DE68913028T2

DE68913028T2 - Empfangs- und Bearbeitungssystem für PCM-TDM-mehrwegübertragene HDLC-Rahmen, insbesondere für Datenvermittler.

Info

Publication number: DE68913028T2
Application number: DE68913028T
Authority: DE
Inventors: Fabrice F-92140 Clamart Bernardini
Original assignee: Alcatel CIT SA; Nokia Inc
Current assignee: Alcatel CIT SA; Nokia Inc
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2009-12-28
Also published as: JPH02226943A; AU4736289A; DE68913028D1; FR2642245B1; AU619936B2; ATE101464T1; EP0377203A1; CA2006832C; JP2988677B2; EP0377203B1; ES2049802T3; US5144623A; FR2642245A1; CA2006832A1

Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Datenübertragung im Fernmeldebereich entsprechend dem Standardisierungsprotokoll ISO, insbesondere entsprechend den Ebenen 1 und 2 der Norm.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein System zum Empfang und zur Bearbeitung von HDLC-Rahmen, die über Mehrkanal-PCM-Verbindungen übertragen werden, insbesondere für Datendurchschalter.
Die besondere Ausführungsform, von der die Entwicklung der Erfindung ausgeht, betrifft einen HDLC-Sender/Empfänger (HDLC ist die englische Abkürzung für High Level Data Link Control) mit 32 multiplexierten Kanälen auf einer PCM-Verbindung, die in einen zugeordneten PCM-Koppler, beispielsweise einen Datendurchschalter, integriert ist.
Natürlich erstreckt sich der Bereich der Erfindung auch auf andere Ausführungsformen, bei denen eine Formatierung der Rahmen auf der Ebene 2 ISO (Ersatz für HDLC) vorkommen kann, kombiniert mit einer Multiplexierungsart von mehreren formatierten Kanälen auf der Übertragungsverbindung (Ersatzmodus des PCM).
Die HDLC-Verschlüsselung besteht darin, die Daten seriell anzuordnen und in aufeinanderfolgende, identifizierbare Rahmen zu formatieren, die je ein "Flag"-Signal zur Trennung der Rahmen, und eine über zwei Oktette reichende Steuerinformation über die Gültigkeit des Rahmens aufweisen (die Signatur wird in Abhängigkeit von den Bits des Rahmens erstellt), die beim Empfang neu berechnet werden.
Der PCM-Übertragungsmodus im Zeitmultiplex bietet N unabhängige logische Kanäle, die von einer gemeinsamen physischen Übertragungsleitung in Form von PCM-Rahmen übermittelt werden, die je durch ein Anfangs-/Endoktett des PCM-Rahmens gekennzeichnet sind. In jedem PCM-Rahmen ist jedem Kanal ein einzelnes Oktett mit vorbestimmtem Rang vorbehalten.
Die Einfügung der HDLC-Rahmen im Sender in das PCM- Format und die spätere Rückgewinnung der Rahmen im Empfänger setzt voraus, daß man an jedem Ende der Übertragungskette über ein spezifisches System verfügt. Die Erfindung betrifft den Empfangsteil eines solchen Systems.
Es sind bereits Empfangssysteme für HDLC-Rahmen bekannt, die über Kanäle vom Typ PCM übertragen werden, die entweder eine spezialisierte Maschine bestehend aus Abschnitts-Prozessoren oder eine Vielzahl von Prozessoren aufweisen, die je einem Kanal der PCM-Verbindung zugeordnet sind. So gewinnt man bei dem in Figur 4 dargestellten bekannten System die HDLC-Rahmen nach dem Demultiplexieren 45 kanalweise wieder. Dies geschieht mit einer speziellen Leitung für jeden der Kanäle, wobei diese Leitung einerseits eine eigene HDLC- Schaltung 41 und andererseits einen eigenen Prozessor 42 enthält, der einem Pufferspeicher 43 zugeordnet ist. Jede der einem bestimmten Kanal entsprechenden Leitungen speist einen gemeinsamen Remultiplexierungsspeicher 47, der die entschlüsselten Rahmen 48 vor ihrer Aussendung über einen Bearbeitungsbus 50 mit Prozessoren 49 der ISO-Ebene 3 konzentriert. Der Prozessor 42 führt die Analyse der von der Schaltung 41 gelieferten Oktette und/oder Zustandsignale durch. In Kenntnis des angewandten Übertragungssystems (CCITT-Prozedur Nº 7, X25 oder eine andere Prozedur), und durch Aktualisieren einer Schrittfolgeinformation ist so der Prozessor 42 mit der Bearbeitung der empfangenen Nachrichten beauftragt, d.h. mit der Bestimmung der für jedes empfangene Oktett in Frage kommenden Operation, die der Empfang des Oktetts herbeiführen soll, und er vollzieht diese Operation in Verbindung mit anderen betroffenen Prozessoren, soweit dafür Bedarf vorhanden ist.
Dieses existierende System ist durchaus voll betriebsfähig, besitzt aber den Nachteil der Vervielfachung der Komponenten (ebensoviele Komponenten wie Kanäle) sowie der daraus resultierenden Verwaltungskomplexität.
Diese Nachteile sind besonders erheblich für die Entwicklung von Vermittlungssystemen, die für die Verwaltung einer sehr großen Anzahl von Leitungen bestimmt sind, die große Mengen an digitalen Daten übertragen. Bis vor kurzem haben PCM-Strecken mit 32 Kanälen nur einige logische Kanäle (beispielsweise 2) übertragen, während die anderen Kanäle analoge Kanäle waren. Es war also vorhersehbar, wenn nicht unumgänglich, jeden Kanal getrennt zu bearbeiten, wobei die Vervielfachung der Komponenten 41, 42, 43 über nur einige parallele Kanäle durch die so ermöglichte Anpassungsfähigkeit der Konfiguration kompensiert wurde.
Heute ist man dahin gelangt, Sende-/Empfangssysteme vom Typ PCM zu entwickeln, die ausschließlich digitale Kanäle besitzen. Beispielshalber sollen die PTS (Points de Transfert Semaphore - Signaltransferpunkte) genannt werden, die für das französische Vermittlungsnetz bestimmt sind und die beispielsweise eine Bearbeitungskapazität von etwa 500 HDLC-Kanälen mit einer Übertragungsrate von 64 kBits/s besitzen müssen.
Die zunehmende Digitalisierung des Netzes sowie die Steigerung der Übertragungsraten, die es erlauben, immer leistungsfähigere Dienste (ISDN) anzubieten, erfordern eindeutig leistungsfähigere PCM/HDLC-Systeme.
In dieser Richtung ist es bekannt, die Funktionen der Schaltung 41 für mehrere zeitmultiplexierte Kanäle mit Hilfe einer einzigen multiplexierten Schaltung zu erzeugen, die einen Kanalzustandsspeicher besitzt und die beim Empfang eines Oktetts jedes Kanals in einem Rahmen in diesen Speicher den Zustand des Kanals einliest, der im vorhergehenden Rahmen enthalten ist, um die Bearbeitung des Kanals in dem Zustand wiederaufzunehmen, in dem er sich nach dem Empfang eines Oktetts dieses Kanals im vorhergehenden Rahmen befand.
Unter Bezugnahme auf das Diagramm der Figur 4 würde sich eine solche gemeinsame multiplexierte HDLC-Schaltung vor dem Demultiplexer 45 befinden, statt daß ein solcher für jeden Kanal hinter dem Demultiplexer angeordnet wäre. Es würden weiter ebensoviele Prozessoren 42 mit Speicher 43 benötigt, wie es Kanäle gibt, um den Bedarf in bezug auf die Analyse und die Bearbeitung der empfangenen Rahmen und der in ihnen enthaltenen Nachrichten zu bewältigen.
Ziel der Erfindung ist es, ein System zum Empfang von HDLC-Rahmen, die über PCM-Kanäle übertragen werden, zu schaffen, das allen Kanälen gemeinsame Einrichtungen zur Analyse und Bearbeitung von Rahmen aufweist, derart, daß die Vervielfachung identischer Bauteile für jeden Kanal vermieden wird und gleichzeitig berücksichtigt wird, daß jeder Rahmen eine spezifische Bearbeitung erfahren muß.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines solchen Systems zum Empfang und Bearbeiten von Rahmen, das es in Verbindung mit einem standardisierten Prozessor ermöglicht, die Abwicklungsdauer der sich wiederholenden Prozesse der Rahmenanalyse zu verringern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Systems, das für die empfangenen Daten eine Bearbeitung veränderlicher Dauer erlaubt. Die Erfindung zielt weiter auf die Schaffung eines verdrahteten Bauteils ab, das in seiner Konzeption einfach, im Betrieb schnell und mit den gleichzeitig auf den PCM-Kanälen (beispielsweise CCITT Nº 7 und X25) ablaufenden unterschiedlichen Prozeduren kompatibel ist.
Diese und weitere Ziele, die in der späteren Beschreibung behandelt werden, werden mit Hilfe eines System zur Analyse und Bearbeitung von HDLC-Rahmen, die über Mehrkanal-PCM- Verbindungen im Zeitmultiplex übertragen werden, insbesondere für Datendurchschalter, erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter zum einen Mittel zur Analyse und Bearbeitung von Wörter aufweist, die insbesondere enthalten:
. einen Kanalinformationsspeicher, der für jeden Kanal mindestens eine Schrittfolgeangabe enthält, die von den über diesen Kanal zuvor empfangenen Empfangswörter abhängt;
. Mittel zum Adressieren und Lesen dieses Informationsspeichers bei der Lieferung jedes Empfangswortes und somit zum Erhalten der diesem Wort entsprechenden Kanalinformation,
. Umkodiermittel zum Kombinieren mindestens der Zustandsinformation eines Empfangswortes und mindestens der Schrittfolgeinformation, um so mindestens eine Bearbeitungsinformation zu erzeugen, die die auf das empfangene Datenoktett anzuwendende Bearbeitung definiert, und Angabe über die Änderung der Schrittfolgeinformation,
. Mittel zum Modifizieren der Schrittfolgeinformation, die auf die Angabe zur Änderung antworten und diese im Kanalinformationsspeicher modifizieren,
und daß das System zum anderen einen programmierten Bearbeitungsautomaten aufweist, der das Datenoktett und mindestens die Bearbeitungsinformation empfängt, um in Bezug auf dieses Oktett die angegebene Bearbeitung durchzuführen.
Vorteilhafterweise stehen die HDLC-Rahmenempfangsmittel und die Wortanalyse- und -bearbeitungsmittel über einen FIFO-Speicher miteinander in Verbindung.
Vorteilhafterweise wirken die Umkodiermittel mit dem Automaten zusammen, der aufweist:
. erste Mittel zur Erfassung des laufenden Datenoktetts, das von der von den Umkodiermitteln gelieferten Bearbeitungsinformation begleitet wird,
. zweite Mittel zur Durchführung der Behandlung an diesem Datenoktett,
wobei die ersten und zweiten Mittel zyklisch von jedem neuen Datenoktett aktiviert werden.
Auf diese Weise führt der Automat, der von der vorherigen Analyse der auf die Umstände der Übertragung bezogenen Information wie auch der Maßnahmen im Anschluß an den Empfang der Rahmen entlastet wurde, direkt die durch den Empfang jedes Oktetts geforderte Bearbeitung durch.
Vorteilhafterweise enthalten die auf die laufenden Daten bezogenen Zustandsinformationen mindestens eine der folgenden Informationen:
Anfang des Rahmens, Ende des Rahmens mit Validierung des Rahmens, Ende des Rahmens ohne Validierung, Gültigkeit des laufenden Oktetts, Übertragungs- oder Formatierungsfehler.
Vorzugsweise enthalten die Mittel zur Analyse und Bearbeitung der Wörter Mittel zum Zählen der Anzahl der empfangenen Oktette für jeden über jeden Kanal empfangenen HDLC- Rahmen, und die Information über die Anzahl der Oktette wird an die Umkodiermittel zum Kennzeichnen einer für jedes Oktett spezifischen Bearbeitung in Abhängigkeit vom Rang des Oktetts in dem vollständigen Rahmen geliefert, zu dem das betreffende Oktett gehört. Weiter besitzen die Umkodiermittel ebenfalls vorteilhafterweise einen Eingang zum Empfangen einer Zustandsinformation entsprechend dem Auftreten eines Synchronisationssignals, wobei diese Information durch die HDLC-Dekodiermittel für jedes Synchronisierungsoktett des empfangenen PCM-Rahmens geliefert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Mittel zur Analyse und Bearbeitung der Wörter für das Adressieren des Kanal-Informationsspeichers Mittel zur Ermittlung der Nummer des Kanals des empfangenen laufenden Worts, die mit Mitteln zum Einschreiben der Kanalinformationen in den Speicher und mit Mitteln zum Aus lesen der Kanalinformationen in Richtung auf Umkodiermittel zusammenwirken. Diese Kanalinformationen weisen vorzugsweise mindestens eine der nachfolgenden Informationen auf: Rang des laufenden Oktetts in dem über jeden Kanal empfangenen laufenden Rahmen, Zustand des Übertragungskanals.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung besteht die von den Umkodiermitteln gelieferte Bearbeitungsinformation aus einer Verzweigungsadresse des Bearbeitungsautomaten, die so direkt die Adresse des auf das empfangene Oktett anzuwendende Bearbeitungsprogramm liefert. Der Bearbeitungsautomat enthält weiter vorzugsweise Mittel zum Auslösen des nächsten Zyklus der Wortanalyse- und -bearbeitungsmittel nach der Abwicklung des Bearbeitungszyklus des laufenden Wortes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die beispielshalber und ohne Beschränkungsabsicht abgefaßt ist, und aus den beigefügten Zeichnungen hervor.
Figur 1 zeigt schematisch die Übertragungskette einer PCM-Verbindung mit 31 Kanälen, in die sich das Sendesystem gemäß der Erfindung einfügt.
Figur 2 stellt schematisch die Struktur eines HDLC- Rahmens dar.
Figur 3 stellt schematisch die Struktur eines PCM- Rahmens dar.
Figur 4 zeigt eine bekannte Ausführungsform eines Systems zum Empfang von HDLC-Rahmen, die über Kanäle vom Typ PCM übertragen werden, mit getrennter HDLC-Dekodierung für jeden Kanal.
Figur 5 stellt schematisch den Anschluß eines PCM- Kopplers an einen Datendurchschalter dar.
Figur 6 stellt die Struktur eines PCM-Kopplers dar, bei dem das Sendesystem der Erfindung anwendbar ist.
Figur 7 stellt die Struktur einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mittel zur Analyse und Bearbeitung von Wörtern dar.
Figur 8 stellt schematisch die Hauptmodule dar, die die Mittel zur Analyse und Bearbeitung der Wörter des Empfangs- und -bearbeitungssystems für HDLC-Rahmen gemäß der Erfindung bilden.
Figur 9 ist ein Zustandsdiagramm, das die Rahmenerkennung gemäß der Anzahl der Nutzoktette des vollständigen Rahmens schematisch darstellt, und
Figur 10 stellt den Ablauf eines Lesezyklus der Einrichtung zur Analyse und Bearbeitung von Wörtern durch den Bearbeitungsautomaten gemäß der Erfindung dar.
Die nachfolgend beschriebene Ausführungsform betrifft eine Verbindung 10 vom Typ PCM, die aus 31 HDLC-Kanälen 11 besteht, die mit einem 32-ten Synchronisationskanal (PCM-Norm) multiplexiert (12) werden, wie in Figur 1 dargestellt.
Beispielshalber sei angenommen, daß die HDLC-Kanäle mit einer Übertragungsrate von 64 kBits/s im Fall einer PCM- Strecke vom Typ PCM CEPT (2,048 MBits/s) und einer Übertragungsprozedur vom Typ CCITT Nº 7 arbeiten.
Figur 2 stellt die Struktur eines HDLC-Rahmens dar. Es sind vorhanden:
. Eine Marke "7E" 21 zum Trennen der Rahmen. Der Kode "7E" entspricht der Binärfrequenz 0 1 1 1 1 1 1 0.
. N Datenoktette 22. Die Anzahl N der Oktette hängt von der Software ab und ist veränderlich (beispielsweise maximal 1000 Oktette). Unter den Datenoktetten kann man unterscheiden einerseits den Nachrichtenvorspann 23, der beispielsweise aus einer Rahmennummer, einer Nummer des letzten durch das entfernte System gesendeten Rahmens und einer Angabe über die Länge der Nachricht im HDLC-Rahmen besteht, und andererseits den eigentlichen Kern der Nachricht 24.
. Zwei Rahmenvalidieroktette 25. Diese Oktette werden durch die Bezeichnung CRC (Cyclic Redundancy Check: Prüfung durch zyklische Redundanz) symbolisiert, wobei ihr Wert von den Bits des Rahmens abhängt. Diese beiden Oktette werden so beispielsweise durch den Rest der Division des Rahmens durch ein vorbestimmtes Polynom gebildet.
Die HDLC-Rahmen werden über jeden Kanal mit einem Rahmentrenner 21 zwischen jedem aufeinanderfolgenden Rahmen gesendet. Bei fehlendem Rahmen werden kontinuierlich Trennmarken 21 gesendet.
Im Protokoll CCITT Nº 7 werden 3 HDLC-Rahmentypen in Abhängigkeit von ihrer Länge unterschieden:
. TSR-Füllrahmen, die 3 Oktette umfassen;
. TSE-Zustandsrahmen (die den Zustand der Strecke, beispielsweise beim Beginn, charakterisieren), die 4 Oktette aufweisen, und
. die TSM-Nachrichtenübertragungsrahmen, die 7 Oktette oder mehr umfassen.
Der Aufbau dieser HDLC-Rahmen aus den Quelldatenfolgen verlangt auf Seiten des Senders die Verwendung eines spezifischen Moduls (USART: Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter: Universeller synchroner/asynchroner Empfänger/Sender), der insbesondere mit der Durchführung folgender Funktionen betraut ist:
. Umwandlung der Daten, die bei ihm beispielsweise in Form aufeinanderfolgender Oktette eintreffen, in Serienform;
. Unterdrücken des Auftretens des Symbols "7E" innerhalb des Rahmens, derart, daß jede Zweideutigkeit mit den Trennmarken 21 des Rahmens vermieden wird. Diese Funktion wird mit Hilfe der sogenannten "Transparenz"-Regel erstellt, die in Einfügen von Nullen in die Folge der Nutzdaten besteht, sobald fünf aufeinanderfolgende Bits mit dem Wert 1 erfaßt wurden.
. Berechnen der beiden Validieroktette CRC 25, um sie am Ende des Rahmens einzufügen.
. Einfügen der Rahmentrennmarken 21 zwischen jeden HDLC-Rahmen.
Natürlich wird im Empfangsteil eine symmetrische Komponente verwendet, um die übertragenen Daten wiederzugewinnen, und zwar durch Verwirklichung der folgenden Funktionen:
. Erfassung und Ausscheidung der Rahmenmarken 21.
. Überprüfung der Entsprechung zwischen der übertragenen Nutzdatenfolge 22 und den beiden Kontrolloktetten 25. Bei Nichtübereinstimmung geht der Empfänger in die Stellung "Fehler" und löst beispielsweise eine erneute Übertragung des Rahmens aus
. Auskoppeln der bei der Aussendung in den Rahmen eingefügten Nullen nach der Transparenzregel, und
. Rückumwandlung des Rahmens aus der Serienform.
Die Struktur eines PCM-Rahmens ist in Figur 3 dargestellt. Die Übertragungsrate eines multiplexierten PCM-Rahmens, der aus 32 Kanälen von 64 Kbits/s aufgebaut ist, beträgt 32x64 = 2,048 MBits/s. Die Daten werden in aufeinanderfolgenden Rahmen von 256 Bits gesendet, die sich ohne Ende wiederholen. Der Typ des Blocks ist in Figur 3 dargestellt. Dieser Block besteht aus 32 Zeitintervallen 31 zu je acht Bits: IT0, IT1, ... IT31. Das Oktett IT0 enthält ein Synchronisationssignal. Die Oktette IT1 bis IT31 entsprechen jeweils einem unterschiedlichen Übertragungskanal. Vom Sender oder vom Empfänger aus betrachtet sieht also jeder Teilnehmer seine Daten zerstückelt und alle 256 Bits mit den Daten paralleler Kanäle multiplexiert gesendet.
Gegebenenfalls entspricht das Oktett IT16 den Signalisationsdaten, die die Verwendung jedes Oktetts IT1, IT2, ... präzisieren.
Nachfolgend wird die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems in Verbindung mit einem Datendurchschalter näher beschrieben, wie er in Figur 5 dargestellt ist.
Ein solcher Datendurchschalter besteht beispielsweise aus einem Multiprozessor-Multibus-System, zu dem gehört:
. einen Verwaltungsbus 51,
. mindestens einen Rahmenschaltbus 52, 53, der zur Bearbeitung der empfangenen Daten dient und sie so umgruppiert, daß er sie wieder an die passenden Sendeleitungen 10 übermittelt, und
. Anschlußbusleitungen zu den Sende-/Empfangsleitungen.
Die Busleitungen 51, 52, 53 des Systems sind miteinander durch Buskopplerpaare 54 verbunden, die es den an jeden Bus angeschlossenen Prozessoren 55 ermöglichen, miteinander und mit den Sklaven-Modulen, wie etwa den Speichern 56, in Verbindung zu treten.
Der Anschluß an eine PCM-Verbindung 10 erfolgt über einen Koppler PCM 57, der vorzugsweise parallel an zwei Busleitungen 52, 53 angeschlossen ist. Von den beiden Schnittstellen des PCM-Kopplers 57 mit den Busleitungen 52, 53 ist unter der Kontrolle eines Zugangsverwaltungsprozessors 61 (Figur 6) in einem gegebenen Moment nur eine einzige aktiv. Die Aktivierung der zweiten Schnittstelle kann beispielsweise im Falle des Versagens der ersten Schnittstelle erfolgen, so daß der so hergestellte Doppelanschluß des Kopplers PCM 57 aus Sicherheitsgründen erfolgt.
Figur 6 stellt die Struktur eines PCM-Kopplers eines Typs dar, bei dem die Erfindung besonders gut eingesetzt werden kann.
Der PCM-Koppler ist an zwei Busleitungen 52, 53 des Datendurchschalters mittels zweier Isolierschaltungen 62 des Typs von Pufferschaltungen mit drei Zuständen angeschlossen, die vom Verwaltungsprozessor 61 gesteuert werden.
Der Verwaltungsprozessor 61 besitzt darüber hinaus andere Funktionen:
. Er arbeitet mit den an die Busleitungen 52, 53 angeschlossenen Prozessoren zur Verwaltung der Ursprungsdatenrahmen und der Fehlerraten zusammen;
. er nimmt an der Verwaltung des lokalen Speichers 63 des PCM-Kopplers teil;
. er steuert den Platzbedarf und die Übertragungsrate des lokalen Busses 60 des PCM-Kopplers und er regelt die Datenbeförderung über den lokalen Bus 60;
. er regelt die beim Datentransfer über den Bus aktivierten Zeitverzögerungen beim Warten auf die Empfangsbestätigungen, und
. er übermittelt Arbeitsbefehle an den Sendeprozessor 67 über die PCM-Verbindung 10.
Der PCM-Koppler enthält weiter zum einen einen lokalen Speicher 63 und zum anderen zwei Bearbeitungsäste 64, 65 auf, die dem Empfangsmodul bzw. dem Sendemodul des Kopplers entsprechen. Die Module 64, 65 wirken mit einer gemeinsamen PCM- Schnittstelle 59 zusammen, die an die PCM-Verbindung 10 angeschlossen ist. Jeder der Module 64, 65 enthält einerseits einen Prozessor 66, 67 und andererseits eine HDLC-Schaltung 68, 69, die beim Senden oder beim Empfangen die "USART"-Funktionen ausführt, wie oben beschrieben.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Struktur und die Funktionsweise des Moduls 64 für die Operationen beim Empfang der über die PCM-Verbindung 10 übertragenen HDLC-Rahmen.
Figur 7 stellt schematisch die Gesamtheit der Hauptelemente der Empfangssysteme gemäß der Erfindung dar.
Darin unterscheidet man:
. die Einrichtungen 70 zum Dekodieren der HDLC-Rahmen, die von der Mehrkanal-PCM-Verbindung 10 empfangen werden, welche am Ausgang zum einen die den HDLC-Rahmen entnommenen Nutzdaten 71 und zum anderen die die Daten charakterisierenden Zustandsinformationen 72 liefert;
. einen FIFO-Speicher 73 zum zeitweiligen Speichern der Daten 71 und der Zustandsinformationen 72. Der FIFO 73 arbeitet als Pufferspeicher zwischen den Dekodiermitteln 70 und den Wortanalyse- und -bearbeitungseinrichtungen 74;
. die Mittel 74 für die Analyse und Bearbeitung der Wörter, die am Eingang die vom FIFO 73 kommenden Informationen empfangen, und
. einen Bearbeitungsautomaten 76, der das periodische Ablesen des Ausgangs der Mittel 74 zum Analysieren und Bearbeiten der Wörter durchführt, derart, daß die zutreffende Bearbeitung jedes empfangenen Oktetts mit Hilfe einer Programmbearbeitungsbibliothek 77 selektiv angesteuert wird. Der Automat 76 ist auch mit dem Auslösen (99) jedes neuen Betriebszyklus der Mittel 74 zum Analysieren und Bearbeiten der Wörter beauftragt.
Die Wirkungsweise der HDLC-Dekodiermittel 70 wird nachfolgend beschrieben.
Wie bereits bemerkt, führt die PCM-Verbindung 32 Zeitintervalle. Es gibt also maximal 31 Nutzkanäle (IT1 bis IT31) und einen Synchronisationskanal IT0. Die Mittel 70 befreien die von der PCM-Verbindung empfangenen Daten von ihrer HDLC- Umhüllung und liefern die Nutzdaten in Form einer einzelnen Information je Zeitintervall (beispielsweise 3,88 us).
Genauer gesagt senden die Mittel 70 bei jedem empfangenen PCM-Rahmen ein Oktett 71 für jeden der 32 Kanäle der PCM-Verbindung. Allerdings entzieht die HDLC-Dekodierung natürlich den Oktetten der PCM-Kanäle eine gewisse Anzahl von Bits (Transparenzbit, CRC, Trennmarken). Dementsprechend funktionieren die Mittel 70 in folgender Weise:
. Senden eines nicht signifikanten Oktetts, das von einer Information "nicht signifikantes Oktett" begleitet wird, wenn es nicht möglich ist, ein vollständiges Oktett zu übertragen.
. Speichern des unvollständigen Oktetts in den (für jeden Kanal spezifischen) Mitteln zum zeitweiligen Speichern des Werts eines Oktetts.
. Komplementäres Nachfüllen des Speichers zum zeitweiligen Speichern des Kanals aus den Daten des folgenden PCM-Rahmens, derart, daß das Oktett der Nutzdaten des Kanals vervollständigt wird. Das Nutzoktett wird anschließend mit einer Zustandsinformation und der Angabe "gültiges Oktett" an den FIFO 73 übermittelt.
Der Datenstrom 71, wie er an den FIFO 73 geliefert wird, besitzt also das folgende Format:
. Synchronisationskode (Erfassung des ITO), Wort des Kanals 1
. Wort des Kanals 2
.Wort des Kanals 3
...
...
. Wort des Kanals 30
. Wort des Kanals 31
. Synchronisationskode (Erfassung des IT0)
. Wort des Kanals 1
. Wort des Kanals 2
...
...
usw.
Ein Wort besteht aus einem Datenoktett (71) (Teil des Rahmens), das von einer Zustandsinformation 72 begleitet wird, die die Art des Oktetts präzisiert (Anfang des Rahmens, Ende des Rahmens, Fehler, usw.). Diese Information ist in 4 Bits s0, s1, s2, s3 verschlüsselt, d.h. in 3 Oktettbits (STA) und ein Synchronisationsbit (s3 = IT0): nicht signifikantes Datenoktett erfaßte Marke (nützlich am Beginn) gültiges Datenoktett (nicht benutzt) Rahmenende (gültiger CRC) Rahmenende mit CRC-Fehler Erfassung einer Ausführungsaufschubursache (Abbruch) (7 aufeinanderfolgende "Eins") Formatfehler "IT0" erfaßt
Die im FIFO 73 gespeicherten Daten werden anschließend von den Mitteln 74 zur Analyse und Bearbeitung der Wörter abgefragt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Struktur dieser Mittel 74 zur Analyse und Bearbeitung der Wörter ist in Figur 8 dargestellt.
Das zentrale Element der Wortanalyse- und -bearbeitungseinrichtung ist der Umkodierfestspeicher 80. Dieser Festspeicher empfängt am Eingang einerseits die von der HDLC-Dekodierschaltung 70 kommenden Zustandsinformationen 72 sowie eine Zustandsinformation 78 des FIFOs 73 und andererseits eine doppelte Information 79 bezüglich des Zustandes des PCM-Kanals (INF) und des Ranges des laufenden Oktetts im laufenden Rahmen (ROC). Am Ausgang liefert der Umkodierspeicher 80 eine Information 81 zur passenden Bearbeitung des laufenden Datenwerts 71.
Diese Bearbeitungsinformation 81 wird vom Automaten 76 zur gleichen Zeit wie der Datenwert 71 abgefragt, der auf diese Weise die passende Bearbeitung für den laufenden Datenwert kennzeichnet.
Der Umkodierspeicher 80 funktioniert im Zusammenarbeit mit folgenden Modulen:
. dem Eingangs-FIFO 73 für die zu verarbeitenden, von der stromaufwärts gelegenen HDLC-Schaltung 70 gelieferten Daten, mit seinem Schreibsignal;
. ein 5-Bit-Zähler 84, der die Nummer des Kanals wiederherstellt, auf dem gearbeitet wird und die es ermöglicht, die Kanalinformationszeiger 85, 86 (8 Bits je Kanal) zu adressieren.
Dieser Zähler 84 erfährt bei Vorhandensein des Kodes IT0 eine Rückstellung auf Null 87. Er wird nicht inkrementiert 88, falls der FIFO-Kanal leer ist, wird aber im gegenteiligen Fall inkrementiert. Das Inkrementieren erfolgt am Zyklusende, so daß übliche Komponenten verwendet werden können.
Die Kanalinformationsspeicher 85 und 86 empfangen die Daten eines Operators 90 und enthalten zwei Informationen:
. Bereich INF 86: dieser gibt den genauen Zustand des Kanals (in Betrieb, außer Betrieb, Oktettzählmodus in N 7 ...), sowie den Verfahrenstyp dieses Kanals an. Diese Information kommt von der äußeren Verbindung 89. Die Kanalinformation 86 muß bei der Initialisierung gesetzt werden, kann aber jederzeit abgeändert werden;
. Speicherbereich ROC 85 (Rang des empfangenen Oktetts): es handelt sich um einen 4-Bit-Zähler, der bei jedem empfangenen Oktett einen Schritt weiter inkrementiert. Das Inkremetieren des Zählers erfolgt durch den Operator 90 und ermöglicht die spezifische Bearbeitung der Vorspannoktetts der Rahmen, sowie die Kennzeichnung der Natur der Rahmen entsprechend ihrer Länge (Füll- und Zustandsrahmen TSR bzw. TSE in N 7, Nutznachrichtenrahmen, ...).
Der Bereich ROC wird beim Auftreten des Ereignisses "Rahmenende" oder "erfaßter Fehler" auf Null rückgesetzt, behält aber seinen Wert beim Ereignis "unvollständiges Oktett" bei.
Die Berücksichtigung des Ranges des laufenden Oktetts ermöglicht die selektive Bearbeitung jedes empfangenen Rahmens in Abhängigkeit von seiner Länge. Wie Figur 10 zeigt, kann man tatsächlich die Füllrahmen TSR (2 Oktette), die Zustandsrahmen TSE (3 Oktette) und die Nachrichtenrahmen (mindestens 7 Oktette) identifizieren.
Nachfolgend wird der Funktionsablauf des Zustandsdiagramms beschrieben.
Ein Aufwärtszähler 90 der Einrichtung zur Analyse und Bearbeitung von Wörtern inkrementiert für einen gegebenen Kanal den Speicherbereich ROC bei jedem Erfassen eines gültigen, vom FIFO 73 empfangenen Oktetts um eine Einheit. Mit Empfang des das Ende des Rahmens betreffenden Oktetts (FT) wird die Länge des Rahmens und somit die Natur des Rahmens (TSR, TSE, TSM) identifiziert.
Falls die Länge des Rahmens nicht einem möglichen Fall entspricht, geht das System zur Fehlerbehandlung ER über.
Das Rückschleifen auf 4 Endwerte stellt eine kostbare Hilfe für den Prozessor bei der Bearbeitung der Nachrichtenrahmen dar (Längenüberschreitungstest bei einem Oktett aus vieren, Funktion des mehrfachen direkten Speicherzugriffs, usw.).
Ein Funktionszyklus der Mittel 74 der Figur 8 beginnt mit dem Empfang eines Auslösesignals LEC 95, das vom Automaten 76 geliefert wird, wenn er zum Empfangen und Bearbeiten eines in einem der Kanäle der PCM-Verbindung 10 empfangenen Oktetts bereit ist.
Dieses Signal öffnet die das Datensignal 71 und die Bearbeitungsinformation 81 übertragenden Durchschalter in Richtung des Automaten 76, wobei allerdings die fragliche Information noch nicht bereitsteht.
Das Signal 95 löst weiter das Arbeiten einer Steuerlogik aus, die die für die Durchführung eines vollständigen Funktionszyklus der Einrichtung 74 benötigten Steuersignale erzeugt. Allerdings verhindert das Fehlen des FIFO-Signals "Fertig" 78 einen solchen Zyklus.
Das Signal 95 löst weiter einen Lesezyklus in dem die Umkodiereinrichtung bildenden Speicher 80 aus. Wie bereits angegeben, ist die Adresse aus den Signalen 79, 72, 78 zusammengesetzt, wobei diese den Zustand oder den Typ der auf den betrachteten Kanal (INF) angewandten Prozedur; die Anzahl der seit Beginn eines laufenden Rahmens (ROC) empfangenen Oktette, falls zutreffend eine Zustandsinformation, die von den Übermittlungsumständen des empfangenen Oktetts oder von seinem Platz im Rahmen (90 bis 93) gemäß der vorher gelieferten Tabelle abhängt, und den Zustand, leer oder besetzt, des FIFOs, wie weiter oben gesagt, charakterisieren. Als Antwort liefert die Umkodiereinrichtung direkt die an dieser Adresse gespeicherte Information, die eine Bearbeitungsinformation aufweist, die, wie weiter oben angegeben, ein Programm bezeichnet, das bezüglich des Datenoktetts 71 durchgeführt wird. Wie in Figur 9 dargestellt ist, ist diese Information im letzten Drittel eines Zeitintervalls von 180 ns verfügbar, nach dessen Ablauf der Automat 76 mit dem Abfragen beginnt. Der Automat 76 empfängt so nach einer sehr kurzen Wartezeit ein Oktett 71 und eine Bearbeitungsinformation, die es ihm ermöglichen, ohne vorherige Operationen auf das Bearbeitungsprogramm dieses Oktetts zuzugreifen. Der Zeitgewinn ist insofern wichtig, als angesichts der Aufgabe der Bearbeitung von Oktetten, die jeweils im Abstand von 3,88 us ankommen und über sich durch die Prozedur, den Zustand des Kanals, den Typ des laufenden Rahmens und das Abwicklungsstadium im Empfang eines Rahmens unterscheidende Kanäle laufen, der Automat 76 mit programmiertem Funktionsablauf ohne diesen Zeitgewinn mit der Durchführung einer Reihe wichtiger, aufeinanderfolgender Testoperationen hätte beginnen müssen, bevor er herausgefunden hätte, welches Bearbeitungsprogramm angewandt werden muß. Man kann sogar sagen, daß der Automat 76 nicht in der Lage gewesen wäre, die 31 Kanäle eines PCM CEPT zu verarbeiten, es sei denn, daß ein ultraschneller, sehr teurer Prozessor verwendet worden wäre.
Das an den Aufwärtszähler 90 angelegte Signal 92 bewirkt, daß die Information ROC+INF, die früher gelesen wurde und am Ausgang des Speichers 85, 86 verfügbar ist, an den Eingang dieses Speichers entweder identisch oder mit einer Inkrementierung des Speicherbereichs ROC zurückgeführt wird, und zwar unter den weiter oben näher angegebenen Bedingungen. Wenn anschließend die Logik 94 das Signal 93 erzeugt, das an den Speicher 85, 86 angelegt wird, wird die möglicherweise durch den Aufwärtszähler 90 inkrementierte Information erneut in einer Adresse eingeschrieben, die dann immer diejenige des betrachteten Kanals ist.
Das Signal 96 wird anschließend durch die Logik 94 erzeugt und an den Weiterschalteingang des FIFOs angelegt, der eine den nächsten Kanal betreffende Leseoperation steuert.
Das Ende des Signals 96 erzeugt ein Übergangssignal 88, das das Vorrücken des Kanalzählers 84 hervorruft. Das Fehlen des Signals 93 löst eine Leseoperation des Speichers 85, 86 aus, der die Information ROC+INF des nächsten Kanals liefert, damit diese Information verfügbar ist, sobald der Automat das nächste Oktett anfordert, was den Funktionszyklus an den Anfang zurückbringt, der soeben beschrieben wurde.

Claims

1. System zur Analyse und Bearbeitung von HDLC-Rahmen, die über Mehrkanal-PCM-Verbindungen im Zeitmultiplex übertragen werden, insbesondere für Datendurchschalter, wobei das System multiplexierte Mittel zum Empfang von allen Kanälen gemeinsamen HDLC-Rahmen aufweist und für jeden PCM-Kanal in einem Rahmen ein Empfangswort liefert, das ein Datenoktett und eine sich auf dieses Oktett beziehende Zustandsinformation enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das System weiter zum einen Mittel (74) zur Analyse und Bearbeitung von Wörtern aufweist, die insbesondere enthalten:

. einen Kanalinformationsspeicher (85, 86), der für jeden Kanal mindestens eine Schrittfolgeangabe (ROC) enthält, die von den über diesen Kanal zuvor empfangenen Empfangswörter abhängt;

. Mittel (84) zum Adressieren und Lesen dieses Informationsspeichers bei der Lieferung jedes Empfangswortes und somit zum Erhalten der diesem Wort (ROC+INF) entsprechenden Kanalinformation;

. Umkodiermittel (80) zum Kombinieren mindestens der Zustandsinformation (S0..., S3) eines Empfangswortes und mindestens der Schrittfolgeinformation (ROC+INF), um so mindestens eine Bearbeitungsinformation (8l) zu erzeugen, die die auf das empfangene Datenoktett anzuwendende Bearbeitung definiert, und eine Angabe über die Änderung der Schrittfolgeinformation (92),

. Mittel (90) zum Modifizieren der Schrittfolgeinformation, die auf die Angabe über die Änderung antworten und diese im Kanalinfprmationsspeicher modifizieren,

und daß das System zum anderen einen programmierten Bearbeitungsautomäten (76) aufweist, der das Datenoktett und mindestens die Bearbeitungsinformation empfängt, um in Bezug auf dieses Oktett die von der Bearbeitungsinformation angegebene Bearbeitung durchzuführen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen FIFO-Speicher (73) aufweist, der zwischen den Rahmenempfangsmitteln (70) und den Wortanalyse- und -bearbeitungsmitteln (74) angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsinformation (72) in Bezug auf das laufende Datenoktett (71) mindestens eine der folgenden Informationen aufweist: Anfang des Rahmens, Ende des Rahmens mit Validierung des Rahmens, Ende des Rahmens ohne Validierung, Gültigkeit des laufenden Oktetts, Übertragungs- oder Formatierungsfehler.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wortanalyse- und -bearbeitungsmittel (74) für jeden über jeden Kanal empfangenen HDLC-Rahmen Mittel (85, 90) zum Zählen der Anzahl der empfangenen Oktette aufweisen, und daß die Information über die Anzahl der Oktette an die Umkodiermittel (80) geliefert werden, um eine spezifische Bearbeitung jedes Oktetts in Abhängigkeit vom Rang des Oktetts im Rahmen zu kennzeichnen.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkodiermittel (80) einen Eingang zum Empfang einer Zustandsinfarmation (72) entsprechend dem Auftreten eines Synchronisationssignals besitzen, wobei die Information (72) für jedes Synchronisationssignal des empfangenen PCM-Rahmens von den HDLC-Dekodiermittel (70) geliefert wird.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wortanalyse- und bearbeitungsmittel (74) einen Informationsspeicher (85, 86) für Kanäle (71) aufweisen, der von den Mitteln (84) zur Ermittlung der Nummer des Kanals des empfangenen laufenden Worts adressiert wird und der mit Mitteln (90) zum Einschreiben der Kanalinformationen in den Speicher (85, 86) und mit Mitteln zum Auslesen der an die Umkodiermittel (80) gerichteten Kanalinformationen zusammenwirken.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalinformationen mindestens eine der folgenden Informationen aufweisen: Rang des laufenden Oktetts in dem über jeden Kanal empfangenen laufenden Rahmen, Zustand des Übertragungskanals.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Analyseautomaten (76) zusammenarbeitet, der aufweist:

. erste Mittel zur Erfassung des laufenden Datenoktetts (71), das von der von den Umkodiermitteln gelieferten Bearbeitungsinformation (81) begleitet wird,

. zweite Mittel zur Durchführung der Bearbeitung dieses Datenoktetts,

wobei die ersten und zweiten Mittel zyklisch für jedes neue Datenoktett (71) aktiviert werden.

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Automat Mittel zum Auslösen jedes neuen Zyklus der Wortanalyse- und -bearbeitungseinrichtung (74) aufweist, wobei die Auslösung nach der Abwicklung jedes der Wortbearbeitungszyklen erfolgt.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkodiermittel (80) aus einem Festspeicher bestehen.

11. System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ausgang der Umkodiermittel (82) gelieferte Bearbeitungsinformation (81) eine logische Verzweigungsadresse für ein Bearbeitungsprogramm ist.