationen, die mit lediglich 1, 2 oder 3 Zentralvermittlungen gezeigt sind, leiden unter dem Mangel der Routen-Verschiedenheit und zeigen Eingangswarteschlangen-Wachstum mit weniger als zwei Zeitschlitzen. Für solche Konfigurationen werden immer zwei Zeitschlitze verwendet. Dies hat die Auswirkung, dass Komponenten mit fester Verzögerung für diese kleinen Größen beibehalten werden, aber es ist kleiner als die großen Größen.
Ähnliche Prinzipien gibt es für die großen Vermittlungen, die größere und größere Rotationsmittel und Zentralstufen der Basisbaugruppenblöcke aufbauen.
Diese Vermittlung kann mit einer variierenden Anzahl von Zentralstufen und Rotationsmitteln konfiguriert sein. Die Anzahl von Anschlüssen, die die Vermittlung für jede Konfiguration unterstützt, ist als ein Eintrag in der Tabelle gezeigt. Die Auswahl der Konfiguration für eine Größe und die progressive Wachstumsroute hängt von den Kosten der Karten ab.
8.3 Details von Wachstumsstufen
8.3.1 Keine Rotationsmittel-Konfiguration
Die Basis von keine Rotationsmittel-Konfiguration hat eine einzelne Zentralvermittlung, um 16 Anschlüsse zu handhaben, aber dies wäre physikalisch ein bisschen groß. Durch einfaches Herausschieben der Funktionen kann diese jedoch auf eine Karte reduziert werden. Durch Reintegrieren kann sie auf ein einzelnes, vollständig kompatibles ASIC reduziert werden.
8.3.2 Ein-Ebenen-Rotationsmittel-Konfigurationen
Durch Neuverkabelung ist es möglich, von der keine Rotationsmittel-Konfiguration auf diese Konfigurationen zu wechseln.
Es gibt viele andere Optionen, die andere sind als jene, die hier aufgelistet sind.
8.3.2.1 256-Anschluss-Maximum-Vermittlungsoptionen
Es gibt eine Verbindung von jedem Rotationsmittel zu jeder Zentralvermittlung.
8.3.2.2 128-Anschluss-Maximum-Vermittlungsoptionen
Es gibt zwei Vermittlungen für jedes Rotationsmittel zu jeder Zentralvermittlung.
8.3.2.3 64-Anschluss-Maximum-Vermittlungsoptionen
Es gibt vier Verbindungen von jedem Rotationsmittel zu jeder Zentralvermittlung.
8.3.2.4 32-Anschluss-Maximum-Vermittlungsoptionen
Es gibt acht Verbindungen von jedem Rotationsmittel zu jeder Zentralvermittlung.
8.3.3 Zwei-Ebenen-Rotationsmittel-Konfigurationen
Durch Neuverkabelung ist es möglich, von den Ein-Ebenen-Rotationsmittel-Konfigurationen auf Zwei-Ebenen-Rotationsmittel-Konfigurationen zu wechseln.
In allen Fällen sind große Rotationsmittel aus zwei Stufen von Rotationsmitteln aufgebaut. Die Zentralvermittlungen sind aus einer Anzahl von Basis-Vermittlungen aufgebaut, was an anderer Stelle beschrieben ist.
8.3.3.1 Großvermittlungs-Wachstumsoptionen
Die Tabelle zeigt die größte Wachstumsstufe in einer Anzahl von Konfigurationen und die Basis für diese Anzahl. In allen Fällen gibt es 16 Rotationsmittelfunktionen, und jede Zentralvermittlung hat 16 Anschlüsse daran, wobei die Variablen die Größe und die Konfiguration der Rotationsmittel und die Anzahl von Basis-Zentralvermittlungen in jeder Zentralstufe und die Anzahl an Zentralvermittlungen sind. Andere Zwischen-Konfigurationen sind möglich.
Schlüssel für Tabelleh

A

= Anzahl der Rotationsmittel

B

= Gesamte Rotationsmittel-Konfiguration

C

= Konfiguration des ersten Rotationsmittels

D

= Konfiguration des zweiten Rotationsmittels

E

= Tiefe von jeder Zentralvermittlung

F

= Anzahl an Zentralvermittlungen

G

= Anzahl an Anschlüssen an jeder Zentralvermittlung

Es wäre möglich, die mehreren Elemente zu montieren, um die Tiefe der zentralen Stufe an einer oder zwei Karten wie für die Basis-Vermittlung zu machen, wobei die Begrenzung die Platinen-Ebene IO ist.
8.3.3.2 Sehr große Vermittlungswachstumsoptionen
Diese Konfiguration geht über die Konfigurationen des großen Typs hinaus, indem mehr als 16 Anschlüsse an jeder Zentralvermittlung vorgesehen sind. Das Wachstum auf 32 Anschlüsse an einer Zentralvermittlung kann erreicht werden, indem die Steuerebene zwei Mal so häufig betrieben wird, wobei größere Größen zusätzliche Logik erfordern, um die Steuerebene zu managen.
Schlüssel für Tabelle

8.3.4 Wachstumsstufen-Zusammenfassung
Es gibt viele Wege, auf denen die Vermittlung abhängig von dem maximalen Zielbereich wachsen kann.
Es wäre auch möglich, von einem Wachstumsbereich zu einem anderen zu wechseln, und zwar durch Verwendung von Neuverkabelung für ungeplantes Wachstum.
8.4 Details von Wachstum für große Vermittlungen
Durch die Verwendung der Technologie und des Neuverpackens können beträchtliche Einsparungen für größere Vermittlungskonstruktionen erreichen. Es gibt drei Typen zu betrachten, größere Rotationsmittel, Zentralvermittlungen, die längere Zyklen und Zentralvermittlungen, die mehr Anschlüsse verwenden.
8.4.1 Größere Rotationsmittel
Größere Rotationsmittel haben inhärent viele Verbindungen. Zwei Stufen von Rotationsmitteln können miteinander verkabelt werden (oder an der Rückseite verbunden werden). Eine Verminderung der Kartenanzahl (statt durch Technologieverbesserung) kann nur durch Erhöhen der Anzahl von IO-Verbindungen pro Rotationsmittel-Karte erreicht werden. Das gleiche abgeleitete Rotationsmittel wird in beiden Stufen verwendet, unabhängig davon, ob optisch oder elektrisch.
Sehr viel größere Größen können recht einfach aufgebaut werden, indem das Thema von zwei Kartenstufen fortgesetzt wird. Die gleichen Regeln gelten für elektrische und optische Rotationsmittel.
11 zeigt ein 32 × 32 Rotationsmittel, das aus vier 16 × 16 Rotationsmitteln aufgebaut ist. Zwei der Rotationsmit tel sind als (16 × 16)s konfiguriert, und die anderen beiden sind als sechzehn 2 × 2 Rotationsmittel konfiguriert.
8.4.2 Vermittlungen mit langer Zykluszeit
Zentrale Vermittlungen mit langer Zykluszeit haben die gleiche Anzahl von Anschlüssen, arbeiten aber über einen längeren Zyklus. Die Eingänge sind über eine Anzahl von Vermittlungen und Steuereinheiten aufgeteilt, von denen immer nur eine ausgibt. Da diese Vermittlungen mit längerem Zyklus auf einfache Weise aus mehreren Vermittlungen aufgebaut werden können und Einsparungen erfolgen, indem mehr als eine auf einer Karte vorgesehen ist, ist die Beschränkung der Platinenbereich statt IO-Beschränkungen.
Es kann geeignet sein, einen Platinen-Typ für die Basis-Vermittlung zu haben, und eine weitere Wachstumsfähige für die großen Vermittlungen kann mit mehreren Ebenen ausgestattet sein, abhängig von der Vermittlungsgröße.
12 zeigt, wie eine längere Zentralstufe hergestellt wird. Die Eingänge gehen zu beiden Zentralstufen, die Ausgänge von beiden, aber durch Verwendung von geeigneter Konfigurationsinformation der Anschlusssteuerungen in der Steuerebene können die Anschlusssteuerungen sehr einfach als Teil von größeren Vermittlungen dienen. Die "Voll"-Signale, die zwischen allen Zeitschlitzmanagern verteilt werden, müssen zwischen den Vermittlungen durchgelassen werden, so dass sie in der geeigneten Reihenfolge verknüpft sind.
8.4.3 Zentralvermittlungen mit mehr Anschlüssen
Diese Vermittlungen sind komplexer als einfach längere Zykluszeiten zu haben. Die Datenebenen können aus mehreren Datenvermittlungen aufgebaut werde, wie in dem vorhergehenden Fall, aber dies ist in der Steuerebene nicht der Fall.
Ein Wachstum auf die zweifache Anzahl von Anschlüssen in der Steuerebene kann mit größeren Vorrichtungen möglich sein, die hinsichtlich des Steuerstroms seriell arbeiten. Aber die Entwicklung zu größeren Größen kann nicht erreicht werden, ohne parallel zu arbeiten. Eine zusätzliche Logik wäre daher außerhalb der Anschlusssteuerungen erforderlich, um mehrere Eingänge zu managen, die die gleiche Zeitsteuerung haben und lediglich eine Anfrage ermöglichen, die durch die Anschlusssteuerungen für jede Adresse zu einem Zeitpunkt durchgelassen wird.
12 zeigt die Prinzipien der Steuerebene für Konfigurationen mit mehr als 32 Eingängen pro Stufe. In der Mitte gibt es eine Anzahl von Gruppen, von denen jede zu der längeren Zentralstufe identisch ist, die für größere Vermittlungen verwendet wird (11), wobei jede Gruppe die Daten für 16 Ausgangsanschlüsse speichert. Um diese herum gibt es eine Anzahl von Auswahlmitteln, um Anfragen und Antworten von mehreren simultanen Anschlüssen zu managen. Diese werden sortiert und zu zentralen Gruppen geleitet, um Kollisionen zu vermeiden. Die gleichen Daten werden dann verwendet, um Auswahlmittel in Datenebenen zu betreiben. Diese zusätzliche Funktionalität fügt zu den festen Komponenten eine Verzögerung hinzu, benötigt aber nicht sehr große Rotationsmittel-Funktionen. Es gibt einen geringen Anstieg in der Blockierwahrscheinlichkeit für diesen Typ von Vermittlung, man geht aber davon aus, dass diese nicht signifikant ist.
9. IMPLEMENTIERUNG
Die nächsten wenigen Abschnitte betreffen die Implementierung. Die Reihenfolge der Bezugnahme ist wie folgt:

a) Vermittlungskern unter Verwendung von Basis-Technologieannahmen. Dies beinhaltet die Karten, die ASICs und die Steuernachrichten. Nicht betroffen sind Taktverteilung und Wartung (in einem späteren Abschnitt).
– Dieser Kern beinhaltet die Fähigkeit, Anschlüsse für Schnittstellen mit hoher Rate zu verketten.
– Die Basis-Technologieannahmen sind:

EIGENSCHAFT ANNAHME

Logische interne Datenraten zwischen ASICs 49.152 M

1. Implementierungs-Datenraten zwischen Karten 8 × 49 M = 393 M

Max. optische IO-Anschlüsse pro Karte 32 bei 393 M

Die Konstruktion wird hinsichtlich einer Implementierungstechnologie mit Kartenebenenverbindung bei 393 M beschrieben. Dies kann auf viele Technologieebenen angepasst werden, beide einfacher und fortgeschrittener als diese Ebene.

a) Verbesserungen unter Verwendung einer fortgeschritteneren Technologie bezüglich des Kerns. Dieser kann Schnittstellen mit höherer Rate, optische Komponenten, mehr IO pro Karte, höhere Integrationsebenen für die Komponenten verwenden.
b) Die Basis-Peripherieanschlüsse für 150 M ATM. Dies beschreibt die ASIC(s), die zum Steuern der Vermittlung erforderlich sind, es betrifft nicht die Übersetzung oder Überwachungsfunktionen.
c) Verbesserte Peripherieanschlüsse für Peripherieanschlüsse mit hoher Rate. Dies verbessert den vorhergehenden Abschnitt und gibt die geeigneten Änderungen an, die bei der Peripherie für Schnittstellen mit hoher Rate erforderlich sind. Der Kern hat die Funktionalität von dem Anfang zu verketteten Anschlüssen.

10. BASIS-KERNIMPLEMENTIERUNGSDETAILS
Es gibt viele Möglichkeiten, wie die logische Architektur durch physikalische Hardware implementiert werden kann. Dieser Abschnitt beschreibt eine bestimmte Implementierung in gewissem Detail, um die Anwendbarkeit der Konstruktion zu demonstrieren. Dies ist die 288-Anschlussgröße, Möglichkeiten des Packens für große Größen werden in dem nächsten Abschnitt beschrieben.
10.1 Karten
Es gibt drei Hauptkartentypen in dem Kern der Vermittlung (das Rotationsmittel und die beiden Teile der Zentralvermittlung).
10.1.1 Rotationsmittel (RX Rotationsmittel/TX Rotationsmittel)
Die Rotationsmittel-Karte hat eine einfache Konstruktion, die sowohl für die RX- als auch die TX-Rotationsmittelfunktionen verwendet wird. Sie hält normalerweise vier Kopien der Rotationsmittelfunktion. Es sei angemerkt, dass die Steuerebenen-Rotationsmittel mit verschiedener Zeitphase bezüglich der Datenebenen-Rotationsmittel arbeiten und somit einen anderen Zyklusstarttakt im Vergleich mit den Datenebenen-Rotationsmitteln benötigen können.
10.1.2 Zentrale Steuerung
Die zentrale Steuerkarte enthält die zentrale Steuerfunktion und drei Zentralstufendatenebenen.
Ihr Betrieb wird vollständig durch die Steuerströme von den Schnittstellenanschlüssen bestimmt; es gibt keine Notwendigkeit für lokale Mikroprozessoren, auch nicht für Fehlerüberwachung oder Management. Der Betrieb der funktionalen Komponenten ist in dem nächsten Unterabschnitt für die ASICs beschrieben.
Die Steuerfunktion ist relativ kompliziert, wie in 13 dargestellt.
10.1.3 Zentrale Daten
Die Zentraldatenkarte enthält vier Datenebenen.
10.2 ASICs
Die ASICs werden hier schematisch auf einer funktionalen Block-Basis beschrieben. Sie können in einigen Fällen kombi niert werden (miteinander oder mit einer anderen beliebigen Logik, wie zum Beispiel Multiplexer). Vier Rotationsmittel können zusammen mit Multiplexern oder De-Multiplexern kombiniert werden. Eine Anzahl von Zentralanschlusssteuerungen kann kombiniert werden, wenn sie eine bestimmte Logikmenge teilen.
10.2.1 Rotationsmittel
Dieses ASIC hat 18 Eingänge und 18 Ausgänge sowie Zyklen durch 18 Zeitschlitze, die die Eingänge über die Ausgänge in zyklischer Weise rotieren. Die Vorrichtung muss in einer Anzahl verschiedener Wege konfiguriert werden, um effizientes Wachstum zu ermöglichen, und zwar wie folgt:

Konfiguration Anzahl

18 × 18 1

9 × 9 2

6 × 6 3

3 × 3 6

2 × 2 9
Allgemein ist der Zeitschlitz für ATM-Verkehr 64 Bits lang, aber für die Steuerebene auf der RX-Seite muss er als eine 48 Bit-Phase und eine 16 Bit-Phase betrieben werden, wobei die 48 Bit-Phase zwei Zeitschlitze vor der 16 Bit-Phase erfolgt. Die 16 Bit-Phase ist mit den Datenebenen ausgerichtet. Dies ist erforderlich, so dass Fragen und Antworten ausgetauscht werden können, bevor Daten gesendet werden.
Eine mögliche Konfiguration von diesem ASIC ist in 14 gezeigt.
Die Rotationsmuster geben die Konfiguration des Rotationsmittels für die aktuellen Daten an. Diese können intern erzeugt werden, wenn die Konfigurationsinformationen an die Vorrichtung gegeben werden. Falls erforderlich (abhängig von Vorrichtungs-Stiftzahl-Beschränkungen oder Leistungsbeschränkungen) kann das Rotationsmittel-ASIC in zwei Stufen unterteilt wer den.
10.2.2 Zentrale Datenvermittlung
Die zentrale Datenvermittlung hat 16 Eingänge und 16 Ausgänge, von denen jeder ein 64 Bit-Schieberegister hinter sich hat, so wie einen zentralen Block mit einem RAM mit 64 Bit Breite. Die Eingänge und Ausgänge sind zeitlich abgestuft, so dass ein Eingang alle vier Bits gefüllt wird und ein Ausgang alle vier Bits geleert wird. Wenn die Eingangsdaten gefüllt sind, werden sie in das zentrale RAM kopiert, wenn das Ausgangsregister geleert ist, werden sie von dem zentralen RAM geladen. Die Adressen werden durch die Steuerebene zur Verfügung gestellt.
Die Schreibadresse ist die, die durch die Speichermanagementeinheit zur Verfügung gestellt wird, wobei die Leseadresse durch die geeignete zentrale Anschlusssteuerung zur Verfügung gestellt wird. Die Schreibadresse wird durch den Speichermanager 128 Bits erstellt, bevor sie in der Datenvermittlung erforderlich ist, wobei diese entweder in einem anderen Schieberegister in der Datenvermittlung angeordnet werden kann, oder der Speichermanager kann das Senden von Adressen zu den Datenvermittlungen verzögern, und zwar nach dem Senden der Adressen zu den Anschlusssteuerungen.
10.2.3 Zentraler Steuerspeichermanager
Der Zentralsteuerspeichermanager, wie in 16 gezeigt, befindet sich in dem Steuerabschnitt auf der Zentralsteuerkarte und verwaltet den freien Platz in den Datenvermittlungen. Für jede Steuerperiode wird dadurch die Adresse von einer freien Speicherstelle in den Datenvermittlungen zur Verfügung gestellt. Wenn eine Anschlusssteuerung sie verwenden möchte, dann ist diese Stelle für die Periode reserviert, die die Speichersteuerung benötigt. Für Punkt-zu-Mehrpunkt-Anwendungen ist sie für die maximale Periode reserviert, die irgendeine der Anschlusssteuerungen benötigt. Wenn eine Anschlusssteuerung angibt, dass sie nicht in der Lage ist, die Zelle zu handhaben, dann bringt der Speichermanager die Stelle zurück in den freien Pool.
Die Konstruktion weist lediglich den Raum für feste Perioden zu (eine Anzahl von Zyklen), wobei andere Konstruktionen untersucht wurden, die versucht haben, intelligenter zu sein, aber sie sind komplizierter zu managen. Es gibt eine Strafe bezüglich des Speichers in den Datenvermittlungen, aber dies ist nicht genug, um signifikant zu sein.
Es sei angemerkt, dass dann, wenn der Platz nicht erforderlich ist, die Datenvermittlungen einfach die Adresse verwenden können, die gegeben wird, um die Daten zu speichern, wobei die Tatsache, dass die Daten nicht verwendet werden, keine Rolle spielt, wobei die Stelle vermutlich sehr bald durch den Speichermanager erneut verwendet wird.
Die eingehenden "Nein's", wenn alle auf "Nein" gesetzt sind, zeigen an, dass in diesem Zyklus kein Platz erforderlich ist. Der Steuerspeichermanager stellt die drei "Nein's" selbst ein, wenn er keinen freien Platz mehr hat. Die erforderliche Zeit ist die Anzahl von Zyklen, für die die Stelle benötigt ist. Indem ein Signal pro Zyklus vorhanden ist, kann das Ergebnis durch eine Oder-Verknüpfung der Signale von jedem der Anschlusssteuerungen bestimmt werden, um die erforderliche maximale Periode zu erhalten. Diese Zeit ist ein Zyklus für P:P- und P:MP-Verkehr und ein kleiner fester Bereich für P:MP, wobei die Figuren hier unterstellen, dass vier Signale erforderlich sind, es können lediglich 2 oder 3 notwendig sein.
Die Vorrichtung ist hinsichtlich der Komplexität nicht sehr anspruchsvoll (mit Ausnahme des Betriebs bei 20 M) und kann auf einer programmierbaren logischen Vorrichtung und einem kleinen RAM aufgebaut werden.
10.2.4 Zentralanschlusssteuerung
Logisch gibt es eine Zentralanschlusssteuerung pro physikalischen Ausgangsanschluss in der Zentralstufe, d.h. 16 davon. Jedoch können zwei oder mehr in einem Paket realisiert werden, falls geeignet, und zwar abhängig von der verwendeten Technologie-Ebene. Das Broadcast-RAM ist möglicherweise der limitierende Faktor, da für 1000 Broadcast-Kanäle und 18 Zeitschlitze 18 Bits an Speicher pro Anschluss erforderlich sind. Die folgende Beschreibung betrifft eine Anschlusssteuerung pro Paket, wobei erwartet wird, dass mindestens 2 und möglicherweise 4 mit der aktuellen Technologie möglich sind.
Jede Zentralanschlusssteuerfunktion schaut in alle 16 eingehenden Steuerströme und beantwortet solche Fragen, die den Anschluss betreffen, der gesteuert wird. Sie steuert außerdem den ausgehenden Steuerstrom für ihren Anschluss. Außerdem stellt sie die Leseadressen den Datenvermittlungen für Zellen zur Verfügung, die an diesem Anschluss in den Datenebenen ausgegeben werden.
Die Basisfunktionen dieser Vorrichtung sind nachfolgend beschrieben:

a) Sie schaut bei der Anfragephase der Eingangssteuerströme. Wenn es eine Punkt-zu-Punkt-Frage gibt, die beantwortet werden sollte (in ihrem Adressraum), dann setzt sie das entsprechende "Nein"-Signal, wenn die angefragte Adresse nicht leer ist. Sie gibt an, dass sie eine Speicherstelle für einen Zyklus haben möchte, wenn sie in der Lage ist, die Anfrage zu beantworten.
b) Wenn es eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Anfrage gibt, untersucht sie jeden Ausgangsanschluss (und Zeitschlitz an diesem Anschluss), der in der Broadcast-Verbindung beteiligt ist, verwendet aber ihren eigenen Broadcast-Speicher. Wenn die angefragten Ausgaben voll sind, setzt sie das geeignete "Nein"-Signal. Sie gibt die maximale Anzahl von Zyklen an, die sie für die Speicherlokalisierung benötigt, damit sie in der Lage ist, die Anfrage zu beantworten.
c) Wenn es eine Punkt-zu-wenige Punkte gibt, die für ihre Ausgabeanschlüsse angefragt wird, dann stellt sie das erste "Nein"-Signal ein, wenn die angefragten Adressen nicht leer sind, und stellt die anderen "Nein"-Signale auf "Nein". Sie gibt an, dass sie die Speicherstelle für einen Zyklus haben möchte, wenn sie in der Lage ist, die Anfrage zu beantworten.
d) Wenn es keine Frage gibt (oder die Frage ungültig ist), dann stellt sie das entsprechende "Nein"-Signal ein.
e) Wenn die Antworten zu ihrem ausgehenden Steueranschluss gesendet werden sollen, sendet sie die Resultate von allen drei Fragen ("Nein"-Signale) in dem ausgehenden Steuerstrom. Diese "Nein"-Signale können von anderen Anschlusssteuerungen oder sogar vom Speichermanager (kein freier Speicher) stammen.
f) Wenn es eine Anfrage nach ihrem Ausgangsanschluss für Punkt-zu-Punkt (a oben) oder eine Punkt-zu-Mehrpunkt (b oben) gab und die früheren "Nein"-Signale (falls vorhanden) "Nein" waren und das geeignete "Nein"-Signal nicht "Nein" lautet, dann gibt es eine gültige Zelle.
g) Für eine gültige Zelle speichert sie die Adresse, die sie von der Speichermanagementeinheit erhalten hat, zusammen mit einer Aufzeichnung darüber, wie viele Zyklen sie belegt (nur für Punkt-zu-Mehrpunkt).
h) Wenn die Informationsphase des Steuerzyklus eintrifft, überprüft sie, dass die Daten aktuell zu der zentralen Stufe gesendet wurden (für 600 M und darüber wird sie nicht jedes Mal gesendet). Wenn die Daten nicht gesendet wurden, verändert sie den Status, um anzugeben, dass der Schlitz besetzt oder leer ist. Später, wenn sie Daten zu dem Ausgangsanschluss sendet, kann sie sagen, dass keine Daten gesendet wurden. Wenn der Schlitz belegt gehalten wird, verhindert sie Zeit-Komplikationen.
i) Wenn die Zeit kommt, um den Datenvermittlungen zu sagen, was für den Anschluss bei diesem Zeitschlitz ausgegeben werden soll, sendet sie die Adresse, die sie gespeichert hat, um auf die Daten zuzugreifen, und aktualisiert den Stapel der Warteadressen, falls erforderlich. Wenn die Zelle Punkt-zu-Mehrpunkt ist, dann sendet sie auf dem Steuersignal die Zeit, die sie gewartet hat.
j) Wenn es keine Fragen gibt, dann können die eingehenden Steuerströme Aktualisierungen bezüglich des Broadcast-RAM enthalten und auf ein erforderliches Steuerregister zugreifen. Die Antworten werden auf dem ausgehenden Steuerstrom gesendet.

Die obige Beschreibung fasst die Aktionen zusammen, die durchgeführt werden. Es sei angemerkt, dass es einige zu einem Zeitpunkt für den Anschluss als Ganzen gibt und einige für jeden der 18 Zeitschlitze. Ein recht einfaches Schema ist in 17 gezeigt.
Wenn mehr als eine Einheit in einem Paket vorhanden ist, dann gibt es einen zusätzlichen Ausgangssteuerstrom pro Anschluss, und die "Voll"-Signale müssen nach außen gebracht werden, so dass sie für große Vermittlungen geeignet sind. Der Rest von dem IO ist herkömmlich. Die Eingangsschieberegister können herkömmlich sein, aber der Rest ist pro Anschluss erforderlich.
10.2.4.1 Die "Voll"-Signale
Der Kern der Vermittlung benötigt keine Veränderungen, um Anrufe und Fragen von Anschlüssen mit hoher Rate zu empfangen, die einzigen Veränderungen betreffen die Ausgangsseite und das Bereitstellen von "Voll"-Signalen.
Um die Zellensequenzintegrität zu gewährleisten, werden die vier Erscheinungen von einen 600 M-Anschluss als ein Anschluss behandelt, der schneller arbeitet (vier Mal für einen Zyklus). Alle die Zeitschlitze für diesen Anschluss mit höherer Rate werden in einer einzelnen Anschlusssteuerung in der Zentralstufe in benachbarten Zeitschlitzen gehandhabt.
Um diese großen Anschlüsse zu handhaben, ist es erforderlich, die Zeitschlitzmanager miteinander zu koppeln, in einer Zentralstufe, die mit dem Anschluss mit hoher Rate einbezogen sind. Jeder Zeitschlitzmanager, der mit dem externen Anschluss in Beziehung steht, wird so konfiguriert, dass der gleiche Anschluss eine Anzahl von Zeitpunkten erscheint, d.h. jeder Zeitschlitz ist der gleiche.
Jede der eingebundenen Anschlusssteuerungen führt die folgenden zusätzlichen Funktionen durch, wobei diese Funktionen nur für Anschlüsse mit mehr als 150 M aufgerufen werden, die anderen bleiben unbeeinflusst.

a) Wenn der Zeitschlitzmanagerpuffer voll ist, setzt er das "Voll"-Signal, wenn es nicht der Zeitschlitzmanager ist, der in diesen Anschluss eingebunden ist, d.h. der letzte von 4 für 600 M.
b) Wenn die Anfrage für den Zeitschlitzmanager ist und wenn es der erste Manager für den Ausgangsanschluss ist oder das "Voll"-Signal von dem vorhergehenden Manager gesetzt ist, dann versucht der Zeitschlitzmanager zu bestimmen, ob er freien Platz für die Anfrage hat, und stellt die Zeit ein, die für den Speichermanager erforderlich ist.
c) Wenn der Zeitschlitzmanager der letzte eingebundene Zeitschlitzmanager ist und er keinen Platz hat, antwortet er mit "Nein".

Damit nimmt lediglich ein Zeitschlitzmanager die Zelle, wenn Platz vorhanden ist.
Der Betrieb für Multicast-Verbindungen ist im Prinzip der gleiche, aber er verwendet ein zweites "Voll"-Signal, das angibt, dass der Zeitschlitzmanager voll von Broadcast-Verkehr ist. Die Zeitanforderungen sind weniger lästig, wenn das Sy stem zwei separate Voll-Signale verwendet.
10.2.4.2 Konfigurationsänderungen über 2.4 G
Die Logik, die für Anschlüsse unter 2.4 G arbeitet, arbeitet auch über 2.4 G, wobei die Zeitschlitzmanager von einer Anschlusssteuerung auf die gleiche Weise zu der nächsten Anschlusssteuerung verändert werden.
Da mehr als eine Anschlusssteuerung einbezogen ist, ist die Verzögerung durch diese nicht die gleiche, aber die Variationen (einige wenige Bits) sind geringer als die Variation über andere Routen (gesamte Zeitschlitze), so dass die Zellen in Sequenz bleiben.
Die Art und Weise, in der die Anschlusssteuerungen verbunden sind, ist für die Basis-Vermittlung und die großen Vermittlungen verschieden, und aus diesem Grund muss die Verbindung außerhalb des ASIC vorhanden sein. Benachbarte Anschlusssteuerungen werden für die Basis 288 Anschlussvermittlung verbunden, aber wo sie miteinander für große Zyklen gruppiert sind, müssen die Anschlusssteuerungen zu dem gleichen Anschluss vor benachbarten Steuerungen verbunden sein.
10.2.4.3 Zeitschlitzmanager-Zusammenfassung
Jeder Zeitschlitzmanager wiederum kann unterteilt werden, wie in 18 gezeigt.
Die Anforderungen für die ASICs unterstellen, dass die RX- und TX-Anschlüsse zwei Ebenen der Vermittlung verwalten und dass kein Multiplexen auf höheren Raten enthalten ist.

[1] Wenn mehr als eine Funktion in dem Paket vorhanden ist, ist diese der pro-Funktion-Speicher.
[2] Wenn es mehr als eine Funktion in einem Paket gibt, füge einen 41 M-Ausgang (die Steuerung), zwei 20 M Eingänge (Voll-Signale) und zwei 20 M Ausgänge (Voll-Signale) pro Funktion hinzu.

Keine dieser Vorrichtungen benötigt eine Mikroprozessorschnittstelle.
10.3 Steuerung
Steuerung ist für Pfad-Installation und für Wartung erforderlich. Keine Aktion ist in dem Kern erforderlich, um eine Punkt-zu-Punkt- oder Punkt-zu-wenige Punkte-Verbindung zu installieren. Die Anforderungen für Punkt-zu-Mehrpunkt sind sehr einfach, und diese können von der Peripherie der Vermittlung von dem RX-Anschluss gesteuert werden, womit keine Notwendigkeit für Mikroprozessoren in dem Vermittlungskern vorhanden ist.
10.3.1 Pfad-Installation
Pfad-Installation wird durch Einstellen der Daten in der Kopfabschnitt-Übersetzungseinheit erreicht, um zu identifizieren:

a) Den Typ von Verbindung, Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu- Mehrpunkt oder Punkt-zu-wenige Punkte.
b) Für Punkt-zu-Punkt-Verkehr, der Anschluss, zu dem der Verkehr geleitet wird.
c) Für Punkt-zu-wenige Punkte-Verkehr, zur Identifizierung der Anschlüsse, zu denen der Verkehr geleitet wird.
d) Für den Anfangspunkt zu Punkt-zu-Mehrpunkt-Verkehr, zur Identifizierung der Broadcast-Kanalanzahl, dies wird verwendet, um die Broadcast-RAMs in den Zentralanschlusssteuerungen zu adressieren.
e) Um einen Multicast-Kanal zu empfangen, müssen die Broadcast-RAMs in jeder der Zentralanschlussteuerungen aktualisiert werden. Dies kann durch Verwendung von einem der Anschlüsse und durch Senden einer Aktualisierung zu jeder Zentralvermittlung erreicht werden.

10.3.2 Konfigurationssteuerung
Es muss einige wenige Register geben, um die Konfiguration der Vermittlung zu steuern. Jene in den Anschlüssen können direkt durch einen Steuerungsmikroprozessor eingestellt werden, jene in der Zentralvermittlung durch Verwendung des gleichen Pfades wie für das Aktualisieren des Broadcast RAM.

a) Status der Zentralvermittlungen. Jeder RX- und TX-Anschluss muss eine Maske haben, so dass jede individuelle Zentralstufe herausmaskiert werden kann. Wenn eines von dem Paar ausgefallen ist, ermöglicht dies, dass der Rest von dem System synchron gehalten werden kann, alternativ kann die gesamte Ebene deaktiviert werden.
b) Konfigurationsgröße. Die Rotationsmittel-Taktgeneratoren und die Zentralvermittlungen müssen wissen, mit welcher Vermittlungsgröße sie arbeiten, d.h. 18, 9, 6, 3 oder 2, es gibt einige kleine Variationen für zwei und drei Schlitze, diese korrespondieren mit verschiedenen Wachstumsstufen und beeinträchtigen Zentralvermittlung statt das Rotationsmittel. Siehe Abschnitt 4 für eine Beschreibung der Wachstumsstufen. Dies kann einmal in jeder Anschlusssteuerung vorgesehen und in einer von diesen angewendet werden.
c) 600 M und größere Anschlüsse. Die Zentralstufen müssen wissen, dass es große Anschlüsse gibt, so dass sie Zeitschlitze miteinander verketten können. Dies erfordert einige Informationen, die in die geeignete Anschlusssteuerung geladen werden müssen. Für sehr große Anschlüsse (größer 2.4 G) ist es erforderlich, Anschlusssteuerungen miteinander zu verketten. Die Konfiguration muss identifizieren, ob die "Voll"-Signale erzeugt und/oder zwischen Zeitschlitzmanagern in jeder Anschlusssteuerung verwendet werden sollen.

10.3.3 Wartung
Die Steuerung für Wartung wird in einem späteren Abschnitt detailliert erläutert.
10.3.4 Nachrichtenformate
Das Format von dem Steuerstrom zu und von der Zentralvermittlung enthält eine Menge an Informationen. Das folgende ist ein Beispiel von einem Weg, wie dies konstruiert werden kann.
Die Steuerströmung von Anschlüssen zu der Zentralstufe wird in zwei Unterphasen dividiert; die Fragephase von 48 Bits und eine Datenklassifikationsphase von 16 Bits.
Es gibt viele verschiedene Wege wie dies konstruiert werden kann. Die nachfolgenden Formate zeigen, wie Formate für Größen bis zu 8 K-Anschlüssen arbeiten.
10.3.4.1 Von Anschlüssen zu Zentralvermittlungs-Fragephase ZU STEUERN (Fragen)
Der Anfragetyp (RTyp) gibt Inhalte vom Hauptsteuerfeld an, wobei die Typabhängigkeit nachfolgend erläutert wird.
Die sieben freien Bits werden verwendet, um die ursprüngliche Anschlussnummer und einen Prüfcode zu kodieren, wobei dieser verwendet wird, um Rotationsmittel-Fehler zu prüfen.
Andere Nachrichten können erforderlich sein, wenn detailliertes FMEA für andere Register Fehler identifiziert, die benötigt werden können, und um irgendwelche anderen Funktionen durchzuführen. Wenn das RTyp-Feld ausläuft, dann können einige wenige Bits von dem typabhängigen Feld verwendet werden, um mehr Details auf den Nachrichten anzugeben.

[1] Dies wird für Wartungsnachrichten verwendet, die durchgelassen werden müssen, wenn für den Anschluss normaler Verkehr deaktiviert wird.
[2] Um Broadcast-RAM-Einträge für individuelle Benutzer von einem Broadcast-Kanal einzustellen und zu löschen.
[3] Wird verwendet, wenn der Anbieter von einem Broadcast-Kanal herausgegeben wird.

[4] Um die Systemkonfiguration einzustellen (verändert während Haupterweiterungen), d.h. die Anzahl von Zeitschlitzen in einem Zyklus. Dies macht erforderlich, dass die folgenden Konfigurationen angegeben werden:

Konfig.	Bedeutung
0	18 Zeitschlitze pro Zyklus
1	9 Zeitschlitze pro Zyklus
2	6 Zeitschlitze pro Zyklus
3	6 Zeitschlitze pro Zyklus verriegelt als 3 Paare
4	6 Zeitschlitze pro Zyklus verriegelt als 2 Dreiergruppen
5	3 Zeitschlitze pro Zyklus
6	3 Zeitschlitze pro Zyklus, verriegelt in eine Dreiergruppe

7	2 Zeitschlitze verriegelt in eine
8	2 Zeitschlitze pro Zyklus, verriegelt als ein Paar

Die verriegelten Konfigurationen werden bei kleinen Größen verwendet, um Verschiedenheit zu verstärken. Wenn als 3 verriegelt, dann antworten Anfragen in Zeitschlitz 1 lediglich auf die 16 Anschlüsse in Zeitschlitz 1, etc.

[5] Um die Anpassung von Anschlüssen einzustellen, die für Anschlüsse mit hoher Rate verwendet werden. Der Konfigurationstyp gibt die Verbindung an, wenn irgendwelche zwischen Zeitschlitzen auf der Anschlusssteuerung und zwischen Anschlusssteuerungen vorhanden sind, die Konfigurationstypen sind:
– Einzelner ATM-Anschluss (1 Zeitschlitz verwendet, nicht verbunden)
– Erster 150 M von großem ATM-Anschluss ("Voll" einstellen)
– Mittlerer 150 M von großem ATM-Anschluss ("Voll" einstellen und lesen)
– Letzter 150 M von großem ATM-Anschluss ("Voll" lesen) Jeder Anschluss kann einen von 3 Zuständen haben:
a) Vollständig deaktiviert – Kein Verkehr von diesem Anschluss
b) Nur Wartung – Nur Zellen mit der speziellen Wartungsanfrage werden erlaubt.
c) Vollständig aktiviert – Der Verkehr wird durchgelassen.
[6] Massenversion von vorhergehendem Befehl (falls erforderlich), wobei der Anschluss die ersten von 5 Anschlüssen identifiziert, die aktualisiert werden müssen.

10.3.4.2 Von Anschlüssen zu Zentralstatus-Datenqualifizierungsphase
Der Daten-Status hat Details über die übertragene Zelle. Das Gesendet-Feld gibt an, ob die Zelle, die akzeptiert wurde, aktuell in den Datenströmen gesendet wurde. Dieses Feld ist erforderlich, da die RX-Anschlüsse mehr Fragen fragen müssen, bevor sie Antworten auf das erste Los empfangen haben. Es hat die Wahl, entweder über andere Anschlüsse zu fragen (wenn es welche hat), die gleichen Anschlüsse (wenn mehr als eine Zelle auf den Anschluss wartet), und irgendwie zu fragen (was angibt, das die Daten nicht gesendet werden können, wenn sie nicht verfügbar sind). Das geeignete Verfahren hängt von der Datenrate für den Anschluss und von dem Typ von Verkehrsmix ab, den die Vermittlung übertragen muss. Und wird modelliert, um zu bestimmen, wie die erforderliche Leistungsfähigkeit erreicht werden kann.
Die Bestimmungsanschlussnummer (oder Broadcast-Kanal Identifikation) ist lediglich eine Bestätigung, dass die Daten so sind, wie erwartet, wenn dies nicht der Fall ist, dann muss die Zentralstufe sie ignorieren. (Daten nicht gesendet). Die erzögerungspriorität kann beim Managen der ausgehenden Zellen-Warteschlange in dem TX-Anschluss praktisch sein. Dies kann alternativ durch die Datenströme gesendet werden.
10.3.4.3 Von Zentralstufe zu Anschlüssen
Es gibt eine Menge Freiheit, wie dies verwendet werden kann. Es hat 64 Bits (die nicht in 48 und 16 aufgespalten werden müssen, aber dies kann der Fall sein, wenn dadurch die Zeitsteuerung einfacher zu verwalten ist), die Folgendes enthalten müssen:

a) Antworten auf ATM-Fragen (2 Bits): Diese müssen etwa 32 Bits vor den Daten gesendet werden, die von dem RX-Anschluss zu der Zentralstufe gesendet werden. Beantworten der STM-Fragen erfordert 7 Bits, eines für jede Datenebene.
b) Typ von ATM-Daten (Keine, P:P, P:MP, P:FP): Müssen mit den Daten von Zentrum zu Ausgangsanschluss übereinstimmen.
c) Verzögerungszyklen (P:MP-Verkehr): Müssen mit Daten von Zentrum zu Ausgangsanschluss (nur ATM) übereinstimmen.
d) Angefragte Rückführ-Wartungsinformation oder Statistiken.
e) Verzögerungsprioritätsinformationen, die durch den Steuerstrom gelassen werden: Müssen mit den Daten von Zentrum zu Ausgangsanschluss (nur ATM) übereinstimmen.
f) Es kann aus Wartungsgründen praktisch sein, die Identität des ursprünglichen Anschlusses und die Adresse, die er in den Datenvermittlungen verwendet hat, zu beinhalten, um die Zelle zu speichern. Wenn die gespeicherte Adresse gesendet wird, sei angemerkt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass die beiden Ebenen die gleiche Adresse verwenden.

11. VERBESSERUNGEN BEZÜGLICH DES KERNS
Die Implementierung des Kerns der Vermittlung kann weiterentwickelt werden, wenn die Technologie fortschreitet, ohne dass dessen logische Struktur oder Betrieb verändert wird.
Es gibt eine Anzahl von möglichen Gebieten der Weiterentwicklung, die hier aufgelistet ist, wobei irgendwelche oder alle adaptiert werden können, wobei eine geringe oder keine Abhän gigkeit zwischen diesen besteht.
Wenn die Daten bei 330 M übertragen werden können, dann können die beiden Rotationsmittelkarten für jede Rotationsmittel-Funktion in eine Karte vereint werden, und die gesamte Zentralvermittlungsstufe kann auf einer Karte montiert sein.
Wenn die Daten bei 660 M übertragen werden können, dann kann ein weiterer Faktor der Abnahme von zwei erreicht werden, indem zwei Rotationsmittel oder zwei Zentralvermittlungen auf einer Karte montiert werden.
Wenn Speicher auf ASICs verbessert wird, dann können mehrere Zentralvermittlungs-Anschlusssteuerungen in einem Paket bereitgestellt werden. Es kann (abhängig von den Broadcast-RAM-Anforderungen) möglich sein, die Steuerebene ultimativ in einer Vorrichtung herzustellen, die die gleiche ist wie für die Datenvermittlungen.
Die Verwendung von Optiken für die Rotationsmittel-Funktion kann deren Betrieb passiv machen.
Außerdem ermöglicht die Verwendung von Optiken für die Verbindungen zwischen Anschlüssen zu Rotationsmitteln und von den Rotationsmitteln zu Zentralvermittlungen die Verwendung von bidirektionalen photonischen Rotationsmitteln, wodurch die RX- und TX-Rotationsmittel-Karten kombiniert und die Anzahl von Fasern halbiert wird. Dies ermöglicht es, dass mehr Zentralstufen auf einer Karte vorgesehen sind, da sie lediglich die Hälfte der IO verwenden.
Wenn orthogonale Rückwände verwendet werden können (d.h. Rotationsmittel-Karten sind im rechten Winkel zu den Zentralvermittlungskarten montiert), dann können durch direktes Koppeln von Rotationsmitteln und Zentralvermittlungen beträchtliche Größenreduktionen erreicht werden.
Die Verwendung sich weiterentwickelnder Technologie ist in der nachstehenden Tabelle gezeigt, die für eine Ebene von einer Vermittlung mit 288 Anschlüssen dient, wobei dies annimmt, dass die Anzahl bei IO Verbindungen pro Karte gleich bleiben, wenn sie verdoppelt wird, dann wird dadurch den Eingang für den doppelten Technologiepegel bei Betrieb verwendet.
12. PERIPHERIEANSCHLUSSDETAILS
Dieser Abschnitt betrifft die Details von dem Peripherieanschluss, der in der Vermittlungsarchitektur enthalten ist, obwohl Übersetzung und Überwachung erwähnt sind, die nicht im Detail abgedeckt sind.
Dieser Abschnitt betrifft zwei prinzipielle erforderliche ASIC-Funktionen (eine für das RX und eine für das TX) und zeigt dann einige der Probleme hinsichtlich der Frage, die in der RX-Funktion gefragt wird.
12.1 Peripherieanschluss-Blockdiagramm
Die Peripherie, wie in 19 gezeigt, unterstützt die Xb-Schnittstelle der Vermittlung, die in GB 2224417A beschrieben ist, und kann die vorhandenen HTU- und Überwachungseinheiten verwenden. Die RPCU ist in dieser Vermittlungsarchitektur enthalten und ist hier nicht geeignet, aber es gibt eine äquivalente Funktion in dem TX-Anschluss.
Der RX-Anschlussbereich ist als ein separates ASIC für korrekte Funktionalität gezeigt, aber es kann mit dem HTU und/oder der TX-Anschlussvorrichtung kombiniert werden.
Allgemein betrifft diese Beschreibung die funktionale Architektur. Die Position, dass der Anschluss in zwei Ebenen aufgespalten ist, kann variiert werden, aber die synchrone Eigenschaft ist die gleiche; der Unterschied wäre das Ausmaß an Hardware, die durch den Kern-Redundanzmechanismus geschützt wird.
Die 7 Daten und 1 Steuersignal (alle 41 M) werden möglicherweise als zwei Verbindungen bei 165 M gemultiplext.
12.2 ASICs
Die ASICs werden hier am Rande auf einer Funktionsblockbasis beschrieben. Sie können in einigen Fällen kombiniert werden (miteinander oder mit einer anderen Logik, wie zum Beispiel Multiplexer). Zum Beispiel können die RX- und TX-Anschlüsse kombiniert werden, zusammen mit Multiplexern oder Demultiplexern.
12.2.1 RX-Anschluss
Dieses ASIC, gezeigt in 20, fragt die Zentralstufen wiederum, ob sie Platz für einen gegebenen Ausgangsanschluss haben, und sendet die Daten, falls geeignet. Obwohl es eine kleine Warteschlange in dieser Vorrichtung gibt, besteht keine Notwendigkeit, infolge ihrer geringen Größe Prioritäten zu betrachten, und das sehr unwahrscheinliche Ereignis, dass sie überlaufen. Es ist möglich, dass dies mit der TX-Vorrichtung und/oder mit dem HTU kombiniert wird.
12.2.2 TX-Anschluss
Die Basis-TX-Anschlussfunktion ist recht einfach, da sie hauptsächlich eine Ausgangs-Warteschlange ist. Diese Einheit kann zwei Ebenen von der Vermittlung haben, aber die beschriebene Logik ist in beiden Fällen die gleiche. Sie lässt Daten zu dem RX-Anschluss durch, die sie von dem Steuersystem benötigt.
Die Vorrichtung stellt eine erneute Zeitsteuerung von Punkt-zu-Mehrpunkt-Zellen zur Verfügung, falls erforderlich, um eine Verzögerung zu kompensieren, die durch Verwendung von Vorwärtsübertragung in der Zentralstufe eingetreten ist. Sie steuert außerdem Zellen zeitlich neu, die zu/von einem Anschluss mit höherer Rate (wie zum Beispiel ein 600 M-Anschluss) durchgelassen werden, um Zeitschlitz-Offset in den verwendeten verketteten Anschlüssen zu kompensieren.
Sie ordnet dann alle Zellen in der Ausgangs-Warteschlange an. Beim Verwalten der Warteschlange werden eine Zellenverlustpriorität und eine mögliche Zellenverzögerungspriorität implementiert.
Die Größe der Ausgangs-Warteschlange wird durch die maximal akzeptierte Verzögerung gegeben. Die Größe von dem Mehrpunkt-Zeitgebungsspeicher ist Gegenstand einer mathematischen Analyse, aber die Simulation schlägt vor, dass nie mehr als 20 Zellen erforderlich sind. Weit weniger ist für erneute Zeitsteuerung mit hoher Rate erforderlich.
Die Zellen werden aus der Ausgangs-Warteschlange herausgenommen, wobei eine Zellenkopie und/oder Rückübersetzung durchge führt werden muss. Dadurch wird eine Ausfächerung von mehreren VPCs oder VCCs auf dem gleichen Anschluss erreicht, und für Ausfächerungen, wo verschiedene VPI:VCI-Werte an jedem Anschluss erforderlich sind.
Die Zellenkopie und der Kopfabschnitt-Rückübersetzung wird durch eine Tabelle gesteuert, die eine Liste von VPI:VCIs angibt, die eine Kopie der Zelle erfordert. Während Kopien übertragen werden, wird die Zelle nicht aus der Ausgangs-Warteschlange entfernt. Der Kopfabschnitt von jeder Kopie wird als die Kopie rückübersetzt.
Die Rückübersetzung kann außerdem erfolgen, wenn keine Zellenkopien erstellt wurden, da die Zelle aus der Warteschlange entfernt wurde. Die gleiche Tabelle wird für beide Funktionen verwendet. Die Verwendung dieser Tabelle auf diese Weise ist eine relativ einfache Funktion, und fügt zu dem ASIC keine große Komplexität hinzu.
Das Schema der Vorrichtung ist in 21 gezeigt.
12.2.3 ASIC-Zusammenfassung
Die Anforderungen für die ASICs unterstellen, dass die RX- und TX-Anschlüsse zwei Ebenen der Vermittlung verwalten und dass kein Multiplexen auf höhere Raten enthalten ist.

[1] Diese können kombiniert werden, wodurch die Anforderungen um etwa 4 Stifte reduziert werden. Die Stiftzahl dieser Funktionen beinhaltet keinen Zugriff für das steuernde Mikro, um die Vorrichtungen zu verwalten.
[2] Die Größe davon, die die Hauptzellen-Warteschlange ist, bezieht sich auf die maximale Verzögerung, die für das System akzeptierbar ist, und kann verändert werden, wenn Anforderungen eingestellt werden.
[3] Die Größe davon, die Multicast-Verkehr verzögert, hängt von mathematischer Analyse ab, wobei die hier genannte Figur möglicherweise eine Überabschätzung ist, die Simulation benötigt nie mehr als 20.

12.3 Fragen stellen
Der RX-Anschluss hat viele Auswahlmöglichkeiten, wie er organisiert ist, um Fragen über die Zellen zu stellen, die er in seiner Eingangs-Warteschlange hat. Es gibt wesentliche Leistungsverbesserungen, indem möglicherweise logisch vorgegangen wird, welche Fragen gefragt werden. Die Ergebnisse in Abschnitt 9 werden unter Verwendung einiger logischer Prinzipien für das Stellen von Fragen erhalten. Diese beinhalten:

a) Fragen von abwechselnden Sätzen von Fragen, da es zwei Sätze von Fragen gibt, die zu einem Zeitpunkt offen sind. Diese beziehen sich auf Satz A und Satz B. Es sei angemerkt, dass zwei Sätze von Fragen gefragt werden, bevor ein Satz von Daten gesendet wird, daher, wenn der erste akzeptiert ist, reduziert er den Abfall auf der zweiten.
b) Wenn zwei oder mehr Zellen, die gesendet werden müssen, verschiedene Fragen stellen, oder zumindest in einer unterschiedlichen Reihenfolge auf den abwechselnden Zentralstufen.
c) Es ist akzeptierbar, eine Frage über den gleichen Anschluss in jedem Satz von Fragen zu stellen, wenn zwei oder mehr warten, um zu dem gleichen Anschluss gesendet zu werden.
d) Die Typen von gefragten Fragen werden durch die ersten Einträge in der Warteschlange bestimmt. Satz A hängt von der ersten Zelle in der Warteschlange ab, wenn er eine Broadcast-Zelle ist, die gesendet wird, wenn eine Punkt-zu-Punkt-Zelle, dann werden diese Zelle und zwei zu verschiedenen Adressen gesendet.
e) Wenn der erste Eintrag eine Mehrpunkt-Zelle ist, dann verwendet Satz B die gleichen Prinzipien wie oben, startet aber auf dem zweiten Eintrag.
f) Wenn andererseits eine Mehrpunkt-Zelle in Positionen zwei, drei oder vier vorgesehen ist, dann wird dies als Satz B gesendet.
g) Andererseits, wähle drei verschiedene Fragen an jene in Satz A, falls möglich.
h) Zusätzlich zu den aktuell gefragten Fragen, wenn die Eingangs-Warteschlange nicht größer ist als die programmierte Größe und die Frage in diesem Satz für eine Mehrpunkt-Zelle ist, wird das Vorwärtsströmungs-Steuerbit eingestellt, um die Verwendung von begrenztem Zugriffs-Zentralvermittlungsplatz zu ermöglichen.

13. DETAILS VON PERIPHERIEANSCHLÜSSEN MIT HOHER RATE
Die Basiskonstruktion hat so weit die Verwendung von dem Vermittlungskern für 150 M ATM-Anschlüsse beschrieben. Für ATM-Schnittstellenanschlüsse mit höherer Rate werden mehrere Verbindungen zu dem Kern unter Verwaltung der RX-Anschlusssteuerung der Schnittstelle verwendet. Im Prinzip kann diese Konstruktion auch für Anschlüsse jeglicher Bandbreite verwendet werden.
Um mit höheren Raten zu arbeiten, betreffen die Hauptänderungen die Peripherie der Vermittlung, um Anschlüsse mit hoher Rate zu haben, die mehrere Verbindungen zu dem Vermittlungskern leiten. Der Vermittlungskern muss etwas anders für Anschlüsse mit hoher Rate konfiguriert werden, wobei die Veränderung der Konfiguration für Anschlüsse mit hoher Rate dem Betrieb bei Verkehr mit geringerer Rate nicht beeinträchtigt. Die Kern-Konfigurationsänderungen sind sehr gering und können für die Implementierung für 155 M-Schnittstellen erlaubt werden. Die Veränderung in dem Kern ist die gleiche wie für höhere Raten, sie beeinträchtigt lediglich mehr davon.
Es gibt keine Beschränkung bezüglich der Errichtung von Verbindungen zwischen Anschlüssen mit verschiedener Rate.
13.1 Schnittstellenanschlüsse mit hoher Rate
Ein Anschluss mit hoher Rate muss mehrere Verbindungen zu dem Zentrum der Vermittlung von einer einzelnen Warteschlange von Zellen verwalten. Um dies zu tun, hat er mehrere Sätze von Fragen, die zu verschiedenen Zentralstufen offen sind und muss diese koordinieren.
Statt schneller zu arbeiten, um mehrere Verbindungen zu handhaben, muss sichergestellt werden, dass er verschiedene Fragen an verschiedene Zentralstufen fragt, falls möglich, so dass er nicht zu viele offene Fragen für den gleichen Anschluss hat, verglichen mit der Anzahl an Zellen für diesen Ausgangsanschluss. Es sei angemerkt, dass dies auch für 150 M-Anschlüsse geht, aber nicht notwendig ist.
Für 600 M-Anschlüsse muss der Anschluss 4 separate Verbindungen zu dem Vermittlungskern handhaben, wobei diese genau einen Zeitschlitz in Phase entfernt sind, aber bei dem Zeitschlitzpegel ausgerichtet sind (infolge der Tatsache, dass sie ein gemeinsames Rotationsmittel verwenden). Auf ähnliche Weise handhabt ein 2.4 G-Anschluss 16 Verbindungen, die jeweils bezüglich der Phase um einen Zeitschlitz beabstandet sind.
Ein 9.6 G-Anschluss hat jedoch 4 Sätze von Verbindungen, wobei jeder Satz 16 gleichmäßig beabstandete Zeitschlitze hat, aber die Sätze sind zeitlich um 4 Bits versetzt. Es ist möglicherweise bequem, solchen Anschlüssen die volle Kapazität für alle vier der Rotationsmittel (72 Verbindungen) zu geben, statt zu versuchen, die 8 unbenutzten Verbindungen zu den Rotationsmitteln zuzuweisen, was erforderlich ist.
13.2 Anschlüsse mit Raten über 2.4 G
Bei diesen ist mehr als ein Rotationsmittel eingebunden, wobei die Verzögerung durch diese nicht die gleiche ist, aber die Variationen (von einigen wenigen Bits) ist kleiner als die Variation über andere Routen (ganze Zeitschlitze), so dass die Zellen ihre Reihenfolge beibehalten.
14. ATM- UND KERN-WARTUNG
Der synchrone Vorhersagebetrieb der Vermittlung macht Mehr-Ebenen-Betrieb leichter möglich, wobei die gleiche Konstruktion in redundanten Systemen mit zwei oder drei Ebenen verwendet wird.
Der größte Teil der nachfolgenden Beschreibung unterstellt, dass ein Betrieb in einer Zwei-Ebenen-Umgebung erfolgt.
ET-Wartung beinhaltet Fehler der Kopfabschnitt-Übersetzungseinheit, der Überwachungseinheit und in Beziehung stehender Bereiche.
14.1 Die Vermittlung
Der synchrone Betrieb ermöglicht, dass zwei oder drei Ebenen zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss verwendet werden. Wenn der Fehler einer der Zentralvermittlungen ist, dann besteht eine einfache Option darin, diese Zentralvermittlung in allen Ebenen auszublenden und den synchronisierten Mehr-Ebenen-Betrieb beizubehalten. Es ist möglich, eine ganze Ebene auszublenden.
Wenn eine Synchronisation zwischen den Ebenen in Folge dieser Fehler verloren geht, dann wird sich die Vermittlung selbst neu ausrichten, nach einer kurzen Periode. Der fehlerhafte Bereich wurde aus dem Service entfernt oder repariert.
Die drei freien Oktets in jeder übertragenen Zelle können verwendet werden, um den Prüfcode oder die Sequenznummer zu halten, falls erforderlich. (Es sei angemerkt, dass die Verwendung einer Sequenznummer, wie in der RPCU, ein Verbreiten von Anrufen unmöglich macht).
14.2 Anschluss-Redundanz
Die synchrone Eigenschaft der Vermittlung und bekannte Verzögerungscharakteristiken machen sowohl 1:1 wie auch 1:n Austausch-Beendigungs (ET)-Redundanz möglich.
Für 1:1 Redundanz-Betrieb kann ein Paar von Anschlüssen für alle Nachrichten zusammen verriegelt werden, oder ein Paar von Anschlüssen (irgendwo in der Vermittlung) kann die Punkt-zu-wenige Punkte-Möglichkeit in der Vermittlung verwenden, um als ein Paar von logisch ähnlichen Anschlüssen zu arbeiten.
Für 1:n Redundanz-Betrieb kann die Vermittlung keine gespeicherten Ersatztabellen haben, und sie muss die Konfiguration sofort ändern. Da jedoch die Vermittlung keine interne Streckenführung haben muss, kann die Änderung zu allen ETs verbreitet werden, die dann einfach die Anschlussnummern in dem HTU übersetzen, die betroffen sind.
Es ist notwendig, einen Mechanismus zu haben, um Verkehr von fehlerhaften Anschlüssen zu blockieren. Dies kann auf einfache Weise in den Zentralsteuerungen durch Aktivieren oder Deaktivieren einzelner Anschlüsse erfolgen. Wenn er deaktiviert ist, kann in einen halb-aktiven Zustand versetzt werden, der immer noch eine Wartungsdiagnose-Information ermöglicht, aber keinen normalen Verkehr.
14.3 Wartungsdetails der Vermittlung
Es gibt einige Details über die Vermittlung, die im größeren Detail betrachtet werden müssen, um zu zeigen, wie sie beibehalten werden können.
14.3.1 Fehlererfassung
Wenn zwei (oder mehr) synchrone Ebenen vorgesehen sind, ist es einfach, Diskrepanzen zwischen den beiden Ebenen in der TX-Anschlussvorrichtung zu erfassen. Siehe die nächste Überschrift bei der Auswahl korrekter Daten.
Die zusätzliche Datenkapazität von 3 Oktets in der Zelle kann verwendet werden, um eine Prüfung pro Datenebenen sowie eine gesamte Nachrichtenprüfung auszuführen. Dies kann verwendet werden, um Fehler zu lokalisieren. Die Struktur von diesem Prüfraum kann optimiert werden, um allgemeine Betriebsartfehler zu erfassen.
Die Steuerebene enthält ein CRC über die Fragen und die Anschlussnummer, die (wenn falsch) bewirken, dass die Zentralstufe die Fragen ignoriert. Ein Feld, das die aktuelle Anschlussnummer angibt, die kontinuierlich überprüft wird (im Fall von Rotationsmittel-Fehlern), und eine Wiederholung des Bestimmungsanschlusses, um diese Information doppelt zu prüfen. Weitere Überprüfungen werden in Betracht gezogen.
14.3.2 Datenebenen Auswahl
Das Verfahren zur Bestimmung der korrekten Ebene für die Daten muss betrachtet werden, da die synchrone Eigenschaft es einfacher machen sollte. Die Zelle hat Platz für Prüfcodes und/oder eine Sequenznummer. Sequenznummern sollten vermieden werden (falls möglich), da sie die Verwendung von Einfächerungsverbindungen der Vermittlung nicht erlauben.
Wenn ein Fehler in der Datenebene in Folge der 3 Oktets von Prüfinformationen gefunden wurde, dann können korrekte Daten aus der anderen Ebene gewählt werden.
Fehler in der Datenebene sind ein komplexeres Problem, das gelöst werden muss.
Fehler in den Steuerungen in dem Steuerstrom können Anschluss-Identitätsprüfungen (um Rotationsmittel-Fehler zu prüfen) beinhalten und einen CRC, der die Fragen und Befehle abdeckt.
14.3.3 Fehlerposition
Wenn die TX-Anschlüsse die Zeit aufzeichnen, in der die Diskrepanz bezüglich des Zeitzyklus stattgefunden hat, dann zeigt dieses auf eine Zentralstufe (oder das Rotationsmittel).
Die Verwendung von Prüfungen pro Datenebene und vollständige Nachrichtenprüfungen können verwendet werden, um Fehler in den Datenebenen zu erfassen und zu lokalisieren. Durch Kenntnis der Zeit (in dem Zyklus, in dem der Fehler stattgefunden hat) und der Ebene, zeigt dies entweder auf ein Rotationsmittel oder eine Zentraldatenebene.
Durch Kombinieren von Daten von jeder Zentralvermittlung durch das Rotationsmittel zu dem Anschluss, der den Fehler erfasst hat, und andere auf dem gleichen Rotationsmittel, kann der Fehler in dem entsprechenden Rotationsmittel, Datenvermittlung oder Kommunikationspfad lokalisiert werden.
14.3.4 Fehler-Rekonfiguration
Das System hat die Auswahl, den Gesamtverkehr auf die gute Vermittlungsebene einzugrenzen, oder die zentrale Vermittlung auszublenden, die einen Fehler in beiden Ebenen hat, oder die zentrale Vermittlung auszublenden, die einen Fehler in einer Ebene hat.
Verriegeln wäre das Einfachste, und für einige Typen von Fehlern ist die einzige Option. Ausblenden der Zentralvermittlung in beiden Ebenen bedeutet, dass der gesamte Service einschließlich Fehlererfassung fortgesetzt wird, aber mit einer marginal reduzierten Kapazität. Ausblenden der fehlerhaften Zentralvermittlung in einer Ebene bedeutet, dass die Fehlererfassungsfähigkeit in der verbliebenen Ebene begrenzt ist.
14.4 Synchronisationsrückgewinnung
Mit einer zwei- oder drei-Ebenen-Turbine ist es eine einfache Sache, eine sich im Ruhezustand befindliche oder "leere" Ebene in vollständige Zustandssynchronisation mit einer arbeitenden Ebene zu bringen. Dies muss geschehen, wenn die zweite Ebene nach Korrektur eines Fehlers wieder in Betrieb genommen wird, oder wenn eine Ebene zu einer neuen Hauptwachstumsstufe "angewachsen" ist.
Wenn die gleichen Zellen gleichzeitig zu beiden Ebenen gesendet werden, dann geht die Vermittlung möglicherweise auf beiden Ebenen in den gleichen Zustand über. Dies wurde durch Simulation nachgewiesen. Jedoch kann die Zeit, die dies in Anspruch nimmt, durch Verwendung der folgenden Technik wesentlich vermindert werden.
Zuerst wird ein START-RESYNC-Befehl durch einen der ETs zu der gesamten Zentralstufe gesendet. Dieser erzählt ihnen, die zweite Frage und dritte Frage in der Anfrage zu ignorieren, so dass sie lediglich mit OK oder REJECT auf die erste angebotene Adresse reagieren. Diese Beschränkung dauert einen vollständigen Zyklus in jeder Zentralstufe an und gewährleistet, dass der gesamte Punkt-zu-Punkt-Verkehr in beiden Ebenen angegli chen wird. Die zentrale Stufe lässt außerdem die -START-RESYNC-Nachricht zu den beiden ETs durch, während der Zyklus fortgesetzt wird.
Während die "Ruhezustand"-Ebene zurückgewonnen wird, werden Fragen zu beiden Ebenen gesendet. Die von der arbeitenden Ebene empfangenen Antworten werden dann sowohl durch die arbeitende Ebene wie auch die Ruhezustand-Ebene verwendet. Es sei angemerkt, da die Ruhezustand-Ebene mit Zellenspeichern beginnt, es immer Zellenplatz gibt, falls erforderlich.
Am Ende von einem Zyklus arbeiten beide Ebenen vollständig synchron, vorausgesetzt, dass es keinen Mehrpunkt-Verkehr aus der Vermittlung gibt.
Mehrpunkt-Verkehr verwirrt den Vorgang, da es Zellen in dem Vorwärtsübertragungsbereich der arbeitenden Ebene geben kann, so dass neue Zellen die gleiche Behandlung auf beiden Ebenen nicht empfangen können. Beispielsweise kann eine Zelle in dem zweiten Rang auf der arbeitenden Ebene gesetzt werden, aber in dem Hauptrang auf der Ruhezustand-Ebene.
Glücklicherweise ist dieser Zustand instabil, da sobald der Hauptrang für einen Anschluss leer wird, die beiden Ebenen für diesen Anschluss in der Zentralstufe synchronisiert werden. Daher wird ein großer Anteil dieser Speicher jeden Zyklus synchronisiert.
Diesem Effekt kann eine obere Grenze verliehen werden, indem eine Zeitgrenze von vielleicht 20 Zyklen eingestellt wird. Zentralstufen, die ihre Anschlüsse in dieser Zeit nicht neu synchronisiert haben, werden dann genötigt, jede Mehrpunktzelle zurückzuweisen, die für solch einen Anschluss bestimmt ist. Drei Zyklen danach ist die Vermittlung vollständig synchronisiert. Die maximale Zeit zum Re-Synchronisieren einer neuen Ebene kann daher etwa 25 Zyklen betragen, was weniger als eine Millisekunde ist.
Wenn eine Zentralstufe für alle Ausgangsanschlüsse neu synchronisiert ist, lässt sie eine IN-SYNC-Nachricht zu dem ET durch, das den Prozess veranlasst hat. Wenn alle Zentralstufen dies getan haben, dann sendet das kontrollierende ET eine SYNC-COMPLETE-Nachricht zu der ersten verfügbaren Zentralstufe, die diese zu allen angeschlossenen ETs verteilt. Diese können nun ihre Vergleichsprüfungen der Ebenen starten.
Diese Technik arbeitet gleichermaßen gut für dreifache Ebenen oder sogar für mehr Ebenen, falls erforderlich.
Der reduzierte Durchgang, der durch die temporäre Restriktion bei der Benutzung von Fragen zwei und drei bewirkt wird, dauert eine so kurze Zeit, dass nahezu keine Möglichkeit besteht, dass unter diesen Umständen die Eingangs-Warteschlange überlastet wird.
15. ZUSAMMENFASSUNG
Diese Beschreibung beschreibt im Detail die Konzepte und eine gibt eine Übersicht einer möglichen Implementierung von einer fortgeschrittenen ATM-Vermittlung. Die Vermittlung hat die folgenden wesentlichen Vorteile:

a) Diese Vermittlung verhält sich wie eine einstufige Struktur zum Blockieren, Zellenverlust und Verzögerungsschwankung.
b) Die Vermittlung kann Multicasting (Ausfächerung oder Broadcast) und Einfächerung durchführen.
c) Die Vermittlung wächst von kleinen zu sehr großen Größen, ohne das Erfordernis einer Neuverkabelung.
d) Eine Konstruktion unterstützt das Vorsehen von externen Schnittstellen mit hoher Rate, 600 M, 2.4 G, 9.6 G etc., ohne Veränderung des Kerns.
e) Wenn sich die Technologie verbessert, kann der Vermittlungskern progressiv kompakter werden, und die Kosten können reduziert werden, und zwar ohne Veränderungen des logischen Betriebs.
f) Die Vermittlung ist vollständig selbstführend und hat daher keinen Anruf-Installations-Overhead für die Hauptvermittlung.
g) Die synchrone Eigenschaft der Vermittlung und die Selbsterkennungseigenschaft machen 1:1 und 1:n Betrieb von Anschlüssen möglich und einfach, mit einer sehr geringen Wechselzeit.
h) Die synchrone Eigenschaft der Vermittlung macht die Feh lererfassung und Lokalisierung für die Vermittlung leichter als bei einer asynchronen Konstruktion.
i) Dynamische Bandbreitenveränderungen können erfolgen, um Verbindungen zu errichten, ohne den Service zu unterbrechen und ohne andere Verbindungen zu beeinflussen.
j) Wenn die Verkehrsbelastung, die für einen Ausgangsanschluss bestimmt ist, überlastet ist, dann gibt es nahezu keinen Einfluss auf den Betrieb der Vermittlung für Verkehr, der für andere Ausgangsanschlüsse bestimmt ist.
k) Die Konstruktion ist in ihrer Implementierung effizient, und zwar in Folge der Tatsache, dass die interne Bandbreite, die gehandhabt wird, lediglich zwei Mal so groß ist wie vermittelte Bandbreite.

Claims

ATM Telekommunikationsvermittlung, welche Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse und eine zentrale Vermittlungseinheit zum Vermitteln jedes Eingangsanschlusses an jeglichen Ausgangsanschluss hat, wobei die Vermittlung derart angeordnet ist; um eine Ablaufsteuerung für einen Verkehr zwischen den Eingangsanschlüssen und der zentralen Vermittlungseinheit bereitzustellen, wobei der Verkehr unterschiedliche Kategorien enthält, bei welcher die Eingangsanschlüsse ein Mittel zum Einreihen von Verkehr an die zentrale Vermittlungseinheit enthalten, wobei das Einreihungs-Mittel derart angeordnet ist, um eine Mehrzahl an Einreihungs-Stellen einem Eingangs-Verkehrsablauf von einer der Kategorien, und eine einzelne Einreihungs-Stelle einem Eingangs-Verkehrsablauf einer weiteren der Kategorien bereitzustellen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 1, bei welcher die Ablaufsteuerung dazu angeordnet ist, um in der ersten Stelle einer Einreihung eine bevorzugt Verkehrsbehandlung bereitzustellen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Ablaufsteuerung dazu angeordnet ist, um ebenfalls weiteren der Kategorien eine bevorzugte Behandlung bereitzustellen, deren Einreihungs-Länge auf einen vorbestimmten Wert angewachsen ist.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Ansprüchen 1 bis 3, welche dazu angeordnet ist, um den Eingangsanschlüssen eine Ausgabe von Anfragen zur Abfrage der zentralen Vermittlungseinheit zu ermöglichen, wobei die Eingangsanschlüsse dazu in der Lage sind, den Status der Ausgänge zu bestimmen, für welche sie einen Verkehr haben.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 4, welche dazu angeordnet ist, um Anfragen zur Abfrage der zentralen Vermittlungseinheit vor dem jeweiligen Verkehr zu ermöglichen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 4 oder 5, welche dazu angeordnet ist, jedem Eingangsanschluss eine Abfrage der zentralen Vermittlungseinheit zu ermöglichen, um jeweils den Status von mehr als einem Ausgang zu bestimmen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach einem der vorherigen Ansprüche, welche eine Mehrzahl an zentralen Vermittlungseinheiten enthält.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 7, welche dazu angeordnet ist, jedem Eingangsanschluss eine Abfrage von jeder zentralen Vermittlungseinheit der Reihe nach zu ermöglichen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 7, welche dazu angeordnet ist, den Eingangsanschlüssen eine Abfrage von jeweils mehr als einer zentralen Vermittlungseinheit zu ermöglichen.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die oder jede zentrale Vermittlungseinheit eine Speicherverzögerung bei einem Verkehr einführt, welcher durch sie verläuft, wobei die Verzögerung bei jeglicher vorgegebenen Kombination an Eingangs- und Ausgangsanschluss konstant ist.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei welcher die oder jede zentrale Vermittlungseinheit eine Vorwärtsübertragungs-Speicherung enthält, um einen zusätzlichen Speicher für Mehrpunkt-Zellen bereitzustellen,
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 11, bei welcher eine Sektion der Vorwärtsübertragungs-Speicherung zur Verwendung für eine Aussendungs-Information beschränkt ist.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach Anspruch 11, welche ein Steuermittel enthält, wobei eine Mehrpunkt-Zelle als eine Aussendungs-Zelle behandelt werden kann.
ATM Telekommunikationsvermittlung nach einem der Ansprüche 11 und 12, welche ein Steuermittel enthält, wobei eine Punkt-zu-Mehrpunkt Verbindung als eine Aussendungs-Zelle behandelt werden kann.